CN209535274U - 一种步态前进与轮式前进转换的多足机器人 - Google Patents
一种步态前进与轮式前进转换的多足机器人 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种步态前进与轮式前进转换的多足机器人，包括机身和对称设置在机身两侧的行走组件，行走组件包括第一舵机、第二舵机、第三舵机、行走轮以及步态行走支撑件；第一舵机连接在机身上，第二舵机通过两个正交的U型板件连接在第一舵机上，第三舵机通过两个平行设置的平板连接在第二舵机上，第一舵机、第二舵机和第三舵机依次串联。本实用新型的多足机器人可实现轮式前进和步态形状的自由转换，在崎岖不规则的地面环境时可以通过步态行走的方式，保持机器人的稳定性穿越障碍；在地面环境比较平整时，机器人由步态行走模式切换到轮式前进模式，提高移动速度与灵活性。本实用新型的机器人实现了速度与翻越障碍的统一。
Description
技术领域
本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种步态前进与轮式前进转换的多足机器人。
背景技术
随着机器人工作环境和工作任务的复杂化，要求机器人具有更高的运动灵活性、在特殊和未知环境的适应性，机器人简单的轮子和履带的移动机构已不能适应多变复杂的环境要求。在自然环境中存在一些人类无法直接到达，例如发生灾难的矿井、地震后倒塌的建筑物内及其他一些危险的环境，这些地方有一个共同的特点是空间狭小且地形崎岖不规则，在这样的环境中，轮式的机器人与履带式的机器人的稳定性和移动效率受到了很大程度的限制。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种步态前进与轮式前进转换的多足机器人，可以自由切换步态行走和轮式前进两种模式，解决现有的轮式机器人在不规则道路上前进稳定性差且步态行走机器人移动效率差的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种步态前进与轮式前进转换的多足机器人，包括机身和对称设置在机身两侧的行走组件，所述的行走组件包括第一舵机、第二舵机、第三舵机、行走轮以及步态行走支撑件；
所述的第一舵机连接在机身上，所述的第二舵机通过两个正交的U型板件连接在第一舵机上，所述的第三舵机通过两个平行设置的平板连接在第二舵机上，第一舵机、第二舵机和第三舵机依次串联；
所述的步态行走支撑件连接在第三舵机的末端，所述的行走轮与一电机连接，所述的电机连接在步态行走支撑件上。
具体的，所述的步态行走支撑件由两个平行设置的三角形平板连接而成，三角形平板朝同一方向的两个尖角端共同连接第一底板形成机器人步态行走时与地面的接触面。
具体的，所述的三角形平板上开设有镂空槽。
具体的，所述的电机的其中一端固定在步态行走支撑件靠近第三舵机的一端，行走轮连接在电机的另一端，且步态行走支撑件和行走轮的轴线的夹角为180°。
具体的，所述的平板为L型金属板件。
具体的，所述的机身包括机身壳体以及设置在机身壳体内的电池和控制电路板，所述的第一舵机的一端固定在机身壳体上。
更具体的，所述的机身壳体包括顶板、第二底板和多个侧板，所述的第一舵机固定在顶板和第二底板之间，侧板设置在相邻第一舵机之间将顶板和第二底板固定。
具体的，所述的行走组件至少有四个。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的多足机器人的行走组件包括有行走轮和步态行走支撑件，可实现轮式前进和步态形状的自由转换，其中，步态行走支撑件作为机器人步态行走的主体机构，在崎岖不规则的地面环境时可以通过步态行走的方式，保持机器人的稳定性穿越障碍；电机与行走轮构成机器人轮式前进的机构，在地面环境比较平整时，通过第二舵机与第三舵机的控制，使得行走轮与地面接触，机器人由步态行走模式切换到轮式前进模式，提高移动速度与灵活性。本实用新型的机器人实现了速度与翻越障碍的统一。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本实用新型的机器人步态行走时的结构状态图。
图2是本实用新型的机器人轮式行走时的结构状态图。
图3是本实用新型的机器人轮式行走时的结构状态图。
图中各标号表示为：
1-机身，2-行走组件；
11-机身壳体，12-电池，13-控制电路板；
111-顶板，112-第二底板，113-侧板；
21-第一舵机，22-第二舵机，23-第三舵机，24-行走轮，25-步态行走支撑件，26-U型板件，27-平板，28-电机；
251-三角形平板，252-第一底板，253-镂空槽。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本实用新型的具体实施方式，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外，“前、后、底、顶”是以图1的图面为基准定义的。
如图1至图3所示，本实用新型公开了一种步态前进与轮式前进转换的多足机器人，包括机身1和对称设置在机身1两侧的行走组件2。其中，行走组件2包括第一舵机21、第二舵机22、第三舵机23、行走轮24以及步态行走支撑件25。第一舵机21连接在机身1上，第二舵机22通过两个正交的U型板件26连接在第一舵机21上，第三舵机23通过两个平行设置的平板27连接在第二舵机22上，第一舵机21、第二舵机22和第三舵机23依次串联。步态行走支撑件25连接在第三舵机23的末端，行走轮24与一电机28连接，电机28连接在步态行走支撑件25上。
在本实用新型的结构中，行走组件2至少有四个，一般选择四个或者六个个，优选六个，六个行走组件2对称设置在机身的两侧，如图1所示。每个行走组件2包括三个舵机，第一舵机21作为行走组件2和机身的衔接件，提供行走组件2在水平面上的自由度，使得机器人能够前后移动；第二舵机22和第三舵机23提高竖直面上的两个自由度，使得机器人可以在步态前进与轮式前进之间转换。每个行走组件2上的三个舵机为机器人的步态行走提供动力。电机28为直流电机，为行走轮前进提供动力。
可以看出，本实用新型的多足机器人的行走组件包括有行走轮和步态行走支撑件，可实现轮式前进和步态形状的自由转换，其中，步态行走支撑件作为机器人步态行走的主体机构，在崎岖不规则的地面环境时可以通过步态行走的方式，保持机器人的稳定性穿越障碍；电机与行走轮构成机器人轮式前进的机构，在地面环境比较平整时，通过第二舵机与第三舵机的控制，使得行走轮与地面接触，机器人由步态行走模式切换到轮式前进模式，提高移动速度与灵活性。本实用新型的机器人实现了速度与翻越障碍的统一。
具体的，如图2和图3可以看出，步态行走支撑件25由两个平行设置的三角形平板251连接而成，三角形平板251设置在第三舵机23的末端。三角形平板251朝同一方向的两个尖角端共同连接第一底板252形成机器人步态行走时与地面的接触面，保证机器人步态行走时的稳定性。
如图2所示，平板27为L型金属板件，使得第二舵机22和第三舵机23之间形成近L形状，使得整个行走组件2更加紧凑。此处需要说明的是，由于本实施例中使用的第二舵机和第一舵机两侧的连接点不同，因此两侧的平板结构也不同，如图1中所示的两处平板27，其中一侧为L型，另一侧的整体形状也为L型，但在该平板上又延伸出几个不同方向的连接臂，该结构可根据具体使用的舵机结构进行相应的设计。第二舵机22带动第二舵机下方的构件在竖直面内转动，第三舵机23带动步态行走支撑件25在竖直面转动。
步态行走支撑件25底部形成离散的六个点，可以在崎岖的地面上尽可能选择最优的支撑点，来保证机器人的稳定性和快速前进。同时通过六个行走组件上18个舵机的度数变化，可以改变腿的伸展程度，时刻保持机器人的主体平衡，使机器人在步态行走的过程中不易发生翻倒。
最好的，在三角形平板251上开设有镂空槽253，作为减重槽，可以减轻步态行走支撑件25的重量。
其中，电机28的其中一端固定在步态行走支撑件25靠近第三舵机23的一端，行走轮24连接在电机28的另一端，且步态行走支撑件25和行走轮24的轴线的夹角为180°，当处于步态行走状态时，行走轮24位于步态行走支撑件25的上方；处于轮式行走状态时，步态行走支撑件25与地面平行，保证两者在状态切换后相互不影响。
具体的，如图2和图3所示，机身1包括机身壳体11以及设置在机身壳体11内的电池12和控制电路板13，第一舵机21的一端固定在机身壳体11上。优选的，为了方便整个装置的安装和拆卸，机身壳体11由顶板111、第二底板112和多个侧板113组装而成，第一舵机21固定在顶板111和第二底板112之间，侧板113设置在相邻第一舵机21之间将顶板111和第二底板112固定。
本实用新型机器人的工作过程和原理为：
如图1所示为机器人的步态行走模式状态，机器人的步态行走是由步态行走支撑件25实现的。第一舵机21带动正交的U型板件26在水平面上转动，使得整个腿部结构(即行走组件2)前进与后退，通过第二舵机22和第三舵机23的控制可以实现腿部结构着地与抬腿的动作，具体使用时，根据实际环境通过算法控制机器人步态行走的过程，实现在不平整的地面上选择最优支撑点来保证机器人的翻越障碍和稳定行走的功能。在地面环境有所改善后，为了提高机器人的移动速度，将机器人切换到轮式前进的模式，通过第二舵机22改变与第一舵机21之间的夹角，通过第三舵机23控制步态行走支撑件25向机身方向转动，直至电机28与地面平行，行走轮24接触地面，此时机器人切换至轮式前进的模式，可以进行快速的移动。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (8)
1.一种步态前进与轮式前进转换的多足机器人，包括机身(1)和对称设置在机身(1)两侧的行走组件(2)，其特征在于，
所述的行走组件(2)包括第一舵机(21)、第二舵机(22)、第三舵机(23)、行走轮(24)以及步态行走支撑件(25)；
所述的第一舵机(21)连接在机身(1)上，所述的第二舵机(22)通过两个正交的U型板件(26)连接在第一舵机(21)上，所述的第三舵机(23)通过两个平行设置的平板(27)连接在第二舵机(22)上，第一舵机(21)、第二舵机(22)和第三舵机(23)依次串联；
所述的步态行走支撑件(25)连接在第三舵机(23)的末端，所述的行走轮(24)与一电机(28)连接，所述的电机(28)连接在步态行走支撑件(25)上。
2.如权利要求1所述的步态前进与轮式前进转换的多足机器人，其特征在于，所述的步态行走支撑件(25)由两个平行设置的三角形平板(251)连接而成，三角形平板(251)朝同一方向的两个尖角端共同连接第一底板(252)形成机器人步态行走时与地面的接触面。
3.如权利要求2所述的步态前进与轮式前进转换的多足机器人，其特征在于，所述的三角形平板(251)上开设有镂空槽(253)。
4.如权利要求1所述的步态前进与轮式前进转换的多足机器人，其特征在于，所述的电机(28)的其中一端固定在步态行走支撑件(25)靠近第三舵机(23)的一端，行走轮(24)连接在电机(28)的另一端，且步态行走支撑件(25)和行走轮(24)的轴线的夹角为180°。
5.如权利要求1所述的步态前进与轮式前进转换的多足机器人，其特征在于，所述的平板(27)为L型金属板件。
6.如权利要求1所述的步态前进与轮式前进转换的多足机器人，其特征在于，所述的机身(1)包括机身壳体(11)以及设置在机身壳体(11)内的电池(12)和控制电路板(13)，所述的第一舵机(21)的一端固定在机身壳体(11)上。
7.如权利要求6所述的步态前进与轮式前进转换的多足机器人，其特征在于，所述的机身壳体(11)包括顶板(111)、第二底板(112)和多个侧板(113)，所述的第一舵机(21)固定在顶板(111)和第二底板(112)之间，侧板(113)设置在相邻第一舵机(21)之间将顶板(111)和第二底板(112)固定。
8.如权利要求1所述的步态前进与轮式前进转换的多足机器人，其特征在于，所述的行走组件(2)至少有四个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201822067509.4U CN209535274U (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 一种步态前进与轮式前进转换的多足机器人 |
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| CN (1) | CN209535274U (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2018
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Legal Events
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