CN202827838U - 一种具有调控装置的四足机器人 - Google Patents

Abstract

一种具有调控装置的四足机器人，本实用新型涉及一种四足机器人，具体涉及一种具有调控装置的四足机器人，本实用新型为了解决现有技术中四足机器人行走机构存在自由度多、控制系统复杂、能耗大的问题，不便于四足行走机器人在负重条件下的长期稳定行走问题，所述机器人包括外框、动力控制机构、行走机构和动力调控装置，外框包括躯体钢架和底盘支撑板，动力控制机构包括步进电机和控制器，行走机构包括大腿、小腿和足部，动力调控机构包括前肢被动齿轮、蜗杆、蜗轮、主动齿轮、后肢被动齿、短轴、长轴、蜗杆支撑架、短轴支撑架、长轴支撑架、曲柄、曲柄连接销、曲柄连接杆和轴承，本实用新型用于搜救、探测领域。

Description

一种具有调控装置的四足机器人

技术领域

本实用新型涉及一种四足机器人，具体涉及一种具有调控装置的四足机器人。

背景技术

现有四足机器人看，大多数具有一个共同的特点，即单腿具有两至三个自由度，可以前进、后退、及行走在倾斜路面。而这样的四足行走机构存在自由度多、控制系统复杂、能耗大的问题，不便于四足行走机器人在负重条件下的长期稳定行走。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中四足机器人行走机构存在自由度多、结构复杂、能耗大、不便于四足行走机器人在负重条件下的长期稳定行走的问题，进而提供了一种具有调控装置的四足机器人。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种具有调控装置的四足机器人，所述机器人包括外框、动力控制机构和四个行走机构，外框包括躯体钢架和底盘支撑板，动力控制机构包括步进电机、控制器，行走机构包括四个大腿、四个小腿和四个足部，所述机器人还包括动力调控装置，动力调控装置包括前肢被动齿轮、蜗杆、蜗轮、主动齿轮、后肢被动齿、短轴、两个长轴、一组蜗杆支撑架、一组短轴支撑架、两组长轴支撑架、四个曲柄、四个曲柄连接销、四个曲柄连接杆和八个轴承；

躯体钢架上设有多个筋板，一组蜗杆支撑架为两个相对同轴设置的蜗杆支撑架组成，一组短轴支撑架为两个相对同轴设置的短轴支撑架组成，每组长轴支撑架为两个相对同轴设置的长轴支撑架组成，每个蜗杆支撑架、每个短轴支撑架和每个长轴支撑架上分别安装有一个轴承，底盘支撑板固定安装在躯体钢架的底部，一组短轴支撑架、一组蜗杆支撑架和两组长轴支撑架分别设置在底盘支撑板的上端面上，步进电机安装在底盘支撑板的上端面上，控制器用于控制步进电机的转速和转动方向，步进电机上的输出轴与蜗杆一端固定连接，蜗杆的两端穿过一组蜗杆支撑架，且蜗杆的两端通过蜗杆支撑架支撑固定，蜗杆上设有蜗轮，蜗杆和蜗轮齿啮合，短轴的一端穿过蜗轮，短轴另一端穿过主动齿轮，且短轴的两端通过一组短轴支撑架支撑固定，主动齿轮与设置在两端的前肢被动齿轮和后肢被动齿轮啮合，前肢被动齿轮和后肢被动齿轮上分别设有一个长轴，每个长轴的两端穿过一组长轴支撑架，且长轴的两端穿过长轴支撑架支撑固定，每个长轴的两端分别安装有一个曲柄，每个曲柄通过曲柄连接销与一个曲柄连接杆一端连接，曲柄连接杆的另一端与一个大腿的一端连接，大腿的另一端与小腿的一端连接，小腿的另一端与足部固定连接。

本实用新型具有以下有益效果：一种具有调控装置的四足机器人仅仅通过单个主动齿轮驱动，就能实现稳定的四足行走，控制步距及步频，并通过动力控制机构和动力调控机构使四足行走机器人在行走环境中能够进行协调、连续的运动，在负重条件下长期稳定行走，提高行走质量，本四足行走机器人既有优于双足机器人的行走平稳性，又避免了现有四足机器人机构的自由度冗余和控制复杂性，本实用新型既降低了制造成本又提高了行走可靠性，本实用新型具有结构简单，便于操作，设计合理的优点。

附图说明

图1为实用新型的整体结构主视图；图2为实用新型的整体结构俯视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种具有调控装置的四足机器人，所述机器人包括外框25、动力控制机构26和四个行走机构28，外框25包括躯体钢架1和底盘支撑板3，动力控制机构26包括步进电机15、控制器16，行走机构28包括四个小腿连接通销17、四个大腿18、四个髋部销钉19、四个小腿22和四个足部23，所述机器人还包括动力调控装置27，动力调控装置27包括前肢被动齿轮5、蜗杆9、蜗轮10、主动齿轮11、后肢被动齿12、短轴24、两个长轴2、一组蜗杆支撑架7、一组短轴支撑架4、两组长轴支撑架14、四个曲柄6、四个曲柄连接销20、四个曲柄连接杆21和八个轴承8；

躯体钢架1上设有多个筋板1-1，一组蜗杆支撑架7为两个相对同轴设置的蜗杆支撑架7组成，一组短轴支撑架4为两个相对同轴设置的短轴支撑架4组成，每组长轴支撑架14为两个相对同轴设置的长轴支撑架14组成，每个蜗杆支撑架7、每个短轴支撑架4和每个长轴支撑架14上分别安装有一个轴承8，底盘支撑板3固定安装在躯体钢架1的底部，一组短轴支撑架4、一组蜗杆支撑架7和两组长轴支撑架14分别设置在底盘支撑板3的上端面上，步进电机15安装在底盘支撑板3的上端面上，控制器16用于控制步进电机15的转速和转动方向，步进电机15上的输出轴与蜗杆9一端固定连接，蜗杆9的两端穿过一组蜗杆支撑架7，且蜗杆9的两端通过蜗杆支撑架7支撑固定，蜗杆9上设有蜗轮10，蜗杆9和蜗轮10齿啮合，短轴24的一端穿过蜗轮10，短轴24另一端穿过主动齿轮11，且短轴24的两端通过一组短轴支撑架4支撑固定，主动齿轮11与设置在两端的前肢被动齿轮5和后肢被动齿轮12啮合，前肢被动齿轮5和后肢被动齿12上分别设有一个长轴2，每个长轴2的两端穿过一组长轴支撑架14，且长轴2的两端穿过长轴支撑架14支撑固定，每个长轴2的两端分别安装有一个曲柄6，每个曲柄6通过曲柄连接销20与一个曲柄连接杆21一端连接，曲柄连接杆21的另一端通过一个髋部销钉19与一个大腿18的一端连接，大腿18的另一端设有一个小腿连接通销17，小腿连接通销17一端穿过筋板1-1与小腿22的一端连接，小腿22的另一端与足部23固定连接，

主动齿轮11接受蜗轮10传递过来的运动后，分别与前肢被动齿轮5和后肢被动齿轮12进行啮合传动，前肢被动齿轮5接受主动齿轮11传来的运动后，它执行逆向转动，后肢被动齿轮12也进行逆向转动，前肢被动齿轮5通过长轴2带动两侧前肢两侧曲柄6时，两侧曲柄6产生了合理性、间歇性、交替的动作，后肢被动齿轮12通过长轴2带动后肢两侧曲柄6时，两侧曲柄6也产生了相同的交替运动。

具体实施方式二：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式所述一种具有调控装置的四足机器人，主动齿轮11、前肢被动齿轮5和后肢被动齿12的模数相等，主动齿轮11、、前肢被动齿轮5和后肢被动齿12压力角相等，其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式所述一种具有调控装置的四足机器人，所述机器人还包括八个定位螺栓13，每个长轴2的两端分别通过一个定位螺栓13固定连接，其它与具体实施方式一或二相同。

本实用新型的工作原理：

通过控制器使步进电机工作，步进电机通过输出轴带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮通过短轴带动主动齿轮转动，主动齿轮带动与前肢被动齿轮和后肢被动齿轮进行传动，前肢被动齿轮接受主动齿轮传来的运动后，它执行逆向转动，后肢被动齿轮也进行逆向转动，前肢被动齿轮通过长轴带动两侧前肢两侧曲柄时，两侧曲柄产生了合理性、间歇性、交替的动作，后肢被动齿轮，通过长轴带动后肢两侧曲柄时，两侧曲柄也产生了相同的交替运动，曲柄带动各自对应的曲柄摆杆机构进行运动，从而使同一侧行走机构产生了相同的运动方式，且步调一致，当一侧两腿与地面接触时，曲柄摆杆机构还在运转，因地面产生摩擦力，从而另一侧行走机构的足部离开地面一定高度，同时机器人整体也向前移动当另一侧腿部接触地面时，同样产生摩擦力，继续使机身向前移动，这样往复运动，使机器人平稳的向前行走，如向后移动，只需向控制系统发送指令，经电机驱动装置向电机发送反向脉冲信号，让电机反转，通过各个机构的传动，最终能够使机器人进行向后行走的动作，本实用新型的可在斜面角度为0-15°的斜面上行走。

Claims (3)

1.一种具有调控装置的四足机器人，所述机器人包括外框(25)、动力控制机构(26)和四个行走机构(28)，外框(25)包括躯体钢架(1)和底盘支撑板(3)，动力控制机构(26)包括步进电机(15)和控制器(16)，行走机构(28)包括四个大腿(18)、四个小腿(22)和四个足部(23)，其特征在于：所述机器人还包括动力调控装置(27)，动力调控装置(27)包括前肢被动齿轮(5)、蜗杆(9)、蜗轮(10)、主动齿轮(11)、后肢被动齿轮(12)、短轴(24)、两个长轴(2)、一组蜗杆支撑架(7)、一组短轴支撑架(4)、两组长轴支撑架(14)、四个曲柄(6)、四个曲柄连接销(20)、四个曲柄连接杆(21)和八个轴承(8)；

躯体钢架(1)上设有多个筋板(1-1)，一组蜗杆支撑架(7)为两个相对同轴设置的蜗杆支撑架(7)组成，一组短轴支撑架(4)为两个相对同轴设置的短轴支撑架(4)组成，每组长轴支撑架(14)为两个相对同轴设置的长轴支撑架(14)组成，每个蜗杆支撑架(7)、每个短轴支撑架(4)和每个长轴支撑架(14)上分别安装有一个轴承(8)，底盘支撑板(3)固定安装在躯体钢架(1)的底部，一组短轴支撑架(4)、一组蜗杆支撑架(7)和两组长轴支撑架(14)分别设置在底盘支撑板(3)的上端面上，步进电机(15)安装在底盘支撑板(3)的上端面上，控制器(16)用于控制步进电机(15)的转速和转动方向，步进电机(15)上的输出轴与蜗杆(9)一端固定连接，蜗杆(9)的两端穿过一组蜗杆支撑架(7)，且蜗杆(9)的两端通过蜗杆支撑架(7)支撑固定，蜗杆(9)上设有蜗轮(10)，蜗杆(9)和蜗轮(10)齿啮合，短轴(24)的一端穿过蜗轮(10)，短轴(24)另一端穿过主动齿轮(11)，且短轴(24)的两端通过一组短轴支撑架(4)支撑固定，主动齿轮(11)与设置在两端的前肢被动齿轮(5)和后肢被动齿轮(12)啮合，前肢被动齿轮(5)和后肢被动齿轮(12)上分别设有一个长轴(2)，每个长轴(2)的两端穿过一组长轴支撑架(14)，且长轴(2)的两端穿过长轴支撑架(14)支撑固定，每个长轴(2)的两端分别安装有一个曲柄(6)，每个曲柄(6)通过曲柄连接销(20)与一个曲柄连接杆(21)一端连接，曲柄连接杆(21)的另一端与一个大腿(18)的一端连接，大腿(18)的另一端与小腿(22)的一端连接，小腿(22)的另一端与足部(23)固定连接。

2.根据权利要求1所述一种具有调控装置的四足机器人，其特征在于：主动齿轮(11)、前肢被动齿轮(5)和后肢被动齿(12)的模数相等，主动齿轮(11)、与前肢被动齿轮(5)和后肢被动齿(12)压力角相等。

3.根据权利要求1或2所述一种具有调控装置的四足机器人，其特征在于：所述机器人还包括八个定位螺栓(13)，每个长轴(2)的两端分别通过一个定位螺栓(13)固定连接。

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