【技术实现步骤摘要】
一种凸轮联动式四足步行机
本专利技术属于仿生四足机器人领域,具体涉及一种凸轮联动式四足步行机。
技术介绍
步行机在运动过程中通过离散点与地面接触,各支撑腿可以实现非连续的地面支撑,灵活性较好,具有较强的越障能力和地形适应能力,在军事活动、灾难救援等复杂地形环境的物资运输中具有广阔的应用前景。目前四足步行机的驱动布局和设计形式多种多样,但是多数采用两个以上的独立驱动单元进行驱动,整体的质量和控制较为复杂,且可靠性较低。为此,本专利技术提出了一种采用单一动力输入的四足步行机构,避免了因过多驱动单元引入的大质量和低可靠性问题,同时通过机械创新设计,提出了一种以凸轮机构为核心的机械传动装置,实现了腿部水平运动和竖直运动的解耦以及四足的步态协调运动。
技术实现思路
本专利技术提供一种凸轮联动式四足步行机,采用单一驱动力通过两路凸轮机构实现大腿平移和小腿摆动的运动解耦,既可以保证每条腿的行走运动规律,又可以满足四足交替的相位变化要求,以保证四足移动机构行走过程的每一瞬时都有三足支撑。该步行机仅需一个驱动器,控制简单,且传动精巧,利于整体结构的轻量化和小型化,可搭载影像采集设备,实现狭窄空间的救灾探测;因其材料与制作成本低,在玩具开发中也有很好的应用前景。本专利技术是通过下述方法实现的:凸轮联动式四足步行机,由四条腿、传动系统以及工作台组成,各部分均通过支架安装在工作台上。电机的运动和动力通过齿轮系传递给各轴。两条前腿的大腿凸轮安装在前横轴上,两条后腿的大腿凸轮安装在后横轴上;当各大腿凸轮转动并 ...
【技术保护点】
1.一种凸轮联动式四足步行机,包括左前腿(1)、右前腿(2)、左后腿(3)、右后腿(4)、传动系统(5)、以及工作台(6),各部分通过支架固定于工作台上,其特征是:电机(51)的运动和动力通过齿轮系传递给各轴;两条前腿的大腿凸轮(11、21)安装在前横轴(56)上,两条后腿的大腿凸轮(31、41)安装在后横轴(57)上,当各大腿凸轮(11、21、31、41)转动并分别带动各腿顶杆(12、22、32、42)移动时,固连于各顶杆(12、22、32、42)上的大腿部(13、23、33、43)随其同步移动,从而实现各大腿部(13、23、33、43)分别沿各大腿轴(111、211、311、411)的平移;四个小腿凸轮(14、24、34、44)分别安装在各下置横轴(113、213、313、413)上,当各小腿凸轮(14、24、34、44)转动并分别带动各小腿部(15、25、35、45)绕各小腿心轴(114、214、314、414)摆动时,实现小腿的抬腿运动;各小腿支架(117、217、317、417)分别固连于各大腿部(13、23、33、43)上,实现各小腿部(15、25、35、45)随各大腿部( ...
【技术特征摘要】
1.一种凸轮联动式四足步行机,包括左前腿(1)、右前腿(2)、左后腿(3)、右后腿(4)、传动系统(5)、以及工作台(6),各部分通过支架固定于工作台上,其特征是:电机(51)的运动和动力通过齿轮系传递给各轴;两条前腿的大腿凸轮(11、21)安装在前横轴(56)上,两条后腿的大腿凸轮(31、41)安装在后横轴(57)上,当各大腿凸轮(11、21、31、41)转动并分别带动各腿顶杆(12、22、32、42)移动时,固连于各顶杆(12、22、32、42)上的大腿部(13、23、33、43)随其同步移动,从而实现各大腿部(13、23、33、43)分别沿各大腿轴(111、211、311、411)的平移;四个小腿凸轮(14、24、34、44)分别安装在各下置横轴(113、213、313、413)上,当各小腿凸轮(14、24、34、44)转动并分别带动各小腿部(15、25、35、45)绕各小腿心轴(114、214、314、414)摆动时,实现小腿的抬腿运动;各小腿支架(117、217、317、417)分别固连于各大腿部(13、23、33、43)上,实现各小腿部(15、25、35、45)随各大腿部(13、23、33、43)的平移;四个大腿凸轮(11、21、31、41)在安装时保持各凸轮之间具有一定的转角相位差,实现当一条腿相对工作台(6)向前平移时,另外三条腿相对工作台(6)向后平移,且相对向前平移腿上的小腿部发生摆动,而相对向后平移各条腿上的小腿部保持直立,随着四条腿的依次抬腿完成一个步态周期。
2.根据权利要求1所述的一种凸轮联动式四足步行机,其特征是:电机(51)的运动和动力经主锥齿轮(521、522)传递给主轴(53),再经传动比为1的前分流锥齿轮(541、542)和后分流锥齿轮(551、552)分别传递给前横轴(56)和后横轴(57),前横轴(56)带动两条前腿的大腿凸轮(11、21)转动,后横轴(57)带动两条后腿的大腿凸轮(31、41)转动。
3.根据权利要求1所述的一种凸轮联动式四足步行机,其特征是:各条腿的由大腿到小腿的运动传递路线为,前横轴(56)或后横轴(57)的运动由各条腿的上置锥齿轮(171、172、271...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙严伟,杨文浩,胡秀中,秦德通,朱宝强,杨思程,杨嘉文,谢欣琪,韩吉冰鑫,孔凌嘉,赵杰亮,王文中,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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