CN213649748U

CN213649748U - 机械腿和仿生蜘蛛机器人

Info

Publication number: CN213649748U
Application number: CN202022160326.4U
Authority: CN
Inventors: 吴浩齐; 程伟; 廖永浩; 周泽霖; 张晓禹; 吴雅慧; 陈浩林
Original assignee: Huali College Guangdong University Of Technology
Current assignee: Coeus Fire Equipment Shanghai Co ltd; Guangzhou Huali College
Priority date: 2020-09-27
Filing date: 2020-09-27
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2030-09-27

Abstract

本实用新型公开了一种机械腿和仿生蜘蛛机器人，该机械腿包括第一舵机、十字U型架、第二舵机、第三舵机和足部；第一舵机包括第一固定端和第一驱动端，第一驱动端设有第一输出轴；十字U型架包括第一连接端和第二连接端，第一连接端与第一输出轴固定，第二连接端与第二舵机相连；第二舵机包括第二驱动端和第二固定端，第二驱动端设有第二输出轴，第二输出轴与十字U型架的第二连接端相固定，第二固定端与第三舵机固定连接；第三舵机包括第三固定部和第三驱动部，其第三固定部与第二舵机的第二固定端固定，第三驱动部设有第三输出轴，第三输出轴与足部固定连接。机械腿具有多个自由度，提升运动的灵活性，可适应复杂地形。

Description

机械腿和仿生蜘蛛机器人

技术领域

本实用新型涉及仿生机器人技术领域，尤其涉及一种机械腿和仿生蜘蛛机器人。

背景技术

目前，工业机器人已广泛应用于包括工业制造、制药、家政清洁、探测检测等在内的各个领域具备了。经过调查显示,在地球上有大约二分之一的陆地那些常规的载具，像汽车火车履带式的载具都无法到达。自然界中却有很多生物却可以自由的活动在那里。因此,仿生机器人的运动方式更有着其他不具有的能力优势。现有一种仿生机器人是为了解决现有机器人救援效果差、对人们帮助效果小等问题仿生行走机器人。然而，此类机器人的机械腿主要通过齿轮传动，灵活性较差，在崎岖和路况极差的地面平稳性差，对于一些特殊地形无法进行深入探索，效率低下。另外，齿轮传动给机构带来的重量使速度受到了限制，不能达到速度的理想效果。

实用新型内容

本实用新型的首要目的在于提供一种机械腿，该机械腿具有多个自由度，利于蜘蛛机器人在崎岖路面行走。

本实用新型的第二个目的在于提供一种仿生蜘蛛机器人。

为了实现第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种机械腿，包括第一舵机、十字U型架、第二舵机、第三舵机和足部；所述第一舵机包括第一固定端和第一驱动端，第一驱动端设有第一输出轴，第一输出轴驱动十字U型架；十字U型架包括第一连接端和第二连接端，第一连接端与第一输出轴固定，第二连接端与第二舵机相连；第二舵机包括第二驱动端和第二固定端，第二驱动端设有第二输出轴，第二输出轴与十字U型架的第二连接端相固定以驱动第二固定端相对十字U型架摆转，第二固定端与第三舵机固定连接；第三舵机包括第三固定部和第三驱动部，其第三固定部与第二舵机的第二固定端固定，第三驱动部设有第三输出轴，第三输出轴与足部固定连接。

作为一种优选方案，机械腿还包括一连接架，连接架的两端分别与第二固定端和第三固定端固定。

作为一种优选方案，所述连接架呈U型且包覆第二固定端和第三固定端。

作为一种优选方案，足部包括一对延伸部和一支撑部，每一延伸部的一端与第三输出轴固定，另一端与支撑部固定。

作为一种优选方案，支撑部远离第三输出轴的端面安装有垫块。

为了实现第二个目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种仿生蜘蛛机器人，包括躯干和如上所述的机械腿，多个机械腿安装在躯干上。

作为一种优选方案，仿生蜘蛛机器人还包括控制主机和摄像头，控制主机和摄像头安装在躯干上。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

通过设置依次相连的第一舵机、十字U型架、第二舵机、第三舵机和足部，使得机械腿具有多个自由度，提升运动的灵活性，利于仿生蜘蛛机器人适应复杂地形。同时该机械腿无需设置齿轮传动，可减少体积和重量，利于提升仿生蜘蛛机器人的攀爬速度。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型中机械腿的结构示意图；

图2是本实用新型中机械腿另一视角的结构示意图；

图3是本实用新型中仿生蜘蛛机器人结构示意图。

图中，第一舵机-1、第一固定端-11、第一驱动端-12、十字U型架-2、第一连接端-21、第二连接端-22、第二舵机3、第二驱动端-31、第二固定端-32、连接架4、第三舵机-5、第三固定部-51、第三驱动部-52、足部-6、延伸部-61、支撑部-62、垫块-621。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

如图1-2，本实施例提供一种机械腿，可安装在仿生蜘蛛机器人上起到辅助爬行的作用。所述机械腿包括第一舵机1、十字U型架2、第二舵机3、第三舵机5和足部6；所述第一舵机包括第一固定端11和第一驱动端12，第一固定端11可连接仿生蜘蛛机器人的躯干，第一驱动端12设有第一输出轴，第一输出轴驱动十字U型架2；十字U型架2包括第一连接端21和第二连接端22，第一连接端21与第一输出轴22固定，第二连接端22与第二舵机3相连；第二舵机3包括第二驱动端31和第二固定端32，第二驱动端31设有第二输出轴，第二输出轴32与十字U型架的第二连接端22相固定以驱动第二固定端相对十字U型架摆转，第二输出轴的旋转中心线垂直第一输出轴的旋转中心线，第二固定端与第三舵机5固定连接；第三舵机5包括第三固定部51和第三驱动部52，其第三固定部与第二舵机的第二固定端固定，第三驱动部设有第三输出轴，第三输出轴与足部固定连接，第三输出轴的中心线平行于第二输出轴的中心线。通过设置依次相连的第一舵机、十字U型架、第二舵机、第三舵机和足部，使得机械腿具有多个自由度，提升运动的灵活性，利于仿生蜘蛛机器人适应复杂地形。同时该机械腿无需设置齿轮传动，可减少体积和重量，利于提升攀爬速度。

机械腿还包括一连接架4，连接架4呈U型，其两端分别与第二固定端和第三固定端固定。

如图，足部6呈U型，包括一对延伸部61和一支撑部62，两个延伸部设置在第三舵机的两侧，每一延伸部的一端与第三输出轴固定，另一端与支撑部固定。即足部中间镂空，可起到减轻重量的作用。支撑部远离第三输出轴的端面安装有垫块621。垫块呈柱状，其表面设有多个防滑凸起，可增大足部与地面的摩擦，避免足部打滑。

运行时，第一舵机驱动十字U型架2摆转，第二舵机3驱动自身相对十字U型架2摆动，第三舵机5驱动足部6转动，实现机械腿的多自由度活动。

实施例2

如图3，本实施例提供一种仿生蜘蛛机器人，包括躯干200和如实施例1所述的机械腿100，6个机械腿分别安装在躯干的六个位置上，第一舵机1的第一固定部安装在躯干200的一侧。在其他实施例中，机械腿可调整为8个或其他数量。仿生蜘蛛机器人还包括控制主机和摄像头(未图示)，控制主机安装在躯干中部，摄像头安装在躯干前端。

具体的，所述控制主机包括电动机控制装置、微处理器和通讯电路板。所述电动机控制装置与第一舵机、第二舵机和第三舵机电相连，用以控制舵机的转轴旋转；微处理器包括8-64位摄像头，摄像头分别与微处理器和通讯电路板电连接，通讯电路板与微处理器信号相连。本方案是用摄像头观察路面、工作面，用通讯电路板传递摄像头采集到的信息，用微处理器按程序计算前进路线、行走方式、工作方式或执行遥控指令，控制各个舵机的顺转、反转和停止。控制装置、微处理器和通讯电路板均采用现有技术，具体结构不再赘述。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种机械腿，其特征在于，包括第一舵机、十字U型架、第二舵机、第三舵机和足部；所述第一舵机包括第一固定端和第一驱动端，第一驱动端设有第一输出轴，第一输出轴驱动十字U型架；十字U型架包括第一连接端和第二连接端，第一连接端与第一输出轴固定，第二连接端与第二舵机相连；第二舵机包括第二驱动端和第二固定端，第二驱动端设有第二输出轴，第二输出轴与十字U型架的第二连接端相固定以驱动第二固定端相对十字U型架摆转，第二固定端与第三舵机固定连接；第三舵机包括第三固定部和第三驱动部，其第三固定部与第二舵机的第二固定端固定，第三驱动部设有第三输出轴，第三输出轴与足部固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种机械腿，其特征在于，还包括一连接架，连接架的两端分别与第二固定端和第三固定端固定。

3.根据权利要求2所述的一种机械腿，其特征在于，所述连接架呈U型且包覆第二固定端和第三固定端。

4.根据权利要求1所述的一种机械腿，其特征在于，足部包括一对延伸部和一支撑部，每一延伸部的一端与第三输出轴固定，另一端与支撑部固定。

5.根据权利要求4所述的一种机械腿，其特征在于，支撑部远离第三输出轴的端面安装一垫块。

6.一种仿生蜘蛛机器人，其特征在于，包括躯干和如权利要求1-5任一项所述的机械腿，多个机械腿安装在躯干上。

7.根据权利要求6所述的一种仿生蜘蛛机器人，其特征在于，还包括控制主机和摄像头，控制主机和摄像头安装在躯干上。