一种正反双步态足式机器人制造技术

一种正反双步态足式机器人包括左侧腿、右侧腿、拖车，其中左侧腿的左第一连接杆与双出轴电机的输出轴配合连接，右侧腿的右第一连接杆与双出轴电机的另一输出轴配合连接。拖车的连接轴的一端与左机架固连，另一端与右机架固连，实现拖车与左、右侧腿的连接。双出轴电机带动左、右第一连接杆整周回转，实现该足式机器人的运动。左、右侧腿分别设置了滑动副，优化了足端轨迹；左、右侧腿为10连杆机构，可实现正反兼具的行走运动，正面行走为高抬腿步态，可实现高障碍跨越；反面行走为蹑行步态，可实现一定的隐匿行走；同时避免了机构翻到后行走失效的问题。本发明专利技术可用于星球探测、军事和考古勘测、玩具教学等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种正反双步态足式机器人，特别的涉及一种仿生步行机器人，通过对杆件运动副和杆件尺寸的优化，使该机器人正反行走可实现两种步态，避免了机构翻倒后行走失效的情况，具有很好的灵活性和地面适应能力。本专利技术可用于星球探测、军事和考古勘测、玩具教学等领域。
技术介绍
足式移动机器人与其他移动机器人相比，具有更高的灵活性，环境适应性，越来越受到研究人员的关注。一般的足式机器人腿部机构多采用转动副关节，足端轨迹不平稳。同时现有的大多足式机器人正反行走步态一致，机构翻倒后行走失效，限制了机器人的灵活性和越障能力。中国专利CN102068819A公开了一种“单动力四足步行平台”，该机器人是足式机器人，所有关节全部采用转动副，足端轨迹不平稳，正反行走步态一致，灵活性和越障能力受限。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：腿部结构为闭链的足式机器人足端轨迹单一，为平面机构容易发生倾覆，使机器人灵活性，越障能力受限。提供一种正反双步态足式机器人。本专利技术的技术方案：一种正反双步态足式机器人，其特征在于：该正反双步态足式机器人包括左侧腿、右侧腿、拖车。左侧腿是单自由度连杆机构，左机架上靠近左第一连接杆的两个电机安装孔通过螺钉与双出轴电机的一侧配合固定；双出轴电机的输出轴穿过左机架与左第一连接杆通过顶丝固定连接。左侧腿为10连杆机构，可实现正反兼具的行走运动。右侧腿为单自由度连杆机构，右机架上靠右第一连接杆的两个电机安装孔通过螺钉与双出轴电机的另一侧配合固定；双出轴电机的另一输出轴穿过右机架与右第一连接杆通过顶丝固定连接。右侧腿为10连杆机构，可实现正反兼具的行走运动。左侧腿和右侧腿为镜像对称布置，左侧腿的左第一连接杆与右侧腿的右第一连接杆转动轴线重合，由双出轴电机驱动整周旋转，相位差180°。拖车由右车轮、左车轮、车轮轴、拖车第一连接杆、拖车第二连接杆、连接轴组成。拖车的左、右车轮由车轮轴固连；拖车第一、第二连接杆的一端安装孔由车轮轴穿过。拖车第一、第二连接杆的另一端安装孔由连接轴穿过。连接轴一端与左机架固连，另一端与右机架固连，实现拖车与左、右侧腿的连接。双出轴电机的两侧输出轴分别带动左、右第一连接杆整周回转，实现正反双步态足式机器人的运动。左侧腿包括左机架、左滑块、左第一连接杆、左第二连接杆、左第三连接杆、左第四连接杆、左第五连接杆、左第六连接杆、左第七连接杆、左第八连接杆。左第一连接杆、左第二连接杆、左第五连接杆、左第六连接杆和左第七连接杆两端分别开有一个安装孔；左第三连接杆为三角形杆件；左第三连接杆在三个顶点各开有一个安装孔，在两条较短边的中部各开有一个安装孔；左第四连接杆和左第八连接杆在端部和中部各布置一个安装孔；左机架在上部开有一个滑槽，布置有三个杆件安装孔、两个电机孔和一个与拖车的连接孔；左滑块为H型块状构件，左滑块外端面开有一个螺纹孔。左侧腿杆件之间的连接方式为：双出轴电机的一端穿过左机架与左第一连接杆通过顶丝固定连接；左第一连接杆的另一端部安装孔与左第三连接杆的顶点安装孔通过销轴转动铰接；左第二连接杆的端部安装孔与左机架下方的另一安装孔通过销轴转动铰接；左第二连接杆的另一端部安装孔与左第三连接杆的中部安装孔通过销轴转动铰接；左第四连接杆的端部安装孔与左第七连接杆的端部安装孔通过销轴转动铰接；左第四连接杆的中部安装孔与左第三连接杆的顶角安装孔通过销轴转动铰接；左第五连接杆的端部安装孔与左第三连接杆的另一中部安装孔通过销轴转动铰接；左第五连接杆的另一端部安装孔与左第六连接杆的端部安装孔通过销轴转动铰接；左第六连接杆的另一端部安装孔与左第八连接杆的中部安装孔通过销轴转动铰接；左第八连接杆的端部安装孔与左第三连接杆的另一顶点安装孔通过销轴转动铰接；左第七连接杆的另一端部安装孔与左机架的中部安装孔通过销轴转动铰接；左滑块卡在左机架的滑槽中，与滑槽形成滑动配合。所述的右侧腿包括右机架、右滑块、右第一连接杆、右第二连接杆、右第三连接杆、右第四连接杆、右第五连接杆、右第六连接杆、右第七连接杆、右第八连接杆。右侧腿的零件结构、尺寸、连接关系、和自由度与左侧腿完全相同。本专利技术的有益效果：本专利技术所述的正反双步态足式机器人，单侧腿为单自由度机构，通过双输出轴电机驱动两侧曲柄整周回转，左右侧腿分别设置了滑动副，优化足端轨迹；通过杆件尺寸设计优化，使该机构正反行走状态的步态不同，正面行走为高抬腿步态，可实现高障碍跨越；反面行走为蹑行步态，可实现一定的隐匿行走；同时避免了机构翻到后行走失效的问题，具有更高的灵活性和越障能力。附图说明图1正反双步态足式机器人整体三维图；图2正反双步态足式机器人左侧腿三维图；图3正反双步态足式机器人右侧腿三维图；图4正反双步态足式机器人拖车三维图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。一种正反双步态足式机器人，如图1所示，包括左侧腿(A)、右侧腿(B)、拖车(C)。所述左侧腿(A)是单自由度连杆机构，左机架(A1)上靠近左第一连接杆(A2)的两个电机安装孔通过螺钉与双出轴电机(1)的一侧配合固定；双出轴电机(1)的输出轴穿过左机架(A1)与左第一连接杆(A2)通过顶丝固定连接；左侧腿(A)为10连杆机构，可实现正反兼具的行走运动。右侧腿(B)为单自由度连杆机构，如图3所示，右机架(B1)上靠右第一连接杆(B2)的两个电机安装孔通过螺钉与双出轴电机(1)的另一侧配合固定；双出轴电机(1)的另一输出轴穿过右机架(B1)与右第一连接杆(B2)通过顶丝固定连接。右侧腿(B)为10连杆机构，可实现正反兼具的行走运动。左侧腿(A)和右侧腿(B)为镜像对称布置，左侧腿(A)的左第一连接杆(A2)与右侧腿(B)的右第一连接杆(B2)转动轴线重合，由双出轴电机(1)驱动整周旋转，相位差180°。拖车(C)，如图3所示，由右车轮(C1)、左车轮(C3)、车轮轴(C2)、拖车第一连接杆(C4)、拖车第二连接杆(C5)、连接轴(C6)组成；拖车(C)的左、右车轮(C1、C3)由车轮轴(C2)固连；拖车第一、第二连接杆(C4、C5)的一端安装孔由车轮轴(C2)穿过；拖车第一、第二连接杆(C4、C5)的另一端安装孔由连接轴(C6)穿过；连接轴(C6)一端与左机架(A1)固连，另一端与右机架(B1)固连，实现拖车(C)与左、右侧腿(A、B)的连接。通过上述连接，完成所述正反双步态足式机器人的组装，双出轴电机(1)的两侧输出轴分别带动左、右第一连接杆(A2、B2)整周回转，实现正反双步态足式机器人的运动。左侧腿(A)，如图2所示，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正反双步态足式机器人，其特征在于：该正反双步态足式机器人包括左侧腿(A)、右侧腿(B)、拖车(C)；所述左侧腿(A)是单自由度连杆机构，左机架(A1)上靠近左第一连接杆(A2)的两个电机安装孔通过螺钉与双出轴电机(1)的一侧配合固定；双出轴电机(1)的输出轴穿过左机架(A1)与左第一连接杆(A2)通过顶丝固定连接；左侧腿(A)为10连杆机构，可实现正反兼具的行走运动；所述右侧腿(B)为单自由度连杆机构，右机架(B1)上靠右第一连接杆(B2)的两个电机安装孔通过螺钉与双出轴电机(1)的另一侧配合固定；双出轴电机(1)的另一输出轴穿过右机架(B1)与右第一连接杆(B2)通过顶丝固定连接；右侧腿(B)为10连杆机构，可实现正反兼具的行走运动；所述左侧腿(A)和右侧腿(B)为镜像对称布置，左侧腿(A)的左第一连接杆(A2)与右侧腿(B)的右第一连接杆(B2)转动轴线重合，由双出轴电机(1)驱动整周旋转，相位差180°；通过上述连接，完成左、右侧腿(A、B)与双出轴电机(1)的组装；所述拖车(C)由右车轮(C1)、左车轮(C3)、车轮轴(C2)、拖车第一连接杆(C4)、拖车第二连接杆(C5)、连接轴(C6)组成；拖车(C)的左、右车轮(C1、C3)由车轮轴(C2)固连；拖车第一、第二连接杆(C4、C5)的一端安装孔由车轮轴(C2)穿过，实现转动连接；拖车第一、第二连接杆(C4、C5)的另一端安装孔由连接轴(C6)穿过；连接轴(C6)一端与左机架(A1)固连，另一端与右机架(B1)固连，实现拖车(C)与左、右侧腿(A、B)的连接；通过上述连接，完成所述正反双步态足式机器人的组装，双出轴电机(1)的两侧输出轴分别带动左、右第一连接杆(A2、B2)整周回转，实现正反双步态足式机器人的运动。...

【技术特征摘要】
1.一种正反双步态足式机器人，其特征在于：该正反双步态足式机器人包括左侧腿(A)、右侧腿(B)、
拖车(C)；
所述左侧腿(A)是单自由度连杆机构，左机架(A1)上靠近左第一连接杆(A2)的两个电机安装孔
通过螺钉与双出轴电机(1)的一侧配合固定；双出轴电机(1)的输出轴穿过左机架(A1)与左第一连接
杆(A2)通过顶丝固定连接；左侧腿(A)为10连杆机构，可实现正反兼具的行走运动；
所述右侧腿(B)为单自由度连杆机构，右机架(B1)上靠右第一连接杆(B2)的两个电机安装孔通
过螺钉与双出轴电机(1)的另一侧配合固定；双出轴电机(1)的另一输出轴穿过右机架(B1)与右第一
连接杆(B2)通过顶丝固定连接；右侧腿(B)为10连杆机构，可实现正反兼具的行走运动；
所述左侧腿(A)和右侧腿(B)为镜像对称布置，左侧腿(A)的左第一连接杆(A2)与右侧腿(B)
的右第一连接杆(B2)转动轴线重合，由双出轴电机(1)驱动整周旋转，相位差180°；
通过上述连接，完成左、右侧腿(A、B)与双出轴电机(1)的组装；
所述拖车(C)由右车轮(C1)、左车轮(C3)、车轮轴(C2)、拖车第一连接杆(C4)、拖车第二连接
杆(C5)、连接轴(C6)组成；拖车(C)的左、右车轮(C1、C3)由车轮轴(C2)固连；拖车第一、第
二连接杆(C4、C5)的一端安装孔由车轮轴(C2)穿过，实现转动连接；拖车第一、第二连接杆(C4、
C5)的另一端安装孔由连接轴(C6)穿过；连接轴(C6)一端与左机架(A1)固连，另一端与右机架(B1)
固连，实现拖车(C)与左、右侧腿(A、B)的连接；
通过上述连接，完成所述正反双步态足式机器人的组装，双出轴电机(1)的两侧输出轴分别带动左、
右第一连接杆(A2、B2)整周回转，实现正反双步态足式机器人的运动。
2.根据权利要求1所述的正反双步态足式机器人，其特征在于：
所述左侧腿(A)包括左机架(A1)、左滑块(A8)、左第一连接杆(A2)、左第二连接杆(A3)、左
第三连接杆(A4)、左第四连接杆(A5)、左第五连接杆(A6)、左第六连接杆(A7)、左第七连接杆(A9)、
左第八连接杆(A10)；
左第一连接杆(A2)、左第二连接杆(A3)、左第五连接杆(A6)、左第六连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚燕安，武建昫，贾昕胤，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11