CN211568140U - 一种轮腿式仿生行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轮腿式仿生行走机构，包括机架、电机、齿轮、齿轮支架、控制系统、以及两条左侧滚动轮腿、两条右侧滚动轮腿。机架的左右两侧分别设有一台电机，这两台电机分别与两个齿轮连接，每个齿轮与其它齿轮啮合，齿轮与中心轴传动连接，每一中心轴连接一滚动轮腿，中心轴转动带动滚动轮腿行走机构整体结构滚动式步行。本实用新型机构简单、运动灵活、能实现滚动轮腿行走机构的前进倒退、通过性好，可在不平地域以稳定方式步行或以非接触方式规避障碍。

Description

一种轮腿式仿生行走机构

技术领域

本实用新型涉及一种仿生行走机构，具体是一种可在不平地域以稳定方式步行或以非接触方式规避障碍的轮腿式仿生行走机构。

背景技术

随着仿生行走机构技术的不断发展，轮腿式仿生行走机构的应用领域越来越广。从实际的观点出发，轮腿式运动确有步行机械无法比拟的独到之处。它利用所需的连续地面支撑孤立的地面支撑而不是孤立的地面支撑，可在不平地域以稳定方式滚动或以非接触方式规避障碍。现有技术很难用简单机构、简单的动力源驱动轮腿式行走仿生行走机构，同时能保证运动时机架平稳。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述不足，提供一种轮腿式仿生行走机构，它结构简单，运动平稳，可在不平地城以稳定方式缓慢爬行方式规避障碍。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种轮腿式仿生行走机构，包括机架、以及在所述机架左右两侧且呈前后设置的一共四个滚动轮腿，所述机架大致呈长方形板状；

所述机架的左右两侧分别固定布置两块侧板，每块侧板沿所述机架的宽度方向延伸设置有两根中心轴，所述两根中心轴沿所述侧板的长度方向呈前后布置；所述机架的上表面的左右两侧分别布置一沿机架长度方向延伸的多个齿轮支架，每一齿轮支架上设有一个齿轮，多个所述齿轮相互啮合，多个齿轮中靠进前方的齿轮为驱动齿轮，前后两端的两个齿轮与所述驱动齿轮的转动方向相同，每一所述驱动齿轮的内侧分别与一布置在所述机架的上表面的驱动电机传动连接；位于前后两端的两个齿轮的外侧分别连接所述中心轴，所述滚动轮腿的中部与所述中心轴传动连接。

进一步地，所述滚动轮腿包括滚轴，所述滚轴与所述中心轴传动连接，所述滚轴在其圆周方向上均匀设置有四个滚腿。

进一步地，所述滚腿大致呈U形，所述滚腿U形的一边与所述滚轴固定连接，另一边为自由端。

进一步地，所述驱动电机均与一设置在所述机架上的控制系统通信连接。

进一步地，所述控制系统包括单片机、驱动器和电源，所述单片机、驱动器设在所述机架上部，所述电源设置在所述机架下部。

同现有技术相比，本实用新型的轮腿式仿生行走机构的优点是：本实用新型的轮腿式仿生行走机构，结构和控制简单，运动灵活、平稳，能实现仿生行走机构的前进倒退、通过性好，可在不平地域以稳定方式步行或以非接触方式规避障碍，成本小，生产效率高。

附图说明

图1为本实用新型的轮腿式仿生行走机构的结构示意图；

图2为本实用新型的轮腿式仿生行走机构的俯视图；

图3为本实用新型的轮腿式仿生行走机构的正视图；

图4为本实用新型的轮腿式仿生行走机构的足部示意图；

图5为本实用新型的轮腿式仿生行走机构的内部示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型加以详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1～5所示，本实用新型的轮腿式仿生行走机构，包括机架以及设置在机架左侧的两条滚动轮腿1、设置在机架右侧的两条滚动轮腿1，机架整体呈长方形板状，机架的左右两侧分别固定布置两块侧板2，每块侧板2沿所述机架的宽度方向延伸设置有两根中心轴10，所述两根中心轴10沿所述侧板2的长度方向呈前后布置。

机架的内部的左右两侧分别布置5个齿轮支架分别为齿轮支架56、58、59、61、62。所述5个齿轮架上分别设置有齿轮54、52、51、50，齿轮53前侧与设置在其前侧的齿轮54的后侧啮合，齿轮53的后侧与设置在其后侧的齿轮52的前侧啮合，齿轮52的后侧与设置在其后侧的齿轮51的前侧啮合，齿轮51的后侧与设置在其后侧的齿轮50的前侧啮合。

其中，齿轮53为驱动齿轮，与齿轮53啮合的两个齿轮52、54为从动齿轮，位于前后两端的两个齿轮50和齿轮54的转动方向相同。所述机架左右两侧的每一驱动齿轮53的内侧分别与一布置在机架上表面的驱动电机6传动连接，两驱动电机6均与一设置在机架上的控制系统5通信连接，控制系统5控制驱动电机6的转速及转动方向，实现行走机构的前后和转向运动控制。

位于前后两端的两个齿轮50、54的外侧分别通过中心轴10连接一滚轴20，每一滚轴20在其圆周方向上均匀设置有有四个滚腿19，齿轮50、54连接中心轴10，中心轴10带动滚轴20转动，从而实现滚轴20带动4个滚腿19旋转，达到机器人的行走运转。

图4示例性的给出了一个滚动轮腿装配结构，从图中可以看出，滚轴20在其圆周方向上均匀设置有四个滚腿19，所述滚腿19大致呈U形，所述U形滚腿的一边与所述滚轴20固定连接，另一边为自由端。

图5示例性的给出了轮式仿生机器人的内部结构，从图中可以看出5个齿轮分别为齿轮50、齿轮51、齿轮52、齿轮53和齿轮54，5个齿轮相互啮合，齿轮53为驱动齿轮，齿轮52和齿轮54为从动齿轮，齿轮53转动带动齿轮52转动，齿轮52转动带动齿轮51转动，齿轮51转动带动齿轮50转动，这套齿轮联动机构中的齿轮50和齿轮54的转动方向一致，带动轮式仿真机器人前进、后退和转弯。

本实用新型的滚动轮腿仿生行走机构，其控制系统可以采用单片机控制，包括单片机5、驱动器7、电源4，其中单片机5、驱动器7设在机架3上部，电源4设置在机架下部，降低重心高度，增强仿生行走机构的运动平稳性。电机6可通过单片机5控制转速和转向，实现仿生行走机构的前后运动。

本实用新型的滚动轮腿仿生行走机构工作时，安装在侧板的两个电机6分别带动一驱动齿轮53旋转，齿轮53转动带动齿轮52转动，齿轮52转动带动齿轮51转动，齿轮51转动带动齿轮50转动，这套齿轮联动机构中的齿轮50和齿轮54的转动方向一致，带动轮腿式仿真机器人前进、后退和转弯。

以上，仅为本实用新型的优选实施例，本实用新型保护的范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的范围内可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种轮腿式仿生行走机构，其特征在于：包括机架、以及在所述机架左右两侧且呈前后设置的一共四个滚动轮腿，所述机架大致呈长方形板状；

所述机架的左右两侧分别固定布置两块侧板，每块侧板沿所述机架的宽度方向延伸设置有两根中心轴，所述两根中心轴沿所述侧板的长度方向呈前后布置；所述机架的上表面的左右两侧分别布置一沿机架长度方向延伸的多个齿轮支架，每一齿轮支架上设有一个齿轮，多个所述齿轮相互啮合，多个齿轮中靠进前方的齿轮为驱动齿轮，前后两端的两个齿轮与所述驱动齿轮的转动方向相同，每一所述驱动齿轮的内侧分别与一布置在所述机架的上表面的驱动电机传动连接；位于前后两端的两个齿轮的外侧分别连接所述中心轴，所述滚动轮腿的中部与所述中心轴传动连接。

2.根据权利要求1所述的轮腿式仿生行走机构，其特征在于，所述滚动轮腿包括滚轴，所述滚轴与所述中心轴传动连接，所述滚轴在其圆周方向上均匀设置有四个滚腿。

3.根据权利要求2所述的轮腿式仿生行走机构，其特征在于：所述滚腿大致呈U形，所述滚腿U形的一边与所述滚轴固定连接，另一边为自由端。

4.根据权利要求1所述的轮腿式仿生行走机构，其特征在于：所述机架的上表面左右两侧分别布置5个齿轮架。

5.根据权利要求1所述的轮腿式仿生行走机构，其特征在于，所述驱动电机均与一设置在所述机架上的控制系统通信连接。

6.根据权利要求5所述的轮腿式仿生行走机构，其特征在于，所述控制系统包括单片机、驱动器和电源，所述单片机、驱动器设在所述机架上部，所述电源设置在所述机架下部。

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