本發(fā)明屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種單電機驅(qū)動的機器人行走機構(gòu)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今,對機器人的研究是世界各國研究的熱點,主流的足式行走機器人主要分為兩類,一類是以日本公司生產(chǎn)制作的為代表,被稱為主動行走機器人,它能模擬人類行走的各種動作,但是它們都涉及到使用大力矩的驅(qū)動系統(tǒng)和高增益的反饋控制，另一類是近年來研究較多的被動行走機器,與傳統(tǒng)機器人相比,被動行走機器人具有更簡單的結(jié)構(gòu)和更高的能量效率,而且被動行走機器人的行走步態(tài)更加自然,與人的行走步態(tài)更加相似。目前,國內(nèi)外在被動行走機器人的研究上已經(jīng)取得了不錯的成果,也研發(fā)出非常有代表性的物理樣機原型。例如年,某大學(xué)研制的一款被動行走機器人“突擊隊員”,該結(jié)構(gòu)最大的不足是傳動結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不宜實際大規(guī)模的推廣。荷蘭大學(xué)研發(fā)了多款被動行走機器人，其中半被動行走機器人的雙腿膝關(guān)節(jié)有復(fù)雜的自鎖定結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)最大的問題是腿部膝關(guān)節(jié)設(shè)計復(fù)雜。因此,設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、控制容易且兼具穩(wěn)定性和魯棒性的足式機器人非常有必要，而這需要從單腿結(jié)構(gòu)入手。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種單電機驅(qū)動的結(jié)構(gòu)簡單、控制容易且兼具穩(wěn)定性和魯棒性的足式機器人的單腿結(jié)構(gòu)

為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種單電機驅(qū)動的機器人行走機構(gòu),包括外殼、設(shè)置在所述外殼內(nèi)的蝸輪蝸桿驅(qū)動機構(gòu)、與所述蝸輪蝸桿驅(qū)動機構(gòu)的輸出端相連接的曲柄連桿機構(gòu)、設(shè)置在所述曲柄連桿機構(gòu)末端的彈性足底，所述的蝸輪蝸桿驅(qū)動機構(gòu)包括電機、輸出軸、相嚙合的蝸桿和蝸輪，所述的電機通過聯(lián)軸器與蝸桿驅(qū)動連接，所述的輸出軸與蝸輪同軸連接；所述曲柄連桿機構(gòu)包括曲柄、連桿、連架桿、機身連接桿，所述的曲柄的一端連接輸出軸，另一端與連桿上端轉(zhuǎn)動鉸接，所述的連架桿一端與機身連接桿轉(zhuǎn)動鉸接，另一端與連桿中部轉(zhuǎn)動鉸接，所述機身連接桿的另一端用于連接機身。

進一步地，所述的蝸桿通過軸承支承固定在外殼上。

進一步地，所述的輸出軸通過法蘭軸承支承固定在外殼上。

進一步地，所述的輸出軸上設(shè)置有凹環(huán)，所述的凹環(huán)內(nèi)中卡設(shè)有限制輸出軸軸向位置的卡簧。

進一步地，所述的聯(lián)軸器和蝸桿通過頂絲鎖緊連接。

進一步地，所述的蝸輪和輸出軸通過頂絲鎖緊連接。

進一步地，所述的彈性足底與連桿榫接并用鉚釘加強。

進一步地，所述的輸出軸通過兩個鉚釘與曲柄固定連接。

進一步地，所述的彈性足底上端為圓形平面，下端為球面。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的單電機驅(qū)動的機器人行走機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、控制容易且兼具穩(wěn)定性和魯棒性，與人類足底軌跡類似，可實現(xiàn)直線行走。彈性足底為圓形，與地面接觸為由點接觸過渡到部分面接觸，具有減震及適應(yīng)復(fù)雜地形的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

示意圖中零部件的標(biāo)號說明：

1-外殼，2-曲柄，3-連桿，4-彈性足底，5-連架桿，6-機身連接桿，7-聯(lián)軸器，8-蝸桿，9-卡簧，10-法蘭軸承，11-輸出軸；12-蝸輪。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明。

如圖1和2所示，一種單電機驅(qū)動的機器人行走機構(gòu),包括外殼1、設(shè)置在所述外殼1內(nèi)的蝸輪蝸桿驅(qū)動機構(gòu)、與所述蝸輪蝸桿驅(qū)動機構(gòu)的輸出端相連接的曲柄連桿機構(gòu)、設(shè)置在所述曲柄連桿機構(gòu)末端的彈性足底4，所述的蝸輪蝸桿驅(qū)動機構(gòu)包括電機、輸出軸11、相嚙合的蝸桿8和蝸輪12，所述的電機通過聯(lián)軸器7與蝸桿8驅(qū)動連接，所述的輸出軸11與蝸輪12同軸連接；所述曲柄連桿機構(gòu)包括曲柄2、連桿3、連架桿5、機身連接桿6，所述的曲柄2的一端通過兩個鉚釘與曲柄2固定連接。，另一端與連桿3上端轉(zhuǎn)動鉸接，所述的連架桿5一端與機身連接桿6轉(zhuǎn)動鉸接，另一端與連桿3中部轉(zhuǎn)動鉸接，所述機身連接桿6的另一端用于連接機身。

如圖2所示，所述的蝸桿8通過軸承支承固定在外殼1上。所述的輸出軸11通過法蘭軸承10支承固定在外殼1上。所述的輸出軸11上設(shè)置有凹環(huán)，所述的凹環(huán)內(nèi)中卡設(shè)有限制輸出軸11軸向位置的卡簧9。

所述的聯(lián)軸器7和蝸桿8通過頂絲鎖緊連接。所述的蝸輪和輸出軸11通過頂絲鎖緊連接。

所述的彈性足底4上端為圓形平面，下端為球面。所述的彈性足底4的圓形平面部分與連桿3榫接并用鉚釘加強。

運行時，電機通過聯(lián)軸器7將扭矩傳輸?shù)轿仐U8，蝸桿8帶動蝸輪12，反行程自鎖，蝸輪通過頂絲將扭矩傳輸給輸出軸11，輸入軸與輸出軸11成空間90度夾角。為防止輸出軸11軸向移動，使用卡簧9保證輸出軸11不會脫出。外殼1固定于機身，輸出軸11通過兩個鉚釘與曲柄2固連，扭矩傳輸?shù)角?，在所述曲柄連桿機構(gòu)中，曲柄2作為原動件，帶動連桿3，連桿3末端的軌跡為半橢圓型，這與人類足底軌跡類似，可實現(xiàn)直線行走。所述彈性足底4與連桿3榫接并用鉚釘加強，可提高連接強度，彈性足底4的要求是球形，可彈性形變，與地面接觸為由點接觸過渡到部分面接觸，具有減震效果且適應(yīng)復(fù)雜地形。

本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。