LU500267B1 - Robot bipède reconfigurable ayant multiples modes de mouvement - Google Patents
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Abstract
La présente invention divulgue un robot bipède reconfigurable ayant multiples modes de mouvement, qui a une structure symétrique gauche-droite et comprend un composant de tronc, une hanche gauche, une hanche droite, une jambe gauche et une jambe droite, le composant de tronc étant relié de manière rotative à la hanche gauche et à la hanche droite qui sont disposées de manière symétrique de part et d'autre du composant de tronc, et la jambe gauche et la jambe droite étant reliées respectivement de manière rotative à la hanche gauche et à la hanche droite ; la jambe gauche comprenant un composant de cuisse, un composant de jambe inférieure, un composant flexible d'amortissement, un composant de plante du pied, un composant d'orteil, une bielle d'équilibrage, une roue d'entraînement et une roue entraînée, la hanche gauche et la hanche droite ayant la même structure, et la jambe gauche et la jambe droite ayant la même structure. En modifiant l'articulation d'entraînement et la structure du robot, le robot bipède peut passer en divers modes de mouvement, de sorte de réaliser un entraînement efficace de robots à pieds dans différents scénarios pour satisfaire différentes exigences fonctionnelles.
Description
L 267 Robot bipède reconfigurable ayant multiples modes de mouvement Ka
DOMAINE TECHNIQUE La presente invention concerne le domaine de robot ä pieds, en particulier un robot bipede reconfigurable ayant multiples modes de mouvement.
CONTEXTE TECHNIQUE Par rapport aux robots à roues, les robots à pieds présentent des avantages significatifs en termes d'adaptabilité aux terrains, et peuvent effectuer des actions telles que monter et descendre des escaliers, traverser des ravins et éviter les obstacles. Par conséquent, les robots à pied présentent une grande potentialité d’applications dans des scènes telles que les explorations sur le terrain, les sauvetages de catastrophe et les transports de matériaux. Cependant, les robots à roues présentent des avantages significatifs en termes de taux d'utilisation de l'énergie et de vitesse, un robot bipède reconfigurable avec une bonne adaptabilité aux terrains, une vitesse élevée et un taux d’utilisation d'énergie élevé qui est conçu en combinant les avantages des deux types de robot devient la clé de recherche sur les robots bipèdes à l’heure actuelle. DIVULGATION DE L’INVENTION Pour résoudre les problèmes des robots bipèdes existants tels qu’une baisse vitesse et un faible taux d’utilisation d’énergie, la présente invention propose un robot bipède reconfigurable ayant multiples modes de mouvement. La présente invention peut être réalisée par une solution technique suivante : Un robot bipède reconfigurable ayant multiples modes de mouvement est proposé, qui a une structure symétrique gauche-droite et comprend un composant de tronc, une hanche gauche, une hanche droite, une jambe gauche et une jambe droite, le composant de tronc étant relié de manière rotative à la hanche gauche et à la hanche droite qui sont disposées de manière symétrique de part et d'autre du composant de tronc, et la jambe gauche et la jambe droite étant reliées respectivement de manière rotative à la hanche gauche et à la hanche droite ; 1
La jambe gauche comprend un composant de cuisse, un composant de jambe inférieure. on 9 composant flexible d’amortissement, un composant de plante du pied, un composant d'orteil, une bielle d’équilibrage, une roue d'entraînement et une roue entraînée ; Une extrémité du composant de cuisse est reliée à la hanche gauche par un couple de rotation, l'autre extrémité du composant de cuisse est reliée à une extrémité du composant de jambe inférieure par un couple de rotation, l'autre extrémité du composant de jambe inférieure est reliée au milieu du composant de plante du pied par un couple de rotation, une extrémité du composant de plante du pied est reliée au milieu du composant d’orteil par un couple de rotation, l'autre extrémité du composant de plante du pied est reliée à une extrémité de la bielle d’équilibrage par un couple de rotation, la roue d'entraînement est reliée à l'autre extrémité de la bielle d’équilibrage par un couple de rotation, et la roue entraînée est reliée à une extrémité du composant d’orteil par un couple de rotation ; Le composant flexible d’amortissement est relié entre le composant de cuisse et le composant de plante du pied ; La hanche gauche et la hanche droite ont la même structure, et la jambe gauche et la jambe droite ont la même structure. En ajustant les articulations d’entraînement du robot bipède, lorsque le composant d’orteil touche le sol et que la roue d’entraînement et la roue entraînée ne sont pas au sol, le mode de mouvement bipède sera activé ; lorsque la roue d’entrainement et la roue entraînée touchent le sol et le composant d’orteil n’est pas au sol, le mode de mouvement à roues sera activé. De plus, le composant flexible d’amortissement comprend une bielle à l'extrémité supérieure de la cuisse, un composant élastique et une bielle de plante du pied connectés en séquence. De plus, le robot bipède comprend également une bielle à l'extrémité inférieure d'orteil et une bielle à l'extrémité supérieure d'orteil, une extrémité de la bielle à l'extrémité inférieure d'orteil étant reliée à l’autre extrémité du composant d'orteil par un coupe de rotation, une extrémité de la bielle à l'extrémité supérieure d'orteil étant reliée au composant de plante du pied par un coupe de rotation, et l’autre extrémité de la bielle à l'extrémité inférieure d'orteil étant reliée à l’autre extrémité de la bielle à l'extrémité supérieure d'orteil par un coupe de rotation, formant ainsi un mécanisme de bielle pour ajuster la roue entraînée.
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De plus, la hanche gauche comprend une tige de rotation verticale de la hanche, un composant 909967 rotation horizontale de la hanche et un composant de fixation de la hanche, le composant de tronc étant relié à la tige de rotation verticale de la hanche par un couple de rotation, la tige de rotation verticale de la hanche étant relié au composant de rotation horizontale de la hanche par un couple de rotation, le composant de fixation de la hanche étant relié de manière rigide au composant de rotation horizontale de la hanche, et le composant de tronc réalisant un roulement transversal et une déflexion à travers le composant de rotation horizontale de la hanche et le composant de fixation de la hanche.
La présente invention présente les effets bénéfiques suivants : Le robot bipède conçu selon la présente invention peut choisir le mode de mouvement à roues ou à pieds en fonction des situations environnementales, améliorer l'adaptabilité aux terrains et la vitesse et combiner les avantages du robot bipède et du robot à roues, et a une bonne adaptabilité aux environnements et une haute efficacité de travail.
DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est une vue d’un mode de mouvement à pieds du robot bipède ; La figure 2 est une vue d’un mode de mouvement à roues du robot bipède ; La figure 3 est une vue simplifiée du mécanisme de jambe du robot bipède ; Sur les figures, composant de tronc 1, tige de rotation verticale de la hanche 2, composant de rotation horizontale de la hanche 3, composant de fixation de la hanche 4, composant de cuisse 5, composant de jambe inférieure 6, bielle à l'extrémité supérieure de la cuisse 7, composant flexible 8, bielle à l'extrémité inférieure de la cuisse 9, composant de plante du pied 10, composant d'orteil 11, bielle d’équilibrage 12, bielle à l'extrémité inférieure d'orteil 13, bielle à l'extrémité supérieure d'orteil 14, roue d'entraînement 15 et roue entraînée 16.
EXPOSE DÉTAILLE DE MODE DE REALISATION Les objets et les effets de la présente invention apparaîtront plus claires à la lecture de la description détaille ci-après en référant les figures et les exemples de réalisation suivants. On comprendra que 3 les exemples de réalisation décrits ci-dessous ne sont qu’à titre des exemples de realisation 20 illustratifs, au lieu de description limitative pour la présente invention.
Comme montrée la figure 1, le robot bipéde reconfigurable ayant multiples modes de mouvement selon la présente invention comprend un composant de tronc 1, une tige de rotation verticale de la hanche 2, un composant de rotation horizontale de la hanche 3, un composant de fixation de la hanche 4, un composant de cuisse 5, un composant de jambe inférieure 6, une bielle a l'extrémité supérieure de la cuisse 7, un composant flexible 8, une bielle à l'extrémité inférieure de la cuisse 9, un composant de plante du pied 10, un composant d'orteil 11, une bielle d’équilibrage 12, une bielle à l'extrémité inférieure d'orteil 13, une bielle à l'extrémité supérieure d'orteil 14, une roue d'entraînement 15 et une roue entraînée 16. Comme montrées les figures 1 à 3, la tige de rotation verticale de la hanche 2 est reliée respectivement au composant de tronc 1 et au composant de rotation horizontale de la hanche 3 par des couples de rotation avec des axes perpendiculaires l’un à l’autre, formant une charnière à articulation universelle, ce qui fournit au robot bipède un degré de liberté de rotation autour de l'axe z et de l'axe y, en entraînant la charnière à articulation universelle, le composant de fixation de la hanche 4 peut tourner de manière appropriée autour de l'axe z et de l'axe y par rapport au composant de tronc 1. Le composant de fixation de la hanche 4 est fixée sur le composant de rotation horizontale de la hanche 3 et est relié au composant de cuisse 5 par un couple de rotation, ce qui fournit au robot bipède un degré de liberté de rotation autour de l'axe x.
En entraînant le couple de rotation, le composant de cuisse 5 peut tourner de manière appropriée autour de l'axe x, l'axe y et l'axe z par rapport au composant de tronc 1. Non limité à cette liaison, un couple sphérique reliant le composant de tronc 1 et le composant de cuisse 5 peut fournir le même effet de gain.
Le composant de cuisse 5, le composant de jambe inférieure 6, la bielle à l'extrémité supérieure de la cuisse 7, la bielle à l'extrémité inférieure de la cuisse 9 et le composant de plante du pied 10 sont tous reliés l'un à l'autre par un couple de rotation, et les deux extrémités du composant flexible 8 sont reliées de manière fixe respectivement à la bielle à l'extrémité supérieure de la cuisse 7 et à la bielle à l'extrémité inférieure de la cuisse 9, de sorte que les six tiges forment un mécanisme plat flexible à multiples tiges.
Le mécanisme plat flexible à multiples tiges peut non seulement améliorer la rigidité structurelle du robot bipède, mais également réduire le choc entre l'extrémité du robot 4 bipède et le sol en introduisant le composant flexible, et peut stocker une quantité d'énergie ont 20 réduire le choc et améliorer le taux d'utilisation de l'énergie.
En entraînant les articulations rotatives entre le composant de fixation de la hanche 4 et le composant de cuisse 5 et entre le composant de cuisse 5 et le composant de jambe inférieure 6, la tâche de marche du robot bipède peut être réalisée, comme montrée sur la figure 3. Non limité à cette liaison, une tige flexible reliant directement le composant de cuisse 5 et le composant de plante du pied 10 peut fournir le même effet de gain.
En entraînant de manière appropriée les articulations d'entraînement du robot bipède, le robot bipède peut passer en mode de mouvement bipède ou en mode de mouvement à roues.
Les deux extrémités de la biellette d'équilibrage 12 sont reliées respectivement au composant de plante du pied 10 et à la roue d'entraînement 15 par un couple de rotation, en mode de mouvement bipède, une commande active sur l’angle d’oscillation, la vitesse et l’accélération de la biellette d'équilibrage 12 et le régime de la roue d'entraînement 15 permet de réaliser un équilibrage statique et dynamique du robot ; en mode de mouvement à roues, une commande active sur la biellette d'équilibrage 12 permet de réaliser les fonctions d'amortissement et d’éviter des obstacles.
Le composant de plante du pied 10, le composant d'orteil 11, la bielle à l'extrémité inférieure d'orteil 13 et la bielle à l'extrémité supérieure d'orteil 14 sont tous reliés l'un à l'autre par un couple de rotation, forment ainsi un mécanisme plat à quatre tiges, et l’autre extrémité du composant d'orteil 11 est reliée à la roue entraînée 16 par un couple de rotation, de sorte que la roue entraînée 16 puisse tourner de manière libre.
Comme montrée la figure 3, en mode de mouvement bipède, le mécanisme plat à quatre tiges entraîne le composant d'orteil 11 vers le haut, ce qui permet de réduire le moment d'inertie du robot bipède et d’améliorer ses performances de mouvement à la condition que le robot bipède s'adapte à différents terrains ; en mode de mouvement à roues, la position de la roue entraînée 16 peut être ajustée à travers le mouvement du mécanisme à quatre tiges, ce qui permet à la roue entraînée 16 de mieux coopérer avec le mouvement de la roue d’entraînement 15, améliorant ainsi les performances de mouvement du robot bipède en mode de mouvement à roues.
Selon la présente invention, une structure mixte de roues et de pieds est utilisée, ce qui permet de réduire le choc et de stocker de l'énergie en marche bipède en introduisant les composants flexibles ; un mécanisme à multiples tiges formé par le composant de cuisse, le composant de jambe inférieure, le composant flexible d’amortissement et le composant de plante du pied peut améliorer >’ la rigidité structurelle et la stabilité de marche du robot bipède ; l'oscillation de la biellette d'équilibrage et la rotation de la roue d’entraînement réalise un équilibrage actif du robot bipède en marche bipède ; le composant de plante du pied et le composant d'orteil permet au robot bipède de présenter une adaptabilité active à différents terrains ; en ajustant le mécanisme de jambe du robot bipède, le robot bipède peut passer en mode de mouvement à pieds ou en mode de mouvement à roues ; en mode de mouvement à roues, en ajustant la bielle d'équilibrage et le composant d'orteil, un amortissement peut être fournit à la roue d’entraînement et à la roue entraînée sur les terrains. L'homme de l'art doivent comprendre que les exemples de réalisation ci-dessus ne sont que les exemples de réalisation de préférence, mais non limitatifs ; bien que la présente invention soit décrite en détail en référence aux exemples de réalisation ci-dessus, l’homme de l’art peut modifier les solutions techniques décrites dans les exemples de réalisation ci-dessus ou remplacer certaines caractéristiques techniques de manière équivalente. Tous modifications et remplacements équivalents qui respectent les esprits et les principes de la présente invention doivent être inclus dans le cadre de protection de la présente invention.
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Claims (4)
1. Robot bipede reconfigurable ayant multiples modes de mouvement, caracterise en ce que, le robot bipede a une structure symetrique gauche-droite et comprend un composant de tronc, une hanche gauche, une hanche droite, une jambe gauche et une jambe droite, le composant de tronc étant relié de manière rotative à la hanche gauche et à la hanche droite qui sont disposées de manière symétrique de part et d'autre du composant de tronc, et la jambe gauche et la jambe droite étant reliées respectivement de manière rotative à la hanche gauche et à la hanche droite ; La jambe gauche comprend un composant de cuisse, un composant de jambe inférieure, un composant flexible d’amortissement, un composant de plante du pied, un composant d'orteil, une bielle d’équilibrage, une roue d'entraînement et une roue entraînée ; Une extrémité du composant de cuisse est reliée à la hanche gauche par un couple de rotation, l'autre extrémité du composant de cuisse est reliée à une extrémité du composant de jambe inférieure par un couple de rotation, l'autre extrémité du composant de jambe inférieure est reliée au milieu du composant de plante du pied par un couple de rotation, une extrémité du composant de plante du pied est reliée au milieu du composant d’orteil par un couple de rotation, l'autre extrémité du composant de plante du pied est reliée à une extrémité de la bielle d’équilibrage par un couple de rotation, la roue d'entraînement est reliée à l'autre extrémité de la bielle d’équilibrage par un couple de rotation, et la roue entraînée est reliée à une extrémité du composant d’orteil par un couple de rotation ; Le composant flexible d’amortissement est relié entre le composant de cuisse et le composant de plante du pied ; La hanche gauche et la hanche droite ont la même structure, et la jambe gauche et la jambe droite ont la même structure. En ajustant les articulations d’entraînement du robot bipède, lorsque le composant d’orteil touche le sol et que la roue d’entraînement et la roue entraînée ne sont pas au sol, le mode de mouvement bipède sera activé ; lorsque la roue d’entrainement et la roue entraînée touchent le sol et le composant d’orteil n’est pas au sol, le mode de mouvement à roues sera activé.
2. Robot bipède reconfigurable ayant multiples modes de mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le composant flexible d’amortissement comprend une bielle à l'extrémité 7 supérieure de la cuisse, un composant élastique et une bielle de plante du pied connectés an 797 séquence.
3. Robot bipède reconfigurable ayant multiples modes de mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le robot bipède comprend également une bielle à l'extrémité inférieure d'orteil et une bielle à l'extrémité supérieure d'orteil, une extrémité de la bielle à l'extrémité inférieure d'orteil étant reliée à l’autre extrémité du composant d'orteil par un coupe de rotation, une extrémité de la bielle à l'extrémité supérieure d'orteil étant reliée au composant de plante du pied par un coupe de rotation, et l’autre extrémité de la bielle à l'extrémité inférieure d'orteil étant reliée à l’autre extrémité de la bielle à l'extrémité supérieure d'orteil par un coupe de rotation, formant ainsi un mécanisme de bielle pour ajuster la roue entraînée.
4. Robot bipède reconfigurable ayant multiples modes de mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la hanche gauche comprend une tige de rotation verticale de la hanche, un composant de rotation horizontale de la hanche et un composant de fixation de la hanche, le composant de tronc étant relié à la tige de rotation verticale de la hanche par un couple de rotation, la tige de rotation verticale de la hanche étant relié au composant de rotation horizontale de la hanche par un couple de rotation, le composant de fixation de la hanche étant relié de manière rigide au composant de rotation horizontale de la hanche, et le composant de tronc réalisant un roulement transversal et une déflexion à travers le composant de rotation horizontale de la hanche et le composant de fixation de la hanche.
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