六足爬行机器人双轴驱动行走装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种六足爬行机器人双轴驱动行走装置，包括下机架及位于下机架上部的上机架，所述上机架及下机架沿周向交替各设置有3个足部，所述下机架上设有主轴，主轴上套设有沿主轴轴向滑动的滑块，所述下机架中部与滑块连接，所述主轴两侧设有左驱动轴及右驱动轴，所述左驱动轴及右驱动轴具有固定端及能与固定端发生相对位移的伸缩端，所述左驱动轴及右驱动轴一端铰接于上机架另一端铰接于下机架以形成双轴直线驱动机构。本实用新型专利技术中利用双轴直线驱动机构避免电机的频繁起停，提高了运动的平稳性，简化机器人的结构，提高结构可靠性，使行走装置的控制变得更简单。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种六足爬行机器人双轴驱动行走装置。
技术介绍
目前六足爬行机器人行走装置有多种不同的机构形式，与本方案最接近的是由上下机架组成，三足为一组的行走装置，六足爬行机器人行走装置采用曲柄-滑块机构驱动，主要由上下机架两部分组成，每个机架上分别安装三个行走足，上机架上安装驱动电机和曲柄-连杆机构，连杆通过转轴与滑块连接，滑块镶嵌在下机架的滑槽中，连接上下机架的滑块转轴分别安装转向电机。现有六足爬行机器人采用曲柄-滑块机构驱动，驱动电机每转半周就需停止转动，等待机器人变换支撑足，然后再次起动，电机频繁起停能耗较大，电机效率较低；曲柄-滑块机构为简谐运动，运动过程始终存在加速度，行走时存在惯性力，影响运动的平稳性；采用直行关节和转向关节分别控制机器人直行和转向，对两个关节的切换要求高，增加控制的难度。
技术实现思路
本技术对上述问题进行了改进，即本技术要解决的技术问题是现有的六足爬行机器人电机频繁起停能耗较大，电机效率较低，运动过程始终存在加速度，行走时存在惯性力，影响运动的平稳性。本技术的具体实施方案是：一种六足爬行机器人双轴驱动行走装置，包括下机架及位于下机架上部的上机架，所述上机架及下机架沿周向交替各设置有3个足部，所述下机架上设有主轴，主轴上套设有沿主轴轴向滑动的滑块，所述下机架中部与滑块连接，所述主轴两侧设有左驱动轴及右驱动轴，所述左驱动轴及右驱动轴具有固定端及能与固定端发生相对位移的伸缩端，所述左驱动轴及右驱动轴一端铰接于上机架另一端铰接于下机架以形成双轴直线驱动机构。进一步的，所述足部上具有使足部沿垂直于机架平面升降的垂直升降机构。进一步的，左驱动轴及右驱动轴中驱动固定端与伸缩端发生相对位移的机构为气动缸、液压缸或转动螺旋机构。进一步的，上机架及下机架上相邻足部之间的夹角为60°。进一步的，所述垂直升降机构包括固定于足部上的相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮上对称设置有一对钩足，所述主动齿轮的驱动装置为固定于足部上的驱动电机。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：（1）本技术中不采用曲柄滑块机构，而是采用双轴直线驱动，避免电机的频繁起停；（2）仅在运动的开始和停止时存在加速度，整个运动过程的绝大部分时间都为等速运动，没有惯性力，改善了运动平稳性；（3）取消直行关节、转向关节和转向电机，简化机器人的结构，提高可靠性，取消了直行关节与转向关节间的切换控制，使行走装置的控制变得更简单。附图说明图1为本技术六足爬行机装置结构示意图。图2为本技术六足爬行机装置人双轴驱动行走示意图。图3为本技术六足爬行机装置人双轴驱动转弯示意图。1-滑块；2-主轴；3-左驱动轴；4-滑槽；5-上机架；6-下机架；7-行走足；8-右驱动轴。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细的说明。如图1～3所示，本实施例中，六足爬行机器人双轴驱动行走装置，包括下机架6及位于下机架6上部的上机架5，所述上机架及下机架沿周向交替各设置有3个行走足7，下机架6上设有主轴2，主轴2上套设有沿主轴轴向滑动的滑块1，所述下机架6中部与滑块连接，所述主轴2两侧设有左驱动轴3及右驱动轴8，所述左驱动轴3及右驱动轴8具有固定端及能与固定端发生相对位移的伸缩端，所述左驱动轴及右驱动轴一端铰接于上机架另一端铰接于下机架以形成双轴直线驱动机构。现有技术与本技术中，所述行走足7上都具有使行走足7沿垂直于行走足7升降的垂直升降机构，一般地，垂直升降机构包括固定于行走足7上的相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮上对称设置有一对钩足，钩足可以将行走足顶起，收纳时行走足7则下降，所述主动齿轮的驱动装置为固定于行走足7上的驱动电机。当需要抬升时，同在上机架后同在下机架上的行走足7同步抬升或下落。本实施例中，上机架及下机架上相邻行走足7之间的夹角为60°，上机架及下机架外形相同。左驱动轴3及右驱动轴8中驱动固定端与伸缩端发生相对位移的机构为气动缸、液压缸或转动螺旋机构。为了便于说明本文将六个行走足7编号为1a、2a、3a、4a、5a、6a。本技术提出的行走装置由上下架机架组成，六只足分成两组，行走足1a、3a、5a与下机架6相连，足2a、4a、6a安装在上机架5上。双轴驱动六足爬行机器人的行走过程如图2所示,机器人的行走足按照逆时针方向从1a到6a依次排序，以气缸驱动为例说明机器人的行走过程。机器人沿箭头方向爬行，具体运动步骤如下：a)机器人起始状态，六足紧贴壁面；b)行走足1a、3a、5a抬起，行走足2a、4a、6a紧贴壁面构成等边三角形支架，保证机体稳定支撑在壁面，气缸下端进气，活塞杆伸出推动下机架沿滑槽向前移动1/2步长；c)行走足1a、3a、5a贴附壁面支撑机体，行走足2a、4a、6a离开壁面，气缸上端进气，活塞杆收回带动上机架沿滑槽向前移动1/2步长。活塞杆一个往复运动结束，机器人整体前移一个步长。双轴驱动六足爬行机器人的转弯过程如图3所示：以气缸驱动为例说明机器人的转弯过程。当需要转弯时，运动步骤为：a)机器人起始状态，六足紧贴壁面；b)行走足1a、3a、5a抬起，行走足2a、4a、6a构成等边三角形支架，保证机体稳定支撑在壁面，双缸同时下端进气，活塞杆伸出带动下机架移动，当滑块处于滑槽中部时停止运动；c)右侧气缸下端进气活塞杆伸出，同时左侧气缸上端进气，活塞杆收回，使下机架带动行走足1a、3a、5a绕主轴转动一个角度；d)行走足1a、3a、5a贴附壁面支撑机体，行走足2a、4a、6a离开地面，左侧气缸锁定不动，右侧气缸上端进气活塞杆收回，带动上机架和行走足2a、4a、6a绕主轴转动相同的角度。转向完成，机器人整体转过一定的角度。如果驱动装置采用液压缸，机器人行走和转弯过程与气压缸驱动相同，只是传动介质由气体改为液压油。如果采用螺旋机构，上机架通过轴承安装螺杆，螺杆通过换向机构与电机相连。螺旋块固定在下机架上，与螺杆构成螺旋副。电机转动，当换向器为正向转动时，螺杆正转推动螺旋块移动，类似于气缸活塞杆伸出，下机架移动；当换向器换向螺杆反转，推动螺旋块反向移动，类似于气缸活塞杆收回以上所述仅为本技术的较佳实施例，凡依本技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本技术的涵盖范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六足爬行机器人双轴驱动行走装置，其特征在于，包括下机架及位于下机架上部的上机架，所述上机架及下机架沿轴向交替各设置有3个足部，所述下机架上设有主轴，主轴上套设有沿主轴轴向滑动的滑块，所述下机架中部与滑块连接，所述主轴两侧设有左驱动轴及右驱动轴，所述左驱动轴及右驱动轴具有固定端及能与固定端发生相对位移的伸缩端，所述左驱动轴及右驱动轴一端铰接于上机架另一端铰接于下机架以形成双轴直线驱动机构。

【技术特征摘要】
1.一种六足爬行机器人双轴驱动行走装置，其特征在于，包括下机架及位于下机架上部的上机架，所述上机架及下机架沿轴向交替各设置有3个足部，所述下机架上设有主轴，主轴上套设有沿主轴轴向滑动的滑块，所述下机架中部与滑块连接，所述主轴两侧设有左驱动轴及右驱动轴，所述左驱动轴及右驱动轴具有固定端及能与固定端发生相对位移的伸缩端，所述左驱动轴及右驱动轴一端铰接于上机架另一端铰接于下机架以形成双轴直线驱动机构。2.根据权利要求1所述的一种六足爬行机器人双轴驱动行走装置，其特征在于，所述足部上具有使足部沿机架平面的垂直面升降的垂直...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小平，
申请(专利权)人：厦门大学嘉庚学院，
类型：新型
国别省市：福建;35