專利名稱:變約束機械式移動機構的制作方法
本發(fā)明涉及機器人(包括機器動物)的移動機構，特別是一種機械式奔跑機構。
機器人的移動機構主要有軌道式、車輪式、履帶式、大腳叉或多足結構以及多關節(jié)仿真結構。機械式移動機構結構簡單，象真性差。由微電腦控制的多關節(jié)結構，實現(xiàn)了象人或動物一樣的行走和奔跑動作，但技術難度很大。例如日本日立公司的WHL-11機器人，和美國體育器械公司制造的機器馬，都安裝了先進的微電腦控制系統(tǒng)。這些裝置動作逼真，技術復雜，費用昂貴。
本發(fā)明的目的是避免采用昂貴的先進技術，尋求一種簡單有效的機械式移動機構，使之對于一特定的移動方式-奔跑，具有同等的象真性和真實感。
本發(fā)明的基本構思是采用一種類似于多足機器人的變約束機構，除了維持站立所必須的支承點外，它有一個、并且只有一個輔助支承輪，使機構處于一種臨界狀態(tài)，在有外力矩輸入的情況下，立即減少地面約束，成為一個可活動的移動機構。
因為該機構只需要一個簡單的輸入，因此在實際應用中，可以用由動力源帶動的機械機構來實現(xiàn);也可以直接通過人力來完成。
由于本發(fā)明主要采用了連桿機構，所以結構簡單，工作可靠，造價低廉。它可以模擬多種動物的奔跑動作和動物拉車時的奔馳形象。
根據(jù)以上的基本構思，本發(fā)明同時提出兩種相應的實施例。為了敘述方便，在以下實施例中，均以奔馬為例加以說明圖1是一種由七個構件1～7組成的奔馬結構圖。它有B，C，D，E，G，H，Q六個鉸鏈點，和F，R，S三個地面支承點，其中B，C，D，表示馬體上的三個鉸鏈點。當系統(tǒng)的重心位于RS之間時，F(xiàn)點立即失去支承作用，機構開始運動。此時R點蹬地，后腿DR繞D點后擺，輔助輪QS滾動，使機構向前移動。與此同時，在連桿機構的帶動下，前腿FG騰空前伸，形態(tài)逼真。反之，當系統(tǒng)重心位于FS之間時，前蹄F著地后扒，使機構前進。此時后腿騰空前擺，使機構重新回到初始狀態(tài)。
圖2是一種由十個構件1～10組成的馬拉車機構，它是由奔馬機構演變而成的。它有A，B，C，D，E，G，H，I，J，Q十個鉸鏈點，和F，R，S三個地面支承點，其中A，B，C，D表示馬體上的四個鉸鏈點。如果輸入一個外力，向后拉I點。在拉桿式韁繩AI的帶動下，馬體繞C點轉(zhuǎn)動。此時前腿FG騰空，變成一個可活動的機構，奔馬機械開始運動。在重力的作用下，后腿DR繞D點后擺蹬地，使車輪QS向前滾動。與此同時，連桿機構帶動前腿前伸跨步，直止接地。反之，如果外力使I點前移，馬體則繞C點反向轉(zhuǎn)動。此時后腿離地，機構可動。在重力的作用下，通過連桿機構，使前蹄F扒地，帶動前輪向前滾動。與此同時，后腿前擺動，直止接地，重新回到初始狀態(tài)。
為了增加機構的地面支承穩(wěn)定性，在以上兩個實施例中，輔助支承輪應該是一個有適當輪距的串列式支承輪。
權利要求
1.一種類似于多足機器人的變約束移動機構，其特征在于除了維持站立所必須的支承點F和R外，它有一個、并且只有一個輔助支承輪(1)，使得該機構在有外力矩輸入的情況下，立即減少地面約束，成為一個可活動的移動機構。
2.按照權利要求
1所述的變約束移動機構，其特征是其中的輔助支承輪(1)是一個有適當輪距的串列式支承輪，以增加其支承穩(wěn)定性。
3.按照權利要求
1所述的變約束移動機構，其特征是所稱的外力矩輸入，可以用由動力源帶動的機械機構來實現(xiàn);也可以直接通過人力來完成。
專利摘要
變約束機械式移動機構是一種新穎的機器人(包括機器動物)移動機構。同一發(fā)明構思包括兩種實施方案。它可以模擬多種動物的奔跑和拉車時的奔馳形象。
文檔編號B25J1/00GK86103981SQ86103981
公開日1987年12月16日 申請日期1986年6月4日
發(fā)明者任興業(yè) 申請人:任興業(yè)導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan