CN210258622U - 一种大型重载六足机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型重载六足机器人，包括车架系统、机罩系统、步行腿系统、电控系统、动力系统和液压系统共六大系统组成，所述机器人的车架系统为桁型结构的车架，且车架采用型钢加强支撑，所述车架的四角位置均设置有角钢加固，所述车架的两侧均设置有三个基节，且基节上铰接有步行腿，所述步行腿上设置有液压驱动机构。本实用新型通过设置型钢加强支撑的车架以及在车架四角位置设置有加固用的角钢，使在现有基础上，增大其车体的负载能力，从而使大尺度的六足机器人具有良好的环境适应性，能够在复杂环境得到进一步的广泛应用，可以投入到日常的生产生活中去。

Description

一种大型重载六足机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种大型重载六足机器人。

背景技术

机器人是自动控制机器的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械，地面移动机器人是机器人领域中的一个重要分支，地面机器人移动形式较多，如轮式、履带式等，多足机器人因其良好的适应性及稳定性等诸多优点在近年来越来越受到大家的关注，在地形复杂的环境灾难救助及各种军事行动都越来越体现出多足机器人的优越性，多足机器人在生活中的应用也日益广泛，六足机器人采用仿昆虫式行走方式，具有更好的稳定性及适应性。

地面移动式机器人的驱动方式也有很多种，有电驱动、液压驱动和气动式，但是我国目前使用的六足机器人多为小型机器人，其负载能力差，难以应用于实际情况。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种大型重载六足机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种大型重载六足机器人，包括车架系统、机罩系统、步行腿系统、电控系统、动力系统和液压系统共六大系统组成，所述机器人的车架系统为桁型结构的车架，且车架采用型钢加强支撑，所述车架的四角位置均设置有角钢加固，所述车架的两侧均设置有三个基节，且基节上铰接有步行腿，所述步行腿上设置有液压驱动机构，六个所述步行腿包括有两个前腿、两个中腿和两个后腿，且两个前腿分别设置于车架两侧的一端，两个后腿分别设置于车架两侧远离前腿的一端，两个中腿分别设置于车架两侧的中间位置。

优选的，所述步行腿包括有大腿件、小腿件和足端，且大腿件与车架和基节之间铰接，大腿件与基节之间的竖直方向上铰接有液压驱动的大腿缸，大腿件与车架之间的水平方向上铰接有液压驱动的摆动缸，大腿件与小腿件之间铰接，大腿件与小腿件之间铰接有液压驱动的小腿缸，并建立足端位置与液压缸伸长量的关系，六足机器人的每条步行腿均具有三个驱动关节，所述驱动关节处的液压缸均安装有压力传感器，且足端设置有一维力传感器。

优选的，所述车架的前半部分为三角形结构，且车架的前半部分设置有螺栓连接的驾驶室，驾驶室内布置有驾驶员用的座椅以及操纵手柄，驾驶员座椅后部布置其他人员乘坐的连椅及电瓶。

优选的，所述液压系统中设置有主阀块、三联阀块、液压泵以及散热器和过滤器，六个三联阀块分布在六条腿附近位置，散热器和过滤器均采用螺栓连接。

优选的，所述车架的后半部分为槽钢支撑，且槽钢焊接于车架的下平面，槽钢上布置有发动机和风扇。

优选的，所述车架顶部中间位置的两侧分别设置有液压油箱和燃油箱，且液压油箱和燃油箱与车架之间均采用螺栓连接，车架靠近燃油箱的一侧设置有水箱，且发动机和液压油箱布置于车架的一侧，发动机偏左布置。

优选的，所述驾驶室内还布置有显示屏和控制箱，且液压系统采用恒压变量泵控制系统。

本实用新型的有益效果为：

1、该一种大型重载六足机器人，通过设置型钢加强支撑的车架以及在车架四角位置设置有加固用的角钢，使在现有基础上，增大其车体的负载能力，并利用液压驱动使其质量功率比大，从而使大尺度的六足机器人具有良好的环境适应性，能够在复杂环境得到进一步的广泛应用，可以投入到日常的生产生活中去。

2、该一种大型重载六足机器人，通过将其它设备布置于桁型结构的车架上，且驾驶室为可拆卸驾驶室，遇故障时可拆卸方便进行维修，且将油箱布置在车架中部，使得车架上设备布置紧凑，节省空间，并将液压泵和液压油箱布置在了同一侧，便于布置油管，以提高该六足机器人的实际使用价值。

3、该一种大型重载六足机器人，通过相互铰接的大腿件、小腿件和足端构成该六足机器人的步行腿，且大腿件和小腿件之间以及大腿件与车架和基节之间均利用液压缸连接，使的每个步行腿具有三个可调的自由度，从而利用机器人外侧的十八个自由度使得六足机器人各种步态的行走协调，进一步增强该六足机器人的使用效果。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种大型重载六足机器人的整体模块结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种大型重载六足机器人的机器人整机结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种大型重载六足机器人的前腿装配结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种大型重载六足机器人的前腿俯视结构示意图；

图5为本实用新型提出的一种大型重载六足机器人的中腿装配结构示意图；

图6为本实用新型提出的一种大型重载六足机器人的中腿俯视结构示意图。

图中：1显示屏、2座椅、3操纵手柄、4连椅、5驾驶室、6基节、7大腿缸、8步行腿、9小腿缸、10摆动缸、11电瓶、12液压油箱、13车架、14发动机、15控制箱、16燃油箱、17主阀块、18水箱、19三联阀块。

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。

实施例1

参照图1-6，一种大型重载六足机器人，包括车架系统、机罩系统、步行腿系统、电控系统、动力系统和液压系统共六大系统组成，机器人的车架系统为桁型结构的车架13，且车架13采用型钢加强支撑，车架13的四角位置均设置有角钢加固，车架13的两侧均设置有三个基节6，且基节6上铰接有步行腿8，步行腿8上设置有液压驱动机构，通过设置型钢加强支撑的车架13以及在车架13四角位置设置有加固用的角钢，使在现有基础上，增大其车体的负载能力，并利用液压驱动使其质量功率比大，从而使大尺度的六足机器人具有良好的环境适应性，能够在复杂环境得到进一步的广泛应用，可以投入到日常的生产生活中去。

本实用新型中，六个步行腿8包括有两个前腿、两个中腿和两个后腿，且两个前腿分别设置于车架13两侧的一端，两个后腿分别设置于车架13两侧远离前腿的一端，两个中腿分别设置于车架13两侧的中间位置，步行腿8包括有大腿件、小腿件和足端，且大腿件与车架13和基节6之间铰接，大腿件与基节6之间的竖直方向上铰接有液压驱动的大腿缸7，大腿件与车架13之间的水平方向上铰接有液压驱动的摆动缸10，大腿件与小腿件之间铰接，大腿件与小腿件之间铰接有液压驱动的小腿缸9，并建立足端位置与液压缸伸长量的关系，六足机器人的每条步行腿8均具有三个驱动关节，驱动关节处的液压缸均安装有压力传感器，且足端设置有一维力传感器。

实施例2

参照图1-6，一种大型重载六足机器人，车架13的前半部分为三角形结构，且车架13的前半部分通过螺栓固定有驾驶室5，采用螺栓连接便于清洗及维修，驾驶室5内布置有驾驶员用的座椅2以及操纵手柄3，驾驶员座椅2后部布置有其他人员乘坐的连椅4及电瓶11，液压系统中设置有主阀块17、三联阀块19、液压泵以及散热器和过滤器，六个三联阀块19分布在六条腿附近位置，散热器和过滤器均采用螺栓连接，车架13的后半部分为槽钢支撑，且槽钢焊接于车架13的下平面，槽钢上布置有发动机14和风扇。

实施例3

参照图1-6，一种大型重载六足机器人，车架13顶部中间位置的两侧分别设置有液压油箱12和燃油箱16，且液压油箱12和燃油箱16与车架13之间均采用螺栓连接，车架13靠近燃油箱16的一侧设置有水箱18，且发动机14和液压油箱12布置于车架13的另一侧，为使重心位于中间位置，发动机14偏左布置，驾驶室5内还布置有显示屏1和控制箱15，且液压系统采用恒压变量泵控制系统。

工作原理：在本装置空闲处，将上述中所有驱动件，其指代动力元件、电器件以及适配的电源通过导线进行连接，具体连接手段应参考下述工作原理中，各电器件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不再对电气控制做说明，该设计选用的液压缸均为伺服液压缸，机器人各液压缸根据其安装位置可分为大小腿液压缸和摆动缸10，大小腿液压缸均布置在大小腿件上方，用于控制大小腿关节绕铰接处的旋转，可使整机在行走时保证小腿大腿抬起与落下，摆动缸10铰接在车架13与基节6上，实现大腿件摆动，控制整机行走；

驱动关节处的液压缸均安装有压力传感器，用于检测该液压缸的工作压力，且足端设置有一维力传感器，来检测足端与地面的接触情况，足端中间是球铰接触，且足端底部装有三个复位弹簧，可以实现足端与地面接触面积达到最大，此时具有最大的步行速度，优选地可使机器人达到所要求的小于3公里/小时的步行速度，机器人步行腿摆动角度范围为±30°左右，行走过程中车体距地面高度为0.3-0.5m，足端抬起高度为0.2-0.4m，摆动范围为0.8-1m；

该驾驶室5采用螺栓连接，在机器人遇到故障时可抬起拆卸，构成可拆卸式驾驶室，操纵手柄3用于控制所属机器人的步态，进而可控制所属机器人的行走，连椅形式的座椅节省空间，采用螺栓连接，同样为可拆卸结构，为使布局紧凑，将电控系统控制所需的电瓶11布置在连椅4下方；

显示屏1用于显示发动机系统的机油压力、水温、预热指示以及发动机14转速等，显示液压系统的泵出口和液压缸等关键部位的有液压力以及缸的位移传感器所显示的信号，显示燃油系统的燃油油位，在电系统用于显示电瓶11电压以及一些其他方面的信息，如行驶速度、六足的行走姿态以及足端传感器检测出的足端是否踩实地面等，通过显示屏显示的信息，控制六足的行走；

恒压控制系统即采用恒压变量泵为液压系统提供压力，液压缸内装有位移传感器，用于实施检测液压缸的实时位置，六足机器人每条腿上的三个液压缸通过调节换向阀的开口和大小控制液压缸的流量和方向，从而可控制机器人的行走方式，本发明液压系统中装有安全阀，使系统在未工作使处于关闭状态，本发明在回油管路中安装有散热装置，采用发动机14和液压系统的集体散热，用于发动机14与液压系统的散热。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大型重载六足机器人，包括车架系统、机罩系统、步行腿系统、电控系统、动力系统和液压系统共六大系统组成，其特征在于，所述机器人的车架系统为桁型结构的车架（13），且车架（13）采用型钢加强支撑，所述车架（13）的四角位置均设置有角钢加固，所述车架（13）的两侧均设置有三个基节（6），且基节（6）上铰接有步行腿（8），所述步行腿（8）上设置有液压驱动机构，六个所述步行腿（8）包括有两个前腿、两个中腿和两个后腿，且两个前腿分别设置于车架（13）两侧的一端，两个后腿分别设置于车架（13）两侧远离前腿的一端，两个中腿分别设置于车架（13）两侧的中间位置。

2.根据权利要求1所述的一种大型重载六足机器人，其特征在于，所述步行腿（8）包括有大腿件、小腿件和足端，且大腿件与车架（13）和基节（6）之间铰接，大腿件与基节（6）之间的竖直方向上铰接有液压驱动的大腿缸（7），大腿件与车架（13）之间的水平方向上铰接有液压驱动的摆动缸（10），大腿件与小腿件之间铰接，大腿件与小腿件之间铰接有液压驱动的小腿缸（9），并建立足端位置与液压缸伸长量的关系，六足机器人的每条步行腿（8）均具有三个驱动关节，所述驱动关节处的液压缸均安装有压力传感器，且足端设置有一维力传感器。

3.根据权利要求1或2所述的一种大型重载六足机器人，其特征在于，所述车架（13）的前半部分为三角形结构，且车架（13）的前半部分设置有螺栓连接的驾驶室（5），驾驶室（5）内布置有驾驶员用的座椅（2）以及操纵手柄（3），驾驶员座椅（2）后部布置其他人员乘坐的连椅（4）及电瓶（11）。

4.根据权利要求3所述的一种大型重载六足机器人，其特征在于，所述液压系统中设置有主阀块（17）、三联阀块（19）、液压泵以及散热器和过滤器，六个三联阀块（19）分布在六条腿附近位置，散热器和过滤器均采用螺栓连接。

5.根据权利要求3所述的一种大型重载六足机器人，其特征在于，所述车架（13）的后半部分为槽钢支撑，且槽钢焊接于车架（13）的下平面，槽钢上布置有发动机（14）和风扇。

6.根据权利要求4所述的一种大型重载六足机器人，其特征在于，所述车架（13）顶部中间位置的两侧分别设置有液压油箱（12）和燃油箱（16），且液压油箱（12）和燃油箱（16）与车架（13）之间均采用螺栓连接，车架（13）靠近燃油箱（16）的一侧设置有水箱（18），且发动机（14）和液压油箱（12）布置于车架（13）的另一侧，发动机偏左布置。

7.根据权利要求3所述的一种大型重载六足机器人，其特征在于，所述驾驶室（5）内还布置有显示屏（1）和控制箱（15），且液压系统采用恒压变量泵控制系统。

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