仿生承载机器人装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种仿生承载机器人装置，包括：载运台、机架、三自由度单腿和控制系统，载运台安装在机架顶端，并通过孔槽结构与机架配合连接；机架两侧均安装有四个三自由度单腿，且两两对称设置；控制系统包括压力传感器、主控板和供电电源，压力传感器设置于载运台与机架的连接处，机架的中央位置设置有支架，主控板和供电电源均设置在支架上；供电电源和压力传感器均与主控板电性连接。本实用新型专利技术结构设计合理，能够更好的适应各种地形，更好的完成载运任务，并且可以自主选择步态模式，既保证了越障能力，又有较好的承载能力和速度特性。

Bionic Bearing Robot Device

The utility model discloses a bionic loading robot device, which comprises a carrier platform, a rack, a three-degree-of-freedom single leg and a control system. The carrier platform is installed at the top of the rack, and is connected with the rack through a slot structure; four three-degree-of-freedom single legs are installed on both sides of the rack, and the two legs are symmetrically arranged; the control system includes a pressure sensor, a main control board and a power supply, and pressure. The sensor is set at the connection between the carrier and the rack, and the bracket is set at the central position of the rack. The main control board and the power supply are set on the bracket. The power supply and the pressure sensor are electrically connected with the main control board. The utility model has reasonable structure design, can better adapt to various terrain, better complete the carrying task, and can independently select the gait mode, which not only guarantees the obstacle surmounting ability, but also has better carrying capacity and speed characteristics.

【技术实现步骤摘要】
仿生承载机器人装置
本技术涉及机器人
，更具体的说是涉及仿生承载机器人装置。
技术介绍
随着科技的发展，自动化程度的逐步提高,机器人已经越来越广泛地被应用到科研、探测、生产、救援等各个领域。虽然，机器人的种类繁多，功能各异，但就其行走方式而言，主要有三种轮式、履带式和足式。这三种行走方式各有各的特点。轮式和履带式是最为常见的行走方式,其具有控制简单、移动迅速平稳的优点。但是足式机器人的越障能力要远远高于前两者。同时，对于各种复杂地形地貌，足式机器人也具有更强的适应能力。步行机器人是利用仿生学原理，模仿各种自然界中的生物行走的步态，来实现自身移动的一种机器人。它经历了上百年的发展，取得了长足的进步。其发展过程中主要经历了以下三个阶段：第一阶段以机械和液压控制实现运动的机器人。第二阶段以电子计算机技术控制的机器人。第三阶段多功能性和自主性的要求使得机器人技术进入新的发展阶段。所谓多足步行机器人，一般是指四足及四足以上的机器人，例如四足机器人、六足机器人、八足机器人等。目前，常见的步行机器人有两足式、四足式和六足式应用较多，其中的两足式，四足式和六足式相对八足式腿部个数较少，腿部承载能力差，步态不够灵活，动态稳定性较差。而且大部分现有的行走机器人行走步态是固定的，这样在崎岖不平稳路面行走时机体的关节将受到很大的冲击力，而且不能很好的完成载运任务。因此，如何提供一种承载能力和速度特性良好的仿生承载机器人装置成为了本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了仿生承载机器人装置，结构设计合理，能够更好的适应各种地形，更好的完成载运任务，并且可以自主选择步态模式，既保证了越障能力，又有较好的承载能力和速度特性。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种仿生承载机器人装置，包括：载运台、机架、三自由度单腿和控制系统，其中，所述载运台安装在所述机架顶端，并通过孔槽结构与所述机架配合连接；所述机架两侧均安装有四个所述三自由度单腿，且两两对称设置；所述控制系统包括压力传感器、主控板和供电电源，所述压力传感器设置于所述载运台与所述机架的连接处，所述机架的中央位置设置有支架，所述主控板和所述供电电源均设置在所述支架上；所述供电电源和所述压力传感器均与所述主控板电性连接。本技术设计有八个三自由度单腿，能够更好的适应各种地形，更好的完成载运任务；压力传感器检测将检测到的实际载荷信号传输至主控板，主控板控制仿生承载机器人装置进行载荷能力的调整，使其在保证承载能力的前提下，具有较好的速度特性。进一步，所述三自由度单腿包括直线电机、髋关节、舵机一、股关节、舵机二和胫关节，所述直线电机固定安装在所述机架的一侧，所述髋关节安装在所述直线电机的传动轴上，所述髋关节远离所述直线电机的一侧依次连接有所述舵机一、所述股关节、所述舵机二、所述胫关节，所述髋关节与所述舵机一转动连接，所述胫关节与所述舵机二转动连接，所述舵机一和所述舵机二均与所述股关节固定连接。直线电机带动髋关节直线运动，从而带动股关节和胫关节的直线运动，进而实现了胫关节的横向自由运动；通过舵机一实现了胫关节的纵向自由运动；通过舵机二实现了胫关节的旋转自由运动。进一步，所述髋关节和所述胫关节上均安装有主舵盘和副舵盘，所述主舵盘和所述副舵盘相对设置。髋关节上安装主舵盘和副舵盘在于实现髋关节与舵机一的转动连接；胫关节上安装主舵盘和副舵盘在于实现胫关节与舵机二的转动连接。进一步，安装在所述髋关节上的所述主舵盘和所述副舵盘与所述舵机一的输出轴一转动连接。舵机一的运转将带动股关节以主舵盘和副舵盘为中心进行旋转，从而实现了胫关节的纵向自由运动。进一步，安装在所述胫关节上的所述主舵盘和所述副舵盘与所述舵机二的输出轴二转动连接。舵机二的运转将带动胫关节以主舵盘和副舵盘为中心进行旋转，从而实现了胫关节的旋转自由运动。进一步，所述机架两侧均设置有滑道，所述直线电机带动所述髋关节在所述滑道内作直线运动。直线电机带动髋关节可作前后直线运动，由于舵机一、股关节、舵机二、胫关节依次与髋关节连接，从而实现了胫关节的横向自由运动，滑道的设置，保证了胫关节横向自由运动的稳定性。进一步，所述直线电机、所述舵机一和所述舵机二均与所述主控板电性连接。通过主控板可控制直线电机、舵机一和舵机二的运转与停止。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本技术仿生承载机器人装置的结构示意图。图2附图为本技术仿生承载机器人装置的爆炸图。图3附图为本技术三自由度单腿的结构示意图。图4附图为本技术仿生承载机器人装置选择步态模式方法的流程图。图5附图为本技术三自由度单腿的编号图。其中，图中，1-载运台；2-机架；3-压力传感器；4-主控板；41-M3螺钉；42-支撑柱；5-供电电源；6-直线电机；61-定位套筒；7-髋关节；8-舵机一；81-输出轴一；9-股关节；91-M2螺钉；10-舵机二；101-输出轴二；11-胫关节；12-主舵盘；13-副舵盘。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅附图1-3，本技术提供了一种仿生承载机器人装置，包括：载运台1、机架2、三自由度单腿和控制系统，其中，载运台1安装在机架2顶端，并通过孔槽结构与机架2配合连接；机架2两侧均安装有四个三自由度单腿，且两两对称设置；控制系统包括压力传感器3、主控板4和供电电源5，压力传感器3设置于载运台1与机架2的连接处，机架2的中央位置设置有支架，供电电源5均设置在支架上，主控板4通过M3螺钉41和支撑柱42固定在支架上；供电电源5和压力传感器3均与主控板4电性连接，其中，压力传感器3采用电阻式薄膜压力传感器，电阻式薄膜压力传感器具有高灵敏性和高稳定性，保证了压力传感器3的检测精度。本技术设计有八个三自由度单腿，能够更好的适应各种地形，更好的完成载运任务；压力传感器3检测将检测到的实际载荷信号传输至主控板4，主控板4控制仿生承载机器人装置进行载荷能力的调整，使其在保证承载能力的前提下，具有较好的速度特性。本技术还设置有车速传感器和雷达传感器，且车速传感器和雷达传感器均与主控板电性连接。车速传感器能够实时监测仿生承载机器人装置的行进速度，通过雷达传感器可实时监测仿生承载机器人装置所处的位置，比便于仿生承载机器人装置能够更好的完成载运任务。三自由度单腿包括直线电机6、髋关节7、舵机一8、股关节9、舵机二10和胫关节11，直线电机6通过孔销和定位套筒61固定安装在机架2的一侧，髋关节7通过孔销结构安装在直线电机6的传动轴上，髋关节7远离直线电机6的一侧依次连接有舵机一8、股关节9、舵机二10、胫关节1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生承载机器人装置，其特征在于，包括：载运台、机架、三自由度单腿和控制系统，其中，所述载运台安装在所述机架顶端，并通过孔槽结构与所述机架配合连接；所述机架两侧均安装有四个所述三自由度单腿，且两两对称设置；所述控制系统包括压力传感器、主控板和供电电源，所述压力传感器设置于所述载运台与所述机架的连接处，所述机架的中央位置设置有支架，所述主控板和所述供电电源均设置在所述支架上；所述供电电源和所述压力传感器均与所述主控板电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种仿生承载机器人装置，其特征在于，包括：载运台、机架、三自由度单腿和控制系统，其中，所述载运台安装在所述机架顶端，并通过孔槽结构与所述机架配合连接；所述机架两侧均安装有四个所述三自由度单腿，且两两对称设置；所述控制系统包括压力传感器、主控板和供电电源，所述压力传感器设置于所述载运台与所述机架的连接处，所述机架的中央位置设置有支架，所述主控板和所述供电电源均设置在所述支架上；所述供电电源和所述压力传感器均与所述主控板电性连接。2.根据权利要求1所述的仿生承载机器人装置，其特征在于，所述三自由度单腿包括直线电机、髋关节、舵机一、股关节、舵机二和胫关节，所述直线电机固定安装在所述机架的一侧，所述髋关节安装在所述直线电机的传动轴上，所述髋关节远离所述直线电机的一侧依次连接有所述舵机一、所述股关节、所述舵机二、所述胫关节，所述髋关节与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱冰，马驰，赵健，平翊函，李伟男，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22