CN207725509U

CN207725509U - 机器人腿部机构及六足机器人

Info

Publication number: CN207725509U
Application number: CN201721471824.2U
Authority: CN
Inventors: 郑林森; 王爱华
Original assignee: Shenzhen Ya'er British Columbia Power Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Ya'er British Columbia Power Co Ltd
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2018-08-14
Anticipated expiration: 2027-11-07

Abstract

本实用新型公开了一种机器人腿部机构，其包括腿架和水平驱动器机构，水平驱动器机构中由马达驱动的直线推杆驱使腿架中的四连杆收缩机构动作，所述马达和直线推杆并排水平横放。本实用新型还公开了一种六足机器人，其六个腿部机构均为上述机器人腿部机构。本实用新型所提供的机器人腿部机构，其水平驱动器机构中的马达和直线推杆并排水平横放，从而有助于降低机器人的高度，安装了该机器人腿部机构的六足机器人大大降低了重心，在大坡度，高崎岖的地形也难以倾覆，提升了六足机器人的稳定性和适应能力。另外，将腿架中四连杆收缩机构上构成该腿架腿节的横杆改为直杆设计，避免了横杆因受力过大而发生损坏，进而延长了横杆的使用寿命。

Description

机器人腿部机构及六足机器人

技术领域

本发明涉及一种行走机器，具体涉及一种机器人腿部机构及六足机器人。

背景技术

六足机器人又叫蜘蛛机器人，是多足机器人的一种。目前，世界上已出现了多种六足机器人，专利号为US4527650的美国专利公开了一种六足机器人，其包括主体和六个相同的腿部机构，六个腿部机构可以组合并附接到主体上以形成完整的步行机器。主体包括上下间隔一定距离并同轴设置的顶板和底板。每一腿部机构包括一腿架、一垂直驱动器机构、一水平驱动器机构和一枢转驱动器机构，腿架的垂直(上下)运动由垂直驱动器机构驱动，腿架的枢转运动由枢转驱动器机构驱动。腿架的水平(左右)运动由水平驱动器机构驱动。专利号为US4527650的美国专利以及专利号为US4503924的美国专利均公开了腿部机构中水平驱动器机构驱动腿架的方式，水平驱动器机构中的马达驱动丝杠(直线推杆)，再由丝杠带动腿架中的四连杆收缩机构(以平行四边形布置的多个细长连杆)动作，从而实现了腿架的水平运动。在上述技术方案中国，水平驱动器中的马达和丝杠垂直设置，也就是说，马达的中心轴线和丝杠的中心轴线与主体的中心线平行，如此结构，增加了六足机器人的高度，使得六足机器人的中心升高，从而使得六足机器人在大坡度，高崎岖的地形易发生倾覆，造成损坏。另外，上述腿架中四连杆收缩机构上的一根横杆构成了腿架的腿节(或称大腿，thigh)，此构成腿节的横杆类似“Z”字形，目的是为了闭合时候能够吻合机器的形状，但这样的设计导致横杆受力过大，易发生损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够大大降低机器人重心，较小的高宽比，在正常行走可以达到1：1～1：2的大致范围。在大坡度，高崎岖的地形难以倾覆的机器人腿部机构及六足机器人。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机器人腿部机构，包括腿架和水平驱动器机构，所述水平驱动器机构中由马达驱动的直线推杆驱使所述腿架中的四连杆收缩机构动作；所述腿架中四连杆收缩机构上的一根横杆构成了该腿架的腿节。所述马达和所述直线推杆并排水平横放，所述马达位于所述直线推杆的正上方，该马达的中心轴线与所述直线推杆的中心轴线平行。

作为优选，所述马达和所述直线推杆为整体模块式直线推杆。

作为优选，所述整体模块式直线推杆为梯形丝杆式、滚珠丝杆式、行星滚珠丝杆式中的任一种。

作为优选，该机器人腿部机构的伸缩高度在0.7m到1.5m之间，令机器人有很低的高宽比以及低重心，提高抗倾覆能力。

作为优选，所述腿架中四连杆收缩机构上构成该腿架腿节的横杆为一直杆。

作为优选，所述腿架的各个关节采用大孔径滚珠轴承连接，大孔径滚子轴承在各个关节转动时候提供了多点接触，从而避免了单孔接触而导致理论是一点接触的弊端，大大增加机器人的控制精度和耐用性。

一种六足机器人，包括主体和六个相同的腿部机构，六个腿部机构可以组合并附接到主体上以形成完整的步行机器，所述主体包括上下间隔一定距离并同轴设置的顶板和底板。六个腿部机构均为上述任一项所述的机器人腿部机构。

作为优选，所述主体中顶板和底板之间形成有容置空间。

本发明所提供的机器人腿部机构，其水平驱动器机构中的马达和直线推杆并排水平横放，从而有助于降低机器人的高度，安装了该机器人腿部机构的六足机器人大大降低了重心，在大坡度，高崎岖的地形也难以倾覆，提升了六足机器人的稳定性和适应能力。另外，将腿架中四连杆收缩机构上构成该腿架腿节的横杆改为直杆设计，避免了横杆因受力过大而发生损坏，进而延长了横杆的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机器人腿部机构的主视图；

图2为图中B-B向视图；

图3为本发明实施例提供的机器人腿部机构伸缩过程中的视图；

图4为本发明实施例提供的机器人腿部机构收缩后的视图；

图5为本实用新型实施例提供的六足机器人的立体图。

附图标记说明：

1、腿架；11、四连杆收缩机构；111、横杆；

2、马达；3、直线推杆；4、顶板；5、底板。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

如图1至图4所示，一种机器人腿部机构，包括一腿架1、一垂直驱动器机构、一水平驱动器机构和一枢转驱动器机构，腿架的垂直(上下)运动由垂直驱动器机构驱动，腿架的枢转运动由枢转驱动器机构驱动，腿架的水平(左右)运动由水平驱动器机构驱动。水平驱动器机构中由马达2驱动的直线推杆3驱使腿架1中的四连杆收缩机构11动作。腿架1中四连杆收缩机构11上的一根横杆111构成了该腿架1的腿节。该机器人腿部机构的详细描述请参见专利号为US4527650和US4503924的美国专利所公开的内容。

本实施例中的机器人腿部机构是对上述技术方案的改进，其改进处如下：

如图1至图4所示，马达2和直线推杆3并排水平横放，马达2位于直线推杆3的正上方，该马达2的中心轴线与直线推杆3的中心轴线平行。也就是说，在将机器人腿部机构安装到专利号为US4527650中的六足机器人上后，马达2的中心轴线与直线推杆3的中心轴线将会与主体的中心线垂直。

优选地，马达2和直线推杆3为整体模块式直线推杆，从而使得机器人腿部机构的设计更加可靠稳固。整体模块式直线推杆就是电动推杆，英文名Linear Actuator，电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置，可用于各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用，以实现远距离控制、集中控制或自动控制。进一步优选地，整体模块式直线推杆为梯形丝杆式、滚珠丝杆式、行星滚珠丝杆式中的任一种。

进一步优选地，腿架1(如图1所示该腿架1呈四边形)的各个关节采用大孔径滚珠轴承连接，大孔径滚子轴承在各个关节转动时候提供了多点接触，从而避免了单孔接触而导致理论是一点接触的弊端，大大增加机器人的控制精度和耐用性。

上述机器人腿部机构，其水平驱动器机构中的马达2和直线推杆3并排水平横放，从而有助于降低机器人的高度，这一机器人腿部机构的伸缩高度在0.7m到1.5m之间，令机器人有很低的高宽比以及低重心，提高抗倾覆能力。而现有的腿部机构的伸缩高度在1.2m到2.2m之间。安装了该机器人腿部机构的六足机器人大大降低了重心，在大坡度，高崎岖的地形也难以倾覆，提升了六足机器人的稳定性和适应能力。

如图1至图4所示，另一处改进在于，腿架1中四连杆收缩机构11上构成该腿架1腿节的横杆111为一直杆，从而避免了横杆111因受力过大而发生损坏，进而延长了横杆111的使用寿命。

如图5所示，一种六足机器人，包括主体和六个相同的腿部机构，六个腿部机构可以组合并附接到主体上以形成完整的步行机器，主体包括上下间隔一定距离并同轴设置的顶板4和底板5。该六足机器人的详细描述请参见专利号为US4527650的美国专利所公开的内容。本实施例中的六足机器人是对上述技术方案的改进，其改进处在于，六个腿部机构均为前述机器人腿部机构。此六足机器人安装了前述机器人腿部机构后大大降低了重心，高与宽之比较上述之美国专利低约1倍，从而使机器人在大坡度，高崎岖的地形也难以倾覆，从而提升了六足机器人的稳定性和适应能力。另外，该六足机器人主体中顶板4和底板5之间形成有容置空间，采用了开敞式设计，容置空间可用于放置物品，提升了空间利用率，实用性大大提高。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例再创新设计。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims

1.一种机器人腿部机构，包括腿架和水平驱动器机构，所述水平驱动器机构中由马达驱动的直线推杆驱使所述腿架中的四连杆收缩机构动作；所述腿架中四连杆收缩机构上的一根横杆构成了该腿架的腿节，其特征在于，所述马达和所述直线推杆并排水平横放，所述马达位于所述直线推杆的正上方，该马达的中心轴线与所述直线推杆的中心轴线平行。

2.根据权利要求1所述的机器人腿部机构，其特征在于，所述马达和所述直线推杆为整体模块式直线推杆。

3.根据权利要求2所述的机器人腿部机构，其特征在于，所述整体模块式直线推杆为梯形丝杆式、滚珠丝杆式、行星滚珠丝杆式中的任一种。

4.根据权利要求1所述的机器人腿部机构，其特征在于，该机器人腿部机构的伸缩高度在0.7m到1.5m之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人腿部机构，其特征在于，所述腿架中四连杆收缩机构上构成该腿架腿节的横杆为一直杆。

6.根据权利要求1所述的机器人腿部机构，其特征在于，所述腿架的各个关节采用大孔径滚珠轴承连接。

7.一种六足机器人，包括主体和六个相同的腿部机构，六个腿部机构可以组合并附接到主体上以形成完整的步行机器，所述主体包括上下间隔一定距离并同轴设置的顶板和底板，其特征在于，六个腿部机构均为权利要求1至6中任一项所述的机器人腿部机构。

8.根据权利要求7所述的六足机器人，其特征在于，所述主体中顶板和底板之间形成有容置空间。