CN209634606U - 一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置。目前足式机器人主要不足是：均为单一的四足或六足运动模式。因此足式机器人没有得到很好的开发与应用。本实用新型涉及一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其中：六条腿结构相同，对称分布于躯体两侧，均由小腿、大腿、连杆、连架杆、转动副一、转动副二、转动副三和转动副四组成，小腿的一端采用半球形结构与地面接触，小腿的另一端由转动副一与大腿的一端联接，大腿的另一端由转动副二和连杆联接，连杆的另一端由转动副三与连架杆联接，连架杆的另一端用转动副四与躯体联接。本装置在行走中可自动切换四足或六足运动模式，解决在非结构化环境中行走模式单一问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，尤其是一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置。
背景技术
足式机器人具有丰富的步态和冗余的肢体结构，相比传统的轮式、履带式移动机器人，其可利用离散的地面支撑而不是轮式机器人所需的连续地面支持，在可能达到的地面上可以选择最优的支撑点，能够适应不平坦的地面，因此具有更强的机动性和更好的适应性；另外，足式机器人腿部具有的多个自由度，使其具有良好的选择性与灵活性，这些特点使得足式机器人在非结构化、存在不确定因素的环境中具有绝对优势。在军事侦察、抢险救灾、星际探索、反恐爆破、考古探测、农业等领域具有重要应用。
现有报道的足式机器人主要有：哈尔滨工业大学张赫、赵杰等人设计的一种新型六足机器人(专利申请号：201310084564.3)，西南大学张春设计的低能耗六足机器人(专利申请号：201410592518.9)以及安徽工程大学苏学满、孙丽丽等人设计了一种六足探测机器人(专利申请号：201711107188.X)；美国波士顿动力公司分别于2006年研制的BigDog四足机器人，于2011年研制的AlphaDog四足机器人，于2012年研制的猎豹机器人Cheetah和于2013年研制的WildCat四足机器人。上述足式机器人主要不足是：均为单一的四足或六足运动模式。因此足式机器人没有得到很好的开发与应用。
综上所述，为了足式机器人的发展和实用化，需要创造出优于现有机构的新机型。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
本实用新型的目的是克服现有技术的不足而提供一种用于非结构化环境中行走的具有两种运动模式的多足机器人行走机构，这类机构具有两种运动模式，在行走中可自动切换四足或六足运动模式。
(二)技术方案
本实用新型的技术方案：一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，由躯体、左前腿、左中腿、左后腿、右前腿、右中腿、右后腿组成，其中：六条腿结构相同，对称分布于躯体两侧，均由小腿、大腿、连杆、连架杆、转动副一、转动副二、转动副三和转动副四组成，小腿的一端采用半球形结构与地面接触，小腿的另一端由转动副一与大腿的一端联接，大腿的另一端由转动副二和连杆联接，连杆的另一端由转动副三与连架杆联接，连架杆的另一端用转动副四与躯体联接。
一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其中：六条腿上的转动副一的转动轴线、转动副二的转动轴线、转动副四的转动轴线相互平行，且与转动副三的转动轴线相互垂直。
一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其中：六条腿上的各转动副四轴线均互相平行。
一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其中：六条腿上的各转动副一均可用与其转动轴线相互垂直的移动副或平行四边形机构来替代。
一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其中：六条腿上的两个互相垂直的转动副三和转动副四可用一个虎克铰替代。
一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其中：六条腿上的两个互相垂直的转动副二和转动副三可用一个虎克铰替代。
(三)有益效果
本实用新型的优点在于：本装置将单一的四足或六足运动模式设计在一起，在行走中可自动切换四足或六足运动模式，解决在非结构化环境中行走模式单一问题，结构简单，实用性好，有很好的市场前景。
除了上述所描述的目的、特征和优点外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型六足运动结构图。
图2是本实用新型四足运动结构图。
图3是本实用新型六足运动模式小腿抬起示意图。
图4是本实用新型六足运动模式行走示意图。
附图标记：躯体0、左前腿I、左中腿Ⅱ、左后腿III、右前腿IV、右中腿Ⅴ、右后腿Ⅵ、小腿1、大腿2、连杆3、连架杆4、转动副一R1、转动副二R2、转动副三R3和转动副四R4。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1、请参阅图1-图4，一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，由躯体0、左前腿I、左中腿Ⅱ、左后腿III、右前腿IV、右中腿Ⅴ、右后腿Ⅵ组成，其中：六条腿结构相同，对称分布于躯体0两侧，均由小腿1、大腿2、连杆3、连架杆4、转动副一R1、转动副二R2、转动副三R3和转动副四R4组成，小腿1的一端采用半球形结构与地面接触，小腿1的另一端由转动副一R1与大腿2的一端联接，大腿2的另一端由转动副二R2和连杆3联接，连杆3的另一端由转动副三R3与连架杆4联接，连架杆4的另一端用转动副四R4与躯体0联接。
实施例2、请参阅图1，一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其中：六条腿上的转动副一R1的转动轴线、转动副二R2的转动轴线、转动副四R4的转动轴线相互平行，且与转动副三R3的转动轴线相互垂直。其余同实施例1。
实施例3、请参阅图1、图2、图3和图4，一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其中：六条腿上的各转动副四R4轴线均互相平行。其余同实施例1。
实施例4、请参阅图1、图2、图3和图4，一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其中：六条腿上的各转动副一R1均可用与其转动轴线相互垂直的移动副或平行四边形机构来替代。其余同实施例1。
实施例5、请参阅图1、图2、图3和图4，一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其中：六条腿上的两个互相垂直的转动副三R3和转动副四R4可用一个虎克铰替代。其余同实施例1。
实施例6、请参阅图1、图2、图3和图4，一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其中：六条腿上的两个互相垂直的转动副二R2和转动副三R3可用一个虎克铰替代。其余同实施例1。
工作原理：
六条腿中的转动副四R4均转动一定角度后固定或不转动，左中腿Ⅱ、右前腿IV和右后腿Ⅵ不动，左前腿I、左后腿III和右中腿Ⅴ上的小腿1分别经转动副一R1向上抬起，，左前腿I、左后腿III和右中腿Ⅴ上的转动副三R3分别转动相同角度，与躯体0呈一定角度，左前腿I、左后腿III和右中腿Ⅴ上的小腿1分别经转动副一R1向下运动与地面接触，垂直地面，左中腿Ⅱ、右前腿IV和右后腿Ⅵ上的小腿1抬起，左前腿I、左后腿III和右中腿Ⅴ上的转动副三R3分别转动相同角度，使连杆3与连架杆4平行；左前腿I、左后腿III和右中腿Ⅴ不动，左中腿Ⅱ、右前腿IV和右后腿Ⅵ上的转动副三R3分别转动相同角度，与躯体0呈一定角度，左中腿Ⅱ、右前腿IV和右后腿Ⅵ上的小腿1分别经转动副一R1向下运动与地面接触，垂直地面，左前腿I、左后腿III和右中腿Ⅴ上的小腿1抬起，左中腿Ⅱ、右前腿IV和右后腿Ⅵ上的转动副三R3分别转动相同角度，使连杆3与连架杆4平行，如此往复运动，实现六足运动模式。
当左前腿Ⅰ和右前腿Ⅳ抬起固定时，驱动左中腿Ⅱ、左后腿III、右中腿Ⅴ和右后腿Ⅵ中的转动副三R3均转动90°后固定，驱动左中腿Ⅱ、左后腿III、右中腿Ⅴ和右后腿Ⅵ中其余12个运动副使机器人行走，则为四足运动模式。
需要说明的是，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，由躯体(0)、左前腿(I)、左中腿(II)、左后腿(III)、右前腿(IV)、右中腿(V)、右后腿(VI)组成，其特征在于：六条腿结构相同，对称分布于躯体(0)两侧，均由小腿(1)、大腿(2)、连杆(3)、连架杆(4)、转动副一(R1)、转动副二(R2)、转动副三(R3)和转动副四(R4)组成，小腿(1)的一端采用半球形结构与地面接触，小腿(1)的另一端由转动副一(R1)与大腿(2)的一端联接，大腿(2)的另一端由转动副二(R2)和连杆(3)联接，连杆(3)的另一端由转动副三(R3)与连架杆(4)联接，连架杆(4)的另一端用转动副四(R4)与躯体(0)联接。
2.根据权利要求1所述的一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其特征在于：六条腿上的转动副一(R1)的转动轴线、转动副二(R2)的转动轴线、转动副四(R4)的转动轴线相互平行，且与转动副三(R3)的转动轴线相互垂直。
3.根据权利要求1所述的一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其特征在于：六条腿上的各转动副四(R4)轴线均互相平行。
4.根据权利要求1所述的一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其特征在于：六条腿上的各转动副一(R1)均可用与其转动轴线相互垂直的移动副或平行四边形机构来替代。
5.根据权利要求1所述的一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其特征在于：六条腿上的两个互相垂直的转动副三(R3)和转动副四(R4)可用一个虎克铰替代。
6.根据权利要求1所述的一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置，其特征在于：六条腿上的两个互相垂直的转动副二(R2)和转动副三(R3)可用一个虎克铰替代。
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