一种行走机构和方法技术

本发明专利技术涉及一种行走机构，包括：行走架体；曲轴，包括垂直于所述曲轴的中轴线的第一曲凸；主动足系，包括行走架和第一传动杆，所述行走足和所述第一连杆位于YZ平面内，所述第一连杆和第二连杆位于XZ平面内；从动足系，包括从动足和足系连杆，所述从动足与所述行走足同步移动。上述的行走机构和方法可以通过曲轴转动以通过第一传动杆带动所述行走足的端部沿X轴方向移动并且所述行走足绕所述X轴摆动，在行走足移动时，还可以带动从动足与所述行走足同步移动，实现行走机构整体爬行行走的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种行走机构和方法
本专利技术属于机器人领域，具体公开了一种行走机构和方法。
技术介绍
爬行机构是仿生机器的重要组成部分。契贝谢夫行走机构是普遍应用的行走机构并成为一种范式，现有诸多的行走机构都是在契贝谢夫机构的基础上演化而来。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种行走机构和方法，以实现仿生爬行功能。为此，本专利技术提供了一种行走机构，包括：行走架体；曲轴，长度方向沿X轴方向延伸并且转动地连接于所述行走架体，包括垂直于所述曲轴的中轴线的第一曲凸；主动足系，相对于X轴对称设置，包括行走架和第一传动杆，所述行走架铰接于所述行走架体，所述行走架包括行走足、第一连杆、第二连杆和第一传动杆，所述行走足沿Y轴方向延伸并且端部铰接于所述行走架体，所述第一连杆沿Z轴方向延伸并且连接于所述行走足；所述第二连杆沿X轴方向连接所述第一连杆，使得所述行走足和所述第一连杆位于YZ平面内，所述第一连杆和第二连杆位于XZ平面内；所述第一传动杆的一端连接所述第一曲凸，另外一端连接所述第二连杆，使得所述第一曲凸摆动时，通过所述第一传动杆带动所述行走足的端部沿X轴方向移动并且所述行走足绕所述X轴摆动；从动足系，相对于X轴对称设置，包括从动足和足系连杆，所述从动足沿Y轴方向延伸并且一端铰接于所述行走架体，所述足系连杆的一端连接所述从动足的靠近所述行走架体的端部，另外一端连接所述行走足的靠近所述行走架体的端部，使得所述从动足与所述行走足同步移动。优选地，所述曲轴还包括垂直于所述曲轴的中轴线的第二曲凸，所述第一曲凸和第二曲凸之间的相位差为180；还包括：支地足系，相对于X轴对称设置并且沿X轴方向位于所述主动足系和所述从动足系之间，包括支地足、第三连杆和第二传动杆，所述支地足沿Y轴方向延伸并且端部铰接于所述行走架体，所述第三连接杆沿Z轴方向延伸并且连接所述支地足，所述第二传动杆的一端连接所述第二曲凸，另外一端连接所述第三连杆，使得所述第二曲凸摆动时，通过所述第二传动杆带动所述支地足绕所述X轴摆动。优选地，所述曲轴还包括第三曲凸，所述第三曲凸与所述第一曲凸同相；所述从动足系还包括第四连杆和第三传动杆，所述第四连接杆沿Z轴方向延伸并且连接所述从动足，所述第三传动杆的一端连接所述第三曲凸，另外一端连接所述第四连杆，使得所述第三曲凸摆动时，通过所述第三传动杆带动所述从动足的端部沿X轴方向移动并且所述从动足绕所述X轴摆动。优选地，所述第三曲凸为一端固定于所述曲轴的杆件，所述杆件的另外一端连接所述从动足系的第四连杆。优选地，还包括一驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接所述曲轴以驱动所述曲轴绕X轴转动或摆动。优选地，所述曲轴的两端转动地连接于所述行走架体。一种行走方法，包括：曲轴带动行走架体的第一侧的主动足系的行走足沿X轴的正方向移动时，所述行走足绕所述X轴摆动使得该行走足着地，第二侧的主动足系的行走足沿X轴的反方向移动并绕所述X轴摆动使得该行走足离地；以及，所述行走足带动同侧的从动足与同步移动；曲轴带动所述带动行走架体的第一侧的主动足系的行走足沿X轴的负方向移动时，所述行走足绕所述X轴摆动使得该行走足离地，第二侧的主动足系的行走足沿X轴的正方向移动并绕所述X轴摆动使得该行走足着地；以及，所述行走足带动同侧的从动足与同步移动。优选地，曲轴带动行走架体的第一侧的主动足系的行走足沿X轴的正方向移动时，带动所述第一侧的支地足系的支地足绕所述X轴摆动以离地，以及，所述曲轴带动所述第二侧的支地足系的支地足绕所述X轴摆动以着地。优选地，曲轴带动所述带动行走架体的第一侧的主动足系的行走足沿X轴的负方向移动时，带动所述第一侧的支地足系的支地足绕所述X轴摆动以着地，以及，所述曲轴带动所述第二侧的支地足系的支地足绕所述X轴摆动以离地。优选地，所述曲轴在0～180°范围转动时，所述曲轴带动行走架体的第一侧的主动足系的行走足沿X轴的正方向移动，在所述曲轴在180°～360°范围转动时，曲轴带动所述带动行走架体的第一侧的主动足系的行走足沿X轴的负方向移动。相较于现有技术，上述的行走机构和方法可以通过曲轴转动以通过第一传动杆带动所述行走足的端部沿X轴方向移动并且所述行走足绕所述X轴摆动，在行走足移动时，还可以带动从动足与所述行走足同步移动，实现行走机构整体爬行行走的功能。附图说明图1是行走机构的结构示意图。图2是曲轴的结构示意图。图3是主动足系的结构示意图。图4是支地足系的结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术做进一步说明。图1是行走机构的结构示意图。如图1所示，该行走机构包括行走架体L12L32R32R12、曲轴O1O2、主动足系、支地足系和从动足系。行走足系用于向前或向后移动，在支地足系的辅助支撑下，带动或者与从动足系同步移动，实现行走机构的“爬行”功能。行走架体L12L32R32R12可以是四边形或者其他多边形，与曲轴O1O2、主动足系、支地足系和从动足系连接。图1中的L12、L22、L32、L13、L23、L33、R12、R22、R32、R13、R23、R33以及G1、G2、J1、J2、J3、F1、F2、F3、F4均为活动铰链，这些活动铰链是连接前述行走架体L12L32R32R12、曲轴O1O2、主动足系、支地足系和从动足系的关节。为了便于说明，图1示出的关节点中，字母“L”开头标号标记左侧的关节点，字母“R”开头标号标记右侧的关节点。图2是曲轴的结构示意图。如图1和图2所示，曲轴O1O2的两端通过活动铰链O1、O3转动地连接于所述行走架体L12L32R32R12，并视曲轴O1O2的长度在适当位置加强固定(如O2)。所述曲轴O1O2的长度方向沿X轴方向延伸并且转动地连接于所述行走架体L12L32R32R12，包括垂直于所述曲轴O1O2的中轴线的第一曲凸J1、第二曲凸J2和第三曲凸J3，所述第一曲凸J1和第二曲凸J2之间的相位差为180°，所述第三曲凸J3与所述第一曲凸J1同相。所述第三曲凸J3为一端固定于所述曲轴O1O2的杆件，所述杆件的另外一端连接所述从动足系的第四连杆。本实施方式中，曲轴O1O2可以连接一驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接所述曲轴O1O2以驱动所述曲轴O1O2绕X轴转动或摆动。以图1示出的曲凸为3个，视爬行足数量的增加，图1的曲凸可以增加到多个。图3是主动足系的结构示意图，如图1和图3所示，主动足系相对于X轴对称设置，包括左侧的主动足系的行走架L11F1L12L13和第一传动杆G1J1以及右侧的主动足系的行走架R11R12R13G2和第一传动杆J1G2。左侧和右侧的主动足系对对称布置。左侧的主动足系包括行走架L11L12L13G1和第一传动杆J1G1，左侧的行走架L11L12L13G1铰接于所述行走架体L12L32R32R12，所述行走架L11L12L13G1包括行走足L11F1L12、第一连杆L12L13、第二连杆L13G1和第一传动杆J1G1。其中，左侧的第一连杆L13L12和第二连杆L13G1与XOZ面平行。左侧的行走足L11F1L12、第一连杆L12L13与YOZ面平行。第二连杆L13L12和第一传动杆J1G1可绕行走足L11F1L12转动、第二连杆L13G1可绕第一连杆L13L12转动。右侧的主动足系包括行走架R11R12R13G2和第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种行走机构，其特征在于，包括：行走架体；曲轴，长度方向沿X轴方向延伸并且转动地连接于所述行走架体，包括垂直于所述曲轴的中轴线的第一曲凸；主动足系，相对于X轴对称设置，包括行走架和第一传动杆，所述行走架铰接于所述行走架体，所述行走架包括行走足、第一连杆、第二连杆和第一传动杆，所述行走足沿Y轴方向延伸并且端部铰接于所述行走架体，所述第一连杆沿Z轴方向延伸并且连接于所述行走足；所述第二连杆沿X轴方向连接所述第一连杆，使得所述行走足和所述第一连杆位于YZ平面内，所述第一连杆和第二连杆位于XZ平面内；所述第一传动杆的一端连接所述第一曲凸，另外一端连接所述第二连杆，使得所述第一曲凸摆动时，通过所述第一传动杆带动所述行走足的端部沿X轴方向移动并且所述行走足绕所述X轴摆动；从动足系，相对于X轴对称设置，包括从动足和足系连杆，所述从动足沿Y轴方向延伸并且一端铰接于所述行走架体，所述足系连杆的一端连接所述从动足的靠近所述行走架体的端部，另外一端连接所述行走足的靠近所述行走架体的端部，使得所述从动足与所述行走足同步移动。

【技术特征摘要】
1.一种行走机构，其特征在于，包括：行走架体；曲轴，长度方向沿X轴方向延伸并且转动地连接于所述行走架体，包括垂直于所述曲轴的中轴线的第一曲凸；主动足系，相对于X轴对称设置，包括行走架和第一传动杆，所述行走架铰接于所述行走架体，所述行走架包括行走足、第一连杆、第二连杆和第一传动杆，所述行走足沿Y轴方向延伸并且端部铰接于所述行走架体，所述第一连杆沿Z轴方向延伸并且连接于所述行走足；所述第二连杆沿X轴方向连接所述第一连杆，使得所述行走足和所述第一连杆位于YZ平面内，所述第一连杆和第二连杆位于XZ平面内；所述第一传动杆的一端连接所述第一曲凸，另外一端连接所述第二连杆，使得所述第一曲凸摆动时，通过所述第一传动杆带动所述行走足的端部沿X轴方向移动并且所述行走足绕所述X轴摆动；从动足系，相对于X轴对称设置，包括从动足和足系连杆，所述从动足沿Y轴方向延伸并且一端铰接于所述行走架体，所述足系连杆的一端连接所述从动足的靠近所述行走架体的端部，另外一端连接所述行走足的靠近所述行走架体的端部，使得所述从动足与所述行走足同步移动。2.如权利要求1所述的一种行走机构，其特征在于，所述曲轴还包括垂直于所述曲轴的中轴线的第二曲凸，所述第一曲凸和第二曲凸之间的相位差为180；还包括：支地足系，相对于X轴对称设置并且沿X轴方向位于所述主动足系和所述从动足系之间，包括支地足、第三连杆和第二传动杆，所述支地足沿Y轴方向延伸并且端部铰接于所述行走架体，所述第三连接杆沿Z轴方向延伸并且连接所述支地足，所述第二传动杆的一端连接所述第二曲凸，另外一端连接所述第三连杆，使得所述第二曲凸摆动时，通过所述第二传动杆带动所述支地足绕所述X轴摆动。3.如权利要求2所述的一种行走机构，其特征在于，所述曲轴还包括第三曲凸，所述第三曲凸与所述第一曲凸同相；所述从动足系还包括第四连杆和第三传动杆，所述第四连接杆沿Z轴方向延伸并且连接所述从动足，所述第三传动杆的一端连接所述第三曲凸，另外一端连接所述第四连杆，使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴波，郭建湘，廖偲，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44