一种可调足端轨迹八足机器人制造技术

本发明专利技术公开一种可调足端轨迹八足机器人，其特征在于该机器人包括四足模块1、四足模块2、电机1、电机2和机身，四足模块1、四足模块2、电机1、电机2与机身固定连接。四足模块1包括单腿1、单腿2、单腿3、单腿4和四足机身，单腿1、单腿2、单腿3、单腿4与四足机身进行机械连接实现四足模块1的装配。四足模块1中双输出轴步进电机1可以驱动调整杆实现调节，不同调整杆角度对应不同的足端轨迹，通过对调整杆的角度调节实现足端轨迹的调整。电机1和电机2分别驱动四足模块1和四足模块2行走，通过控制电机实现机器人的前进、后退和差速转向。本发明专利技术通过增加调整杆拓展了单自度腿部机构的轨迹数量和形态，具有路面适应性高的特点。

An eight legged robot with adjustable foot end trajectory

The invention discloses an adjustable foot end track octapod robot, which is characterized in that the robot comprises a quadruped module 1, a quadruped module 2, a motor 1, a motor 2 and a fuselage, and the quadruped module 1, a quadruped module 2, a motor 1 and a motor 2 are fixedly connected with the fuselage. The quadruped module 1 includes a single leg 1, a single leg 2, a single leg 3, a single leg 4 and a quadruped fuselage. The single leg 1, a single leg 2, a single leg 3 and a single leg 4 are mechanically connected with the quadruped fuselage to realize the assembly of the quadruped module 1. In the quadruped module 1, the double output shaft stepping motor 1 can drive the adjusting rod to realize the adjustment. Different adjusting rod angles correspond to different foot end tracks. The foot end tracks can be adjusted by adjusting the angle of the adjusting rod. Motor 1 and motor 2 drive quadruped module 1 and quadruped module 2 to walk respectively, and control motor to realize forward, backward and differential steering of robot. The invention expands the track quantity and shape of the single degree of freedom leg mechanism by increasing the adjusting rod, and has the characteristics of high road adaptability.

【技术实现步骤摘要】
一种可调足端轨迹八足机器人
本专利技术涉及一种可调足端轨迹八足机器人，具体涉及一种由可调节连杆腿部机构构成的八足机器人。
技术介绍
自然界中，足式移动是陆地和两栖动物们最为普遍的移动方式，各种足式动物遍布全球。地球上存在大量被沼泽、沙漠、山地等地面覆盖的地域，这些地域传统的轮式或履带式车辆很难到达，但自然界中很多腿式动物却能够在这些地面上长期生活，活动自如。理论和实践证明，腿式运动是一种适用性更为广泛的运动方式。由此多足机器人的应用范围越来越广泛，这类机器人可以用在军事运输、丛林作战、灾害救援、海底探测、星球探测、教育娱乐等众多领域。中国专利CN107223104A公开了“一种多足机器人”，该机器人为八足机器人，具有较强的承载能力，但是该机器人每条腿有3个自由度，需要单腿布置3个电机整机布置24个电机，电机数目多控制复杂。
技术实现思路
本专利技术针对现有应用了单自由度连杆腿部机构的多足机器人，足端轨迹单一，无法适应复杂地形环境的问题，提供一种可调足端轨迹八足机器人。本专利技术的技术方案：设计一种可调足端轨迹八足机器人，其特征在于该机器人包括四足模块1、四足模块2、电机1、电机2和机身；所述四足模块1、四足模块2、电机1、电机2与机身固定连接；所述电机1通过联轴器驱动四足模块1运动；所述电机2通过联轴器驱动四足模块2运动；所述四足模块1包括单腿1、单腿2、单腿3、单腿4和四足机身；所述单腿1、单腿2、单腿3、单腿4与四足机身进行机械连接实现四足模块1的装配；所述单腿1、单腿2、单腿3、单腿4机械结构相同；所述四足机身包括双输出轴步进电机1、步进电机输出轴1、壳体、双输出轴步进电机2、步进电机输出轴2、后传动轴、后固定轴、后链条、输入轴、前链条、前传动轴、前固定轴；输入轴与前传动轴通过前链条实现链传动，输入轴与后传动轴通过后链条实现链传动；所述单腿4包括曲柄、三副杆、二副杆1、调整杆、二副杆2、步足杆、和足端；曲柄一端与前传动轴通过键实现固定连接，曲柄另一端与三副杆一端铰接，二副杆1一端与三副杆中部铰接，二副杆1另一端与前固定轴铰接，调整杆一端与步进电机输出轴1通过键实现固定连接，调整杆另一端于二副杆2一端铰接，二副杆2另一端与步足杆上端铰接，步足杆中部与三副杆一端铰接，步足杆下端与足端固定连接。所述四足模块1中双输出轴步进电机1可以驱动调整杆实现角度调节运动，不同的调整杆角度对应不同的足端轨迹，通过对调整杆的角度调节实现足端轨迹的调整，整机布置了四个双输出轴步进电机可以实现相邻双腿的足端轨迹调节。所述电机1和电机分别驱动四足模块1和四足模块2行走，通过控制电机转动方向实现机器人的前进、后退和差速转向。本专利技术的有益效果：本专利技术所述的可调足端轨迹八足机器人，可以生成连续变化的众多轨迹，这些轨迹的变化特点呈现出与自然界足式动物行走过程相类似的特点：在抬腿高度增加时跨步距减小，抬腿高度减小时跨步距增加。这样一方面增加了足端轨迹数量，提高了地面适应性，尤其是抬腿高度显著提高。另一方面机构运转时依旧保持单自由度特性，继承了原有闭链连杆式步行机械驱动数目少，控制简单，结构刚度高的优点。附图说明图1八足机器人整体结构三维图；图2八足机器人四足模块1三维图；图3八足机器人单腿结构三维图；图4八足机器人四足机身结构三维图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。但本申请的权利要求保护范围不限于所述实施例的描述范围。本专利技术所设计一种可调足端轨迹八足机器人，其特征在于该机器人包括四足模块1(A)、四足模块2(B)、电机1(C)、电机2(D)和机身(E)；所述四足模块1(A)、四足模块2(B)、电机1(C)、电机2(D)与机身(E)固定连接；所述电机1(C)通过联轴器驱动四足模块1(A)运动；所述电机2(D)通过联轴器驱动四足模块2(B)运动(参见图1)。所述四足模块1(A)包括单腿1(A-1)、单腿2(A-2)、单腿3(A-3)、单腿4(A-4)和四足机身(A-5)；所述单腿1(A-1)、单腿2(A-2)、单腿3(A-3)、单腿4(A-4)与四足机身(A-5)进行机械连接实现四足模块1(A)的装配(参见图2)；所述单腿1(A-1)、单腿2(A-2)、单腿3(A-3)、单腿4(A-4)机械结构相同；所述四足机身(A-5)包括双输出轴步进电机1(A-5-1)、步进电机输出轴1(A-5-2)、壳体(A-5-3)、双输出轴步进电机2(A-5-4)、步进电机输出轴2(A-5-5)、后传动轴(A-5-6)、后固定轴(A-5-7)、后链条(A-5-8)、输入轴(A-5-9)、前链条(A-5-10)、前传动轴(A-5-11)、前固定轴(A-5-12)；输入轴(A-5-9)与前传动轴(A-5-11)通过前链条(A-5-10)实现链传动，输入轴(A-5-9)与后传动轴(A-5-6)通过后链条(A-5-8)实现链传动(参见图4)；所述单腿4(A-4)包括曲柄(A-4-1)、三副杆(A-4-2)、二副杆1(A-4-3)、调整杆(A-4-4)、二副杆2(A-4-5)、步足杆(A-4-6)、和足端(A-4-7)(参见图3)；曲柄(A-4-1)一端与前传动轴(A-5-11)通过键实现固定连接，曲柄(A-4-1)另一端与三副杆(A-4-2)一端铰接，二副杆1(A-4-3)一端与三副杆(A-4-2)中部铰接，二副杆1(A-4-3)另一端与前固定轴(A-5-12)铰接，调整杆(A-4-4)一端与步进电机输出轴1(A-5-2)通过键实现固定连接，调整杆(A-4-4)另一端于二副杆2(A-4-5)一端铰接，二副杆2(A-4-5)另一端与步足杆(A-4-6)上端铰接，步足杆(A-4-6)中部与三副杆(A-4-2)一端铰接，步足杆(A-4-6)下端与足端(A-4-7)固定连接(参见图3、4)。所述四足模块1(A)中双输出轴步进电机1(A-5-1)可以驱动调整杆(A-4-4)实现角度调节运动，不同的调整杆角度对应不同的足端轨迹，通过对调整杆的角度调节实现足端轨迹的调整，整机布置了四个双输出轴步进电机可以实现相邻双腿的足端轨迹调节(参见图3、4)。所述电机1(C)和电机(D)分别驱动四足模块1(A)和四足模块2(B)行走，通过控制电机转动方向实现机器人的前进、后退和差速转向(参见图1)。本专利技术步行机器人腿部结构的工作原理和过程为：本专利技术八足机器人由电机1(C)、电机2(D)分别带动四足模块1(A)、四足模块2(B)的输入轴转动，由链传动将输入的运动传递到每个单腿的曲柄，曲柄整周旋转带动单腿机构运转，形成行走运动。单腿中的调整杆由步进电机调整，调整后调整杆锁定，曲柄整周转生成足端轨迹，不同的调整杆角度对应不同的足端轨迹。根据路面环境选择不同的足端轨迹行走，以适应复杂路面环境。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调足端轨迹八足机器人，其特征在于该机器人包括四足模块1(A)、四足模块2(B)、电机1(C)、电机2(D)和机身(E)；所述四足模块1(A)、四足模块2(B)、电机1(C)、电机2(D)与机身(E)固定连接；所述电机1(C)通过联轴器驱动四足模块1(A)运动；所述电机2(D)通过联轴器驱动四足模块2(B)运动；/n所述四足模块1(A)包括单腿1(A-1)、单腿2(A-2)、单腿3(A-3)、单腿4(A-4)和四足机身(A-5)；所述单腿1(A-1)、单腿2(A-2)、单腿3(A-3)、单腿4(A-4)与四足机身(A-5)进行机械连接实现四足模块1(A)的装配；所述单腿1(A-1)、单腿2(A-2)、单腿3(A-3)、单腿4(A-4)机械结构相同；所述四足机身(A-5)包括双输出轴步进电机1(A-5-1)、步进电机输出轴1(A-5-2)、壳体(A-5-3)、双输出轴步进电机2(A-5-4)、步进电机输出轴2(A-5-5)、后传动轴(A-5-6)、后固定轴(A-5-7)、后链条(A-5-8)、输入轴(A-5-9)、前链条(A-5-10)、前传动轴(A-5-11)、前固定轴(A-5-12)；输入轴(A-5-9)与前传动轴(A-5-11)通过前链条(A-5-10)实现链传动，输入轴(A-5-9)与后传动轴(A-5-6)通过后链条(A-5-8)实现链传动；所述单腿4(A-4)包括曲柄(A-4-1)、三副杆(A-4-2)、二副杆1(A-4-3)、调整杆(A-4-4)、二副杆2(A-4-5)、步足杆(A-4-6)、和足端(A-4-7)；曲柄(A-4-1)一端与前传动轴(A-5-11)通过键实现固定连接，曲柄(A-4-1)另一端与三副杆(A-4-2)一端铰接，二副杆1(A-4-3)一端与三副杆(A-4-2)中部铰接，二副杆1(A-4-3)另一端与前固定轴(A-5-12)铰接，调整杆(A-4-4)一端与步进电机输出轴1(A-5-2)通过键实现固定连接，调整杆(A-4-4)另一端于二副杆2(A-4-5)一端铰接，二副杆2(A-4-5)另一端与步足杆(A-4-6)上端铰接，步足杆(A-4-6)中部与三副杆(A-4-2)一端铰接，步足杆(A-4-6)下端与足端(A-4-7)固定连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可调足端轨迹八足机器人，其特征在于该机器人包括四足模块1(A)、四足模块2(B)、电机1(C)、电机2(D)和机身(E)；所述四足模块1(A)、四足模块2(B)、电机1(C)、电机2(D)与机身(E)固定连接；所述电机1(C)通过联轴器驱动四足模块1(A)运动；所述电机2(D)通过联轴器驱动四足模块2(B)运动；
所述四足模块1(A)包括单腿1(A-1)、单腿2(A-2)、单腿3(A-3)、单腿4(A-4)和四足机身(A-5)；所述单腿1(A-1)、单腿2(A-2)、单腿3(A-3)、单腿4(A-4)与四足机身(A-5)进行机械连接实现四足模块1(A)的装配；所述单腿1(A-1)、单腿2(A-2)、单腿3(A-3)、单腿4(A-4)机械结构相同；所述四足机身(A-5)包括双输出轴步进电机1(A-5-1)、步进电机输出轴1(A-5-2)、壳体(A-5-3)、双输出轴步进电机2(A-5-4)、步进电机输出轴2(A-5-5)、后传动轴(A-5-6)、后固定轴(A-5-7)、后链条(A-5-8)、输入轴(A-5-9)、前链条(A-5-10)、前传动轴(A-5-11)、前固定轴(A-5-12)；输入轴(A-5-9)与前传动轴(A-5-11)通过前链条(A-5-10)实现链传动，输入轴(A-5-9)与后传动轴(A-5-6)通过后链条(A-5-8)实现链传动；所述单腿4(A-4)包括曲柄(A-4-1)、...

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