一种主动行走机构和方法技术

本发明专利技术涉及一种主动行走机构，包括：行走架体；行走架，包括行走足、第一连杆、第二连杆，所述行走足铰接于所述行走架体以绕X轴和Y轴摆动，所述第一连杆一端连接所述行走足，另外一端连接所述第二连杆；第一传动杆，连接于所述第二连杆，用于推拉所述第二连杆，使得所述第二连杆转动以带动所述行走足绕Z轴摆动，以及使得所述第二连杆倾斜以带动所述行走足绕X轴摆动。上述的主动行走机构和方法在第一传动杆在推拉第二连杆转动可以带动行走足绕Z轴来回摆动，使得所述行走足的端部沿X轴方向来回移动以实现前进或后退的功能；另外一方面，第一传动杆在推拉所述第二连杆时，第二连杆还会带动行走足绕X轴摆动，使得行走足的端部离地或者着地。

An Active Walking Mechanism and Method

【技术实现步骤摘要】
一种主动行走机构和方法
本专利技术属于机器人领域，具体公开了一种主动行走机构和方法。
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主动行走机构和方法，结构简单，可以同时实现前后移动和离地摆动功能。为此，本专利技术提供了一种主动行走机构，包括：行走架体；行走架，包括行走足、第一连杆、第二连杆，所述行走足铰接于所述行走架体以绕X轴和Y轴摆动，所述第一连杆一端连接所述行走足，另外一端连接所述第二连杆，使得所述第一连杆和第二连杆形成“L”形结构；第一传动杆，连接于所述第二连杆，用于推拉所述第二连杆，使得所述第二连杆转动以带动所述行走足绕Z轴摆动，以及使得所述第二连杆倾斜以带动所述行走足绕X轴摆动。优选地，所述行走架的数量为两个，沿X轴对称设于所述行走架体；以及所述第一传动杆的数量为两条，沿X轴对称设于所述行走架体。优选地，还包括：曲轴，沿X轴方向延伸并且转动地连接于所述行走架体，所述曲轴铰接于所述第一传动杆，所述曲轴转动以带动所述第一传动杆推拉所述第二连杆。优选地，所述曲轴包括垂直于所述曲轴的中轴线的第一曲凸，所述第一曲凸铰接于所述第一传动杆，所述第一曲凸跟随所述曲轴转动，以带动所述第一传动杆推拉所述第二连杆。优选地，所述曲轴包括垂直于所述曲轴的中轴线的偏心轮，所述偏心轮跟随所述曲轴转动，以带动所述第一传动杆推拉所述第二连杆。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转动。优选地，所述曲轴的两端转动地连接于所述行走架体。一种主动行走方法，包括以下步骤：第一传动杆推动第二连杆绕Z轴转动，从而带动第一连杆转动和绕X轴摆动；所述第一连杆转动时，带动行走足绕Z轴摆动，使得所述行走足的端部沿X轴摆动。优选地，通过一曲轴转动以推拉所述第一传动杆。优选地，所述曲轴转动拉动一侧的所述第一传动杆以带动所述行走足着地并沿X轴方向正方向移动时，推动另外一侧的所述第一传动杆以带动该侧的行走足离地并沿X轴方向负方向移动。相较于现有技术，上述的主动行走机构和方法在第一传动杆在推拉第二连杆转动可以带动行走足绕Z轴来回摆动，使得所述行走足的端部沿X轴方向来回移动以实现前进或后退的功能；另外一方面，第一传动杆在推拉所述第二连杆时，第二连杆还会带动行走足绕X轴摆动，使得行走足的端部离地或者着地。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连接于第二连杆L13G1形成“L”形结构并且该“L”形结构与XZ面平行。左侧的行走足L11F1L12、第一连杆L12L13与YZ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。所述行走足L11F1L12的端部沿X轴方向移动并且所述行走足L11F1L12绕所述Z轴摆动。右侧的主动足系包括行走架R11R12R13G2和第一传动杆J1G2，所述行走架R11R12R13G2铰接于所述行走架体L12L32R32R12，所述行走架R11R12R13G2包括行走足R11F3R12、第一连杆R12R13、第二连杆R13G2和第一传动杆J1G2。所述行走足R11F3R12沿Y轴方向延伸并且端部铰接于所述行走架体L12L32R32R12，所述第一连杆R12R13沿Z轴方向延伸并且连接于所述行走足R11F3R12。所述第二连杆R13G2沿X轴方向连接所述第一连杆R12R13，使得所述行走足R11F3R12和所述第一连杆R12R13位于YZ平面内，所述第一连杆R12R13与第二连杆R13G2连接形成“L”形结构并且该“L”形结构位于XZ平面内。所述第一传动杆J1G2的一端连接所述第一曲凸J1，另外一端连接所述第二连杆R13G2，使得所述第一曲凸J1摆动时，通过所述第一传动杆J1G2带动所述行走足R11F3R12的端部沿X轴方向移动并且所述行走足R11F3R12绕所述Z轴摆动。本实施方式中，左侧和右侧的主动足系对对称布置，因此左侧的行走架L11L12L13G1和右侧的行走架R11R12R13G2相对X轴对称设置，左侧的第一传动杆J1G1和和右侧的第一传动杆J1G2相对X轴对称设置。图4是支地足系的结构示意图。如图1和图4所示，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，整个为平面机构，与YOZ面平行。左侧的支地足系可绕铰链L22在YOZ面的法线转动，右侧的支地足系可绕铰链R22在YOZ面的法线转动。以图1所示的右侧的支地足系为例，包括支地足R21R22、第三连杆R22R23和第二传动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动行走机构，其特征在于，包括：行走架体；行走架，包括行走足、第一连杆、第二连杆，所述行走足铰接于所述行走架体以绕X轴和Y轴摆动，所述第一连杆一端连接所述行走足，另外一端连接所述第二连杆，使得所述第一连杆和第二连杆形成“L”形结构；第一传动杆，连接于所述第二连杆，用于推拉所述第二连杆，使得所述第二连杆转动以带动所述行走足绕Z轴摆动，以及使得所述第二连杆倾斜以带动所述行走足绕X轴摆动。

【技术特征摘要】
1.一种主动行走机构，其特征在于，包括：行走架体；行走架，包括行走足、第一连杆、第二连杆，所述行走足铰接于所述行走架体以绕X轴和Y轴摆动，所述第一连杆一端连接所述行走足，另外一端连接所述第二连杆，使得所述第一连杆和第二连杆形成“L”形结构；第一传动杆，连接于所述第二连杆，用于推拉所述第二连杆，使得所述第二连杆转动以带动所述行走足绕Z轴摆动，以及使得所述第二连杆倾斜以带动所述行走足绕X轴摆动。2.如权利要求1所述的主动行走机构，其特征在于，所述行走架的数量为两个，沿X轴对称设于所述行走架体；以及所述第一传动杆的数量为两条，沿X轴对称设于所述行走架体。3.如权利要求2所述的主动行走机构，其特征在于，还包括：曲轴，沿X轴方向延伸并且转动地连接于所述行走架体，所述曲轴铰接于所述第一传动杆，所述曲轴转动以带动所述第一传动杆推拉所述第二连杆。4.如权利要求3所述的主动行走机构，其特征在于，所述曲轴包括垂直于所述曲轴的中轴线的第一曲凸，所述第一曲凸铰接于所述第一传动杆，所述第一曲凸跟随所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴波，
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