CN207644518U - 轮式机械腿及其六足机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种轮式机械腿及其六足机器人，轮式机械腿包括第一臂杆，与所述第一臂杆的一端固定连接的第一驱动部件，以及与所述第一臂杆的另一端可转动连接的第二臂杆，所述第二臂杆的其中一端与所述第一臂杆可转动连接，另一端固定连接一轮胎组件，所述第二臂杆的中间部位可转动连接一摇杆，所述摇杆的一端与所述第二臂杆的中间部位可转动连接，另一端可转动连接于一转盘的边缘，所述转盘的中心固定连接一用于驱动所述转盘转动的第二驱动部件，所述轮胎组件包括轮胎及用于驱动所述轮胎转动的第三驱动部件，所述第三驱动部件的一端与所述第二臂杆固定连接，另一端与轮胎固定连接。本实用新型的轮式机械腿使机器人可以平移、旋转、爬坡、越障。

Description

轮式机械腿及其六足机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种轮式机械腿及其六足机器人。

背景技术

移动机器人可用于军事侦察、反恐防暴等，它以其体积小、成本低、生存能力强、运动灵活等特点受到大家的青睐，在有障碍物的环境中能够面向目标自主运动，从而完成一定的作业功能。由于其工作环境复杂多变，需要机器人要越过障碍物和复杂地形，而不是简单的避开障碍，而现有技术的机器人的机械腿大多都只能实现平移，而不能实现抬升和角度定位，从而只能避开障碍物，而不能越过障碍物。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种轮式机械腿及其六足机器人，旨在解决现有技术机器人的机械腿只能完成机器人的平移，机械腿不能抬升和角度定位，无法使机器人越过障碍的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种轮式机械腿，其中，包括第一臂杆，与所述第一臂杆的一端固定连接、用于驱动所述第一臂杆转动的第一驱动部件，以及与所述第一臂杆的另一端可转动连接的第二臂杆，所述第二臂杆的其中一端与所述第一臂杆可转动连接，另一端固定连接一用于滚动行走的轮胎组件，所述第二臂杆的中间部位可转动连接一用于推动所述第二臂杆绕所述第一臂杆转动的摇杆，所述摇杆的一端与所述第二臂杆的中间部位可转动连接，另一端可转动连接于一转盘的边缘，所述转盘的中心固定连接一用于驱动所述转盘转动的第二驱动部件，所述轮胎组件包括轮胎及用于驱动所述轮胎转动的第三驱动部件，所述第三驱动部件的一端与所述第二臂杆固定连接，另一端与所述轮胎固定连接，所述第一臂杆、第二臂杆、转盘及轮胎的转动平面互相平行。

进一步的，所述第二臂杆为沿竖直方向延展的扁平状，所述摇杆和第一臂杆分别设置在所述第二臂杆的左右两侧。

进一步的，所述第一驱动部件、第二驱动部件以及第三驱动部件都为电机。

进一步的，第一驱动部件与所述第二驱动部件同轴设置，且所述第一驱动部件与所述第二驱动部件头尾相对。

进一步的，所述摇杆上设置有可使所述摇杆转动时绕过所述第一驱动装置的弯折部。

进一步的，所述摇杆与所述转盘的连接点的到所述转盘中心的距离，等于所述摇杆与所述第二臂杆的连接点到所述第一臂杆与所述第二臂杆的连接点之间的距离。

进一步的，所述第一臂杆与第一驱动部件和第二臂杆的两个连接点的距离，等于摇杆与转盘和第二臂杆的两个连接点的距离。

进一步的，所述第三驱动部件的轴线与所述第一驱动部件和所述第二驱动部件的轴线平行。

本实用新型还提供一种六足机器人，包括如上所述的轮式机械腿，还包括箱体式机架，所述箱体式机架两侧对应的设置三组轮式机械腿。

进一步的，所述第一驱动部件水平固定于所述箱体式机架侧面，所述第一臂杆在所述箱体式机架的外部与所述第一驱动部件连接，所述第二驱动部件水平固定于所述箱体式机架底部内侧，所述转盘竖直连接在所述第二驱动部件上，所述摇杆穿过所述箱体式机架底部与所述转盘连接，所述箱体式机架底部设置有利于所述摇杆转动的贯通孔。

本实用新型的轮式机械腿设置有可以抬升轮胎的臂杆，且抬升的角度可以定位，不仅使机器人可以平移，还可使机器人抬腿以及定位抬腿的角度，从而可以越过障碍，同时结构简单，安装方便，且制造成本低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型轮式机械腿较佳实施例的结构示意图。

图2为图1中轮式机械腿的右视图。

图3为本实用新型六足机器人较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

图1为本实用新型轮式机械腿较佳实施例的结构示意图，如图1所示，本实用新型轮式机械腿包括第一臂杆10、第一驱动部件20、第二臂杆30、轮胎组件40、摇杆50、转盘60、第二驱动部件70。第一臂杆10竖直设置，第一驱动部件20固定连接在第一臂杆10的顶端，可控制第一臂杆10绕着第一驱动部件20和第一臂杆10的连接点转动，这样可抬升轮胎组件40，轮胎组件40用于滚动行走。

第二臂杆30的其中一端与第一臂杆10的底端可转动连接，以使得第二臂杆30可绕第一臂杆10转动，这样在通过第一臂杆10抬升轮胎组件40后，可进一步通过第二臂杆30抬升和定位轮胎组件40，第二臂杆30的另一端固定连接轮胎组件40，轮胎组件40包括轮胎41及第三驱动部件42，第三驱动部件42用于驱动轮胎41转动，以使机器人移动，第三驱动部件42的一端与第二臂杆30固定连接，另一端与轮胎41固定连接，以使得轮胎41在第三驱动部件42的驱动下转动，进而带动机器人行走。

摇杆50的一端与第二臂杆30的中间部位可转动连接，这样摇杆50可推动第二臂杆30绕第一臂杆10转动，即可在第一臂杆10抬升了轮胎组件40后，再通过摇杆50带动第二臂杆30绕第一臂杆10转动，进一步抬升和定位轮胎组件40。摇杆50的另一端可转动连接于转盘60的边缘，转盘60可为圆盘形，转盘60的中心固定连接第二驱动部件70，第二驱动部件70可驱动转盘60转动，进而可通过转盘60带动摇杆50转动，推动第二臂杆30抬升轮胎组件40。由于摇杆50固定在转盘60上，所以在转盘60转动时，摇杆50与转盘60的连接点的运动轨迹是圆周，那么理所应当的，第二臂杆30也可绕第一臂杆10做圆周运动，这样轮胎组件就可以360度的转动定位，提升了机器人的越障能力。第一臂杆10、第二臂杆30、转盘60及轮胎41都是可转动的部件，且其转动平面都互相平行，这样可以保证机械腿运动的平稳性。

如图1所示，第二臂杆30为沿竖直方向延展的扁平状，摇杆50和第一臂杆10分别设置在第二臂杆30的左右两侧，这样将摇杆50和第一臂杆10设置在在摇杆50的第二臂杆30的异侧，可使摇杆50在转动过程中，不会与第一臂杆10相撞，保证摇杆50顺利的转动，实现轮胎组件的360度转动。

如图1所示，第一驱动部件20、第二驱动部件70以及第三驱动部件42都可为电机，具体为做旋转运动的电机，第一驱动部件20与第二驱动部件70同轴设置，便于安装，且第一驱动部件20与第二驱动部件70为相同型号的电机。具体的，电机一般都在其一端设置有输出驱动力的输出轴，通过输出轴与其它部件相连来带动其它部件运动，本实施例中，第一驱动部件20与第二驱动部件70的输出轴在同一轴线上，且第二驱动部件70与第一驱动部件20头尾相对，即第二驱动部件70设置有输出轴的一端靠近第一驱动部件20没有设置输出轴的一端。

第一臂杆10和转盘60分别需要从第一驱动部件20和第二驱动部件70获得驱动力，理所当然的，第一臂杆10固定连接在第一驱动部件20设置有输出轴的一端，转盘60也固定连接在第二驱动部件70设置有输出轴的一端，然而第二驱动部件70和第一驱动部件20是同轴且头尾相对设置的，这样就可能造成摇杆50在转动过程中会碰到第一驱动部件20，为避免摇杆50碰到第一驱动部件20，可以在摇杆50上设置一个弯折部51，弯折部51可使摇杆50转动时绕过第一驱动装置，保证摇杆50转动顺畅。

图2为图1中轮式机械腿的右视图，如图2所示，摇杆50与转盘60的连接点的到转盘60中心的距离为a，摇杆50与第二臂杆30的连接点到第一臂杆10与第二臂杆30的连接点之间的距离为b，a和b相等，在a和b相等时，能使第二臂杆30在摇杆50的带动下做圆周运动，提高轮胎组件40定位的准确性。

请继续参阅图2，第一臂杆10与第一驱动部件20和第二臂杆30的两个连接点的距离d，等于摇杆50与转盘60和第二臂杆30的两个连接点的距离h，这样在摇杆50与转盘60的连接点的到转盘60中心的距离a，等于摇杆50与第二臂杆30的连接点到第一臂杆10与第二臂杆30的连接点之间的距离为b的基础上，第一臂杆10与第一驱动部件20和第二臂杆30的两个连接点的距离d，等于摇杆50与转盘60和第二臂杆30的两个连接点的距离h，可保证第一臂杆10和摇杆50在工作过程中时刻保持平形，提高轮式机器腿的支撑强度，使其更耐用，延长使用寿命。

请参阅图1，第三驱动部件42的轴线与第一驱动部件20和第二驱动部件70的轴线平行，由于轮胎41固定于第三驱动部件42上，而一般都是将驱动部件与轮胎同轴安装，所以当第三驱动部件42的轴线与第一驱动部件20和第二驱动部件70的轴线平行时，理所当然的轮胎41的轴线也与第一驱动部件20和第二驱动部件70的轴线平行，这样可使轮胎41向前平行移动，不会歪曲。具体的，可通过螺钉将轮胎41固定于第三驱动部件42的一端，这样就能通过第三驱动部件42带动轮胎41转动。

图3为本实用新型六足机器人较佳实施例的结构示意图，如图3所示，本实用新型还公开了一种六足机器人，六足机器人上安装有上述的轮式机械腿，具体的，六足机器人还包括箱体式机架2，箱体式机架2两侧对应的设置三组轮式机械腿，箱体式机架2可以只是机器人与轮式机械腿的连接结构，也可以是机器人用来装物品的载物箱，在此不作限制。每组轮式机械腿包括两个轮式机械腿，每组的两个轮式机械腿分别设置在箱体式机架2两侧的相应位置，将三组轮式机械腿分别设置在箱体式机架2的前、中、后三个位置，使箱体式机架2结构更均匀，使用时行走更平稳，提升六足机器人的性能。

具体的，第一驱动部件20水平固定于箱体式机架2侧面，第一驱动部件20的输出轴穿过箱体式机架2的侧壁，第一臂杆10在箱体式机架2的外部与第一驱动部件20连接，第二驱动部件70水平固定于箱体式机架2底部内侧，转盘60竖直连接在第二驱动部件70的输出轴上，摇杆50穿过箱体式机架2底部与转盘60连接，箱体式机架2底部设置有利于摇杆50转动的贯通孔21，以便于摇杆50的转动。由于第二驱动部件70上设置有输出轴的一端和第一驱动部件20上没有设置输出轴的一端相对，转盘60固定在第二驱动部件70的输出轴上，而摇杆50又连接在转盘60上，所以摇杆50位于第二驱动部件70和第一驱动部件20之间，那么贯通孔21也相应的设置在第二驱动部件70和第一驱动部件20之间，且贯通孔21的长度足以使摇杆50完成圆周转动。

本实用新型六足机器人箱体式机架2两侧的轮式机械腿上用于驱动轮胎的第三驱动部件42同步转动时，可使六足机器人直线行走，而两侧的第三驱动部件42不同步时，可使六足机器人转弯；需要爬坡时，第一驱动部件20和第二驱动部件70同步转动，第一臂杆10和摇杆50同步转动，同时第二臂杆30和轮胎组件40会跟随一起运动，然后第一驱动部件20停止转动，固定住第一臂杆10，实现轮胎41的太高，固定第一臂杆10之后根据需要使第二驱动部件70继续转动，控制第二臂杆30绕第一臂杆10转动，完成轮胎41的进一步抬升和角度定位。

本实用新型的轮式机械腿设置有可以抬升轮胎的臂杆，且抬升的角度可以定位，不仅使机器人可以平移，还可使机器人抬腿以及定位抬腿的角度，从而可以越过障碍，两侧的轮胎分别通过不同电机控制，可通过使控制两侧轮胎的电机转速不同来现实机器人转弯，同时结构简单，安装方便，且制造成本低。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种轮式机械腿，其特征在于，包括：第一臂杆，与所述第一臂杆的一端固定连接、用于驱动所述第一臂杆转动的第一驱动部件，以及与所述第一臂杆的另一端可转动连接的第二臂杆，所述第二臂杆的其中一端与所述第一臂杆可转动连接，另一端固定连接一用于滚动行走的轮胎组件，所述第二臂杆的中间部位可转动连接一用于推动所述第二臂杆绕所述第一臂杆转动的摇杆，所述摇杆的一端与所述第二臂杆的中间部位可转动连接，另一端可转动连接于一转盘的边缘，所述转盘的中心固定连接一用于驱动所述转盘转动的第二驱动部件，所述轮胎组件包括轮胎及用于驱动所述轮胎转动的第三驱动部件，所述第三驱动部件的一端与所述第二臂杆固定连接，另一端与所述轮胎固定连接，所述第一臂杆、第二臂杆、转盘及轮胎的转动平面互相平行。

2.根据权利要求1所述的轮式机械腿，其特征在于，所述第二臂杆为沿竖直方向延展的扁平状，所述摇杆和第一臂杆分别设置在所述第二臂杆的左右两侧。

3.根据权利要求2所述的轮式机械腿，其特征在于，所述第一驱动部件、第二驱动部件以及第三驱动部件都为电机。

4.根据权利要求3所述的轮式机械腿，其特征在于，第一驱动部件与所述第二驱动部件同轴设置，且所述第一驱动部件与所述第二驱动部件头尾相对。

5.根据权利要求4所述的轮式机械腿，其特征在于，所述摇杆上设置有可使所述摇杆转动时绕过所述第一驱动装置的弯折部。

6.根据权利要求5所述的轮式机械腿，其特征在于，所述摇杆与所述转盘的连接点的到所述转盘中心的距离，等于所述摇杆与所述第二臂杆的连接点到所述第一臂杆与所述第二臂杆的连接点之间的距离。

7.根据权利要求6所述的轮式机械腿，其特征在于，所述第一臂杆与第一驱动部件和第二臂杆的两个连接点的距离，等于摇杆与转盘和第二臂杆的两个连接点的距离。

8.根据权利要求7所述的轮式机械腿，其特征在于，所述第三驱动部件的轴线与所述第一驱动部件和所述第二驱动部件的轴线平行。

9.一种六足机器人，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的轮式机械腿，还包括箱体式机架，所述箱体式机架两侧对应的设置三组轮式机械腿。

10.根据权利要求9所述的六足机器人，其特征在于，所述第一驱动部件水平固定于所述箱体式机架侧面，所述第一臂杆在所述箱体式机架的外部与所述第一驱动部件连接，所述第二驱动部件水平固定于所述箱体式机架底部内侧，所述转盘竖直连接在所述第二驱动部件上，所述摇杆穿过所述箱体式机架底部与所述转盘连接，所述箱体式机架底部设置有利于所述摇杆转动的贯通孔。