專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)我或?qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于 機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)
動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
多足機(jī)器人是移動(dòng)機(jī)器人和履帶式機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它主要用在多障礙環(huán)境和非規(guī)則地形。它比移動(dòng)機(jī)器人和履帶式機(jī)器人有更高的機(jī)動(dòng)性和靈活性。多足機(jī)器人大多是根據(jù)仿生學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因此它能夠具有很多仿生的生物具有的特點(diǎn)。對(duì)于多足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究一直是各國(guó)科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)之一。近年來(lái)，國(guó)外研究比較突出的有iSprawl族多足機(jī)器人，它是使用氣動(dòng)活塞作為主要的動(dòng)力來(lái)源；還有RHex族多足機(jī)器人，RHex每足僅具有單一旋轉(zhuǎn)自由度，配合使用半圓形且具被動(dòng)彈性腳的設(shè)計(jì)使得RHex是一個(gè)可以完成非常多不同表現(xiàn)的自主機(jī)器人。我國(guó)多足機(jī)器人的研制成果主要有1989年北京航空航天大學(xué)開(kāi)發(fā)的四足步行機(jī)，試制成功一臺(tái)四足步行機(jī)，并進(jìn)行了步行實(shí)驗(yàn)。2002年，上海交通大學(xué)對(duì)微型多足仿生機(jī)器人的研究，該步行機(jī)器人外形尺寸為長(zhǎng)30mm、寬40mm、高20mm,質(zhì)量?jī)H為6. 3g,步行速度為3mm/s。此外還有清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的DTWN框架式雙三足機(jī)器人；華中科技大學(xué)研制了 “4+2”多足步行機(jī)器人和MiniQuad多足步行機(jī)器人，同時(shí)對(duì)多足步行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制，以及機(jī)器人的腿、臂功能融合和模塊化實(shí)現(xiàn)的控制體系及其設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究?，F(xiàn)有多足機(jī)器人驅(qū)動(dòng)形式大多數(shù)由多個(gè)電機(jī)獨(dú)立控制每條腿的抬腿和邁腿動(dòng)作，因而多足機(jī)器人需要很多電機(jī)來(lái)協(xié)調(diào)動(dòng)作，重量大、能量利用率低和控制系統(tǒng)復(fù)雜，不利于微小型機(jī)器人的發(fā)展，為改善以上缺點(diǎn)，目前微小型多足機(jī)器人正朝著欠驅(qū)動(dòng)的方向發(fā)展，欠驅(qū)動(dòng)分為兩個(gè)或兩個(gè)以上驅(qū)動(dòng)和單一驅(qū)動(dòng)兩種類(lèi)型，如六足仿生微型機(jī)器人R0ACH，它的重量只有2. 4克，整個(gè)機(jī)體采用了彈性復(fù)合物材料從而減輕了整個(gè)機(jī)體的重量，整個(gè)操作只有兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研制的DASH六足機(jī)器人，只采用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)可以達(dá)到每秒15個(gè)身體長(zhǎng)度的運(yùn)行。但是上述采用欠驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)機(jī)器人存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)特性難以控制的缺點(diǎn)，從而影響機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)精確描述。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、足端軌跡可優(yōu)化、運(yùn)動(dòng)的可靠性和穩(wěn)定性高的單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，該裝置包括主架、雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、髖部機(jī)構(gòu)、抓爪、連架、曲柄、動(dòng)力傳動(dòng)桿及馬達(dá)，所述的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)均布設(shè)在主架的兩側(cè)，所述的髖部機(jī)構(gòu)通過(guò)抓爪與雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間通過(guò)連架或曲柄互相連接，所述的馬達(dá)通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)桿連接曲柄；馬達(dá)帶動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng),動(dòng)力傳動(dòng)桿帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)，曲柄帶動(dòng)雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)抓爪帶動(dòng)各個(gè)髖部機(jī)構(gòu)前后交替運(yùn)動(dòng)；通過(guò)增加或減少雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、髖部機(jī)構(gòu)及連架的數(shù)量就可使該裝置適合雙足以上的各種偶數(shù)足的多足機(jī)器人。所述的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、髖部機(jī)構(gòu)與抓爪均設(shè)有六個(gè)，所述的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)均布設(shè)在主架的兩側(cè)，所述的髖部機(jī)構(gòu)通過(guò)抓爪與雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，同側(cè)前面的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)與后面的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)連架連接，同側(cè)前面的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)與中間的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)曲柄連接，兩個(gè)曲柄的初始相位相差180° ,兩個(gè)曲柄均與動(dòng)力傳動(dòng)桿連接,所述的動(dòng)力傳動(dòng)桿連接馬達(dá),所述的馬達(dá)固定在主架上。同側(cè)前后兩個(gè)雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)與對(duì)側(cè)中間的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成三角聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，且組成一個(gè)三角聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的三個(gè)雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有相同的相位。該裝置共有兩個(gè)三角聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，這兩個(gè)三角聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的相位相差180°。
所述的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)由兩個(gè)平行的四桿機(jī)構(gòu)通過(guò)中間公共桿并聯(lián)組成。同側(cè)前面和中間的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)由改進(jìn)的契貝謝夫四桿機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)經(jīng)軌跡優(yōu)化后傳到雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，通過(guò)改進(jìn)的契貝謝夫四桿的尺度擬合改變足端步態(tài)軌跡曲線(xiàn)。所述的髖部機(jī)構(gòu)包括三個(gè)連接活頁(yè)、一個(gè)握桿、兩個(gè)連接橫桿及一個(gè)腿，所述的腿的一側(cè)分別與兩個(gè)連接橫桿連接，兩個(gè)連接橫桿的端部分別通過(guò)兩個(gè)連接活頁(yè)連接主架，上面的連接橫桿通過(guò)第三個(gè)連接活頁(yè)與握桿的一端連接，握桿的另一端連接抓爪。所述的動(dòng)力傳動(dòng)桿的兩端為正六邊形結(jié)構(gòu)，所述的曲柄的軸孔為正六邊形結(jié)構(gòu)，動(dòng)力傳動(dòng)桿連接在曲柄的軸孔內(nèi)。所述的動(dòng)力傳動(dòng)桿通過(guò)齒輪與馬達(dá)連接。機(jī)器人直行運(yùn)動(dòng)時(shí)，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng),動(dòng)力傳動(dòng)桿又帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)，曲柄又帶動(dòng)雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)抓爪帶動(dòng)各個(gè)髖部機(jī)構(gòu)按優(yōu)化的軌跡前后運(yùn)動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果(I)本發(fā)明通過(guò)采用機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)了單電機(jī)控制多足的目的；(2)該多足運(yùn)動(dòng)軌跡狀態(tài)由于是通過(guò)機(jī)械的方式運(yùn)動(dòng)，故整體運(yùn)動(dòng)更加協(xié)調(diào)且成本低；(3)本發(fā)明的裝置能夠調(diào)整結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)足端軌跡進(jìn)行優(yōu)化；(4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且減少了大量的控制環(huán)節(jié)，所以其運(yùn)動(dòng)的可靠性和穩(wěn)定性都比多電機(jī)多足機(jī)器人高；(5)本發(fā)明還有一個(gè)顯著的特點(diǎn)就是具有很強(qiáng)的延展性，即通過(guò)增加或減少雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、髖部結(jié)構(gòu)和連架就可使該機(jī)構(gòu)適合雙足以上的各種偶數(shù)足的多足機(jī)器人；(6)本發(fā)明的應(yīng)用范圍廣，可以用在航天探測(cè)、軍事、災(zāi)難搜救和勘測(cè)等領(lǐng)域，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。


圖I為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的右視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為優(yōu)化的契貝謝夫四桿機(jī)構(gòu)圖；圖4為動(dòng)力傳動(dòng)桿與曲柄的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為帶伸出桿雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)(兩側(cè)前面和中間的)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為不帶伸出桿的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)(兩側(cè)后面的)結(jié)構(gòu)示意 圖；圖7為一側(cè)聯(lián)動(dòng)的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖8為三角聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為機(jī)架結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10為抓爪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為兩側(cè)聯(lián)動(dòng)的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖；圖12為髖部機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，如圖I和圖2所示，它包括主架I、第一連架2與第二連架26、第一 第六抓爪3、8、11、17、20、25、第一 第六髖部機(jī)構(gòu)4、7、10、18、21、24、第一 第六雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)5、9、12、16、19、23、第一曲柄6、第二曲柄22、馬達(dá)固定架13、動(dòng)力傳動(dòng)桿14、馬達(dá)15 ;馬達(dá)15由馬達(dá)固定架13固定在主架I上；第一 第六雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)5、9、12、16、19、23均布設(shè)在主架I的兩側(cè)，第一 第六髖部機(jī)構(gòu)4、7、10、18、21、24通過(guò)第一 第六抓爪3、8、11、17、20、25與第一 第六雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)5、9、12、16、19、23連接，同側(cè)前面的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)與后面的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)連架連接，即第一雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)5和第三雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)12通過(guò)第一連架2連接，第四雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)16與第六雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)23通過(guò)連架26連接，同側(cè)前面的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)與中間的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)曲柄連接，且與曲柄之間通過(guò)改進(jìn)的契貝謝夫四桿機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)經(jīng)軌跡優(yōu)化后傳給雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，即第一雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)5和第二雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)9通過(guò)銷(xiāo)釘與第一曲柄6連接，第一曲柄6分別與第一雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)5和第二雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)9之間構(gòu)成改進(jìn)的契貝謝夫四桿機(jī)構(gòu)；第五雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)19與第六雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)23通過(guò)銷(xiāo)釘與第二曲柄22連接，第二曲柄22分別與第五雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)19和第六雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)23之間構(gòu)成改進(jìn)的契貝謝夫四桿機(jī)構(gòu)；第一曲柄6與第二曲柄22由動(dòng)力傳動(dòng)桿14帶動(dòng)，且第一曲柄6與第二曲柄22在初始安裝時(shí)相位相差180° ;動(dòng)力傳動(dòng)桿14通過(guò)齒輪減速由馬達(dá)15直接驅(qū)動(dòng)。如圖3所示，該機(jī)構(gòu)是改進(jìn)的契貝謝夫四桿機(jī)構(gòu)圖，各桿長(zhǎng)度比例為AB : AD : EB : EC : ED = I : 5 : 4 : 4 : 4。該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是可以通過(guò)四桿的尺度擬合來(lái)改變步態(tài)軌跡曲線(xiàn)實(shí)現(xiàn)步態(tài)軌跡優(yōu)化；而該機(jī)構(gòu)可以通過(guò)抓爪的連接使得頂點(diǎn)C的軌跡與髖部機(jī)構(gòu)軌跡一致，圖中27是經(jīng)過(guò)一系列的模擬后優(yōu)化的C點(diǎn)軌跡圖，此軌跡圖對(duì)應(yīng)的桿長(zhǎng)分別為 AB = 2. 5mm，AD = 12. 5mm，EB = EC = ED = 10mnin
圖4為兩個(gè)優(yōu)化后的契貝謝夫四桿機(jī)構(gòu)與動(dòng)力傳動(dòng)桿的連接位置。圖中動(dòng)力傳動(dòng)桿14的兩端連著四桿機(jī)構(gòu)的曲柄22及曲柄6，曲柄22及曲柄6在安裝時(shí)的初始相位相差180°。動(dòng)力傳動(dòng)桿14的兩端是正六邊形結(jié)構(gòu)，曲柄6或曲柄22的軸孔也是正六邊形結(jié)構(gòu)，這樣在裝配時(shí)很容易獲得相差180°的相位。如圖5所示，是機(jī)器人兩側(cè)前面和中間的帶伸出桿雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由兩個(gè)平行的四桿機(jī)構(gòu)通過(guò)中間公共桿并聯(lián)組成，且有伸出桿與曲柄相連。如圖6所示，是機(jī)器人兩側(cè)后面的不帶伸出桿雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由兩個(gè)平行的四桿機(jī)構(gòu)通過(guò)中間公共桿并聯(lián)組成，沒(méi)有伸出桿。如圖7所示，同側(cè)的前后兩個(gè)雙平行四邊形四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)連架連接聯(lián)動(dòng)，使前后兩個(gè)雙平行四邊形四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)同步運(yùn)動(dòng)且具有相同的相位。圖中桿AN、NL、AD和DH組成一個(gè)如圖3所示的優(yōu)化的契貝謝夫四桿機(jī)構(gòu)。如圖8所示，同側(cè)的前后兩個(gè)雙平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)和對(duì)側(cè)中間的雙平行四邊形·四桿機(jī)構(gòu)通過(guò)動(dòng)力傳遞桿組成三角聯(lián)動(dòng)雙平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)，且這三個(gè)雙平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)具有相同的相位。機(jī)器人機(jī)架結(jié)構(gòu)如圖9所示。第一 第六抓爪3、8、11、17、20、25的結(jié)構(gòu)均如圖10所示。如圖11所示，是由圖8的兩個(gè)三角聯(lián)動(dòng)雙平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)組成的兩側(cè)聯(lián)動(dòng)的雙平行四邊形機(jī)構(gòu)圖。一個(gè)三角聯(lián)動(dòng)雙平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)連接多足機(jī)器人的同側(cè)前后兩個(gè)髖部機(jī)構(gòu)和對(duì)側(cè)中間的一個(gè)髖部機(jī)構(gòu)，另外一個(gè)三角聯(lián)動(dòng)雙平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)連接多足機(jī)器人的剩下的三個(gè)髖部機(jī)構(gòu)，而安裝在動(dòng)力傳遞桿上的一側(cè)三角聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)與對(duì)側(cè)三角聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)桿曲柄初始安裝時(shí)相位相差180°，這樣兩側(cè)三角聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別帶動(dòng)多足機(jī)器人的三角步態(tài)的三個(gè)髖部機(jī)構(gòu)交替運(yùn)動(dòng)，符合多足機(jī)器人行走時(shí)的三角步態(tài)運(yùn)行。髖部機(jī)構(gòu)如圖12所示，包括三個(gè)連接活頁(yè)28、29、30、一個(gè)握桿34、兩個(gè)連接橫桿
31、32及一個(gè)腿33，腿33的一側(cè)分別與兩個(gè)連接橫桿31、32連接，兩個(gè)連接橫桿31、32的端部分別通過(guò)兩個(gè)連接活頁(yè)29、28連接主架，上面的連接橫桿32通過(guò)第三個(gè)連接活頁(yè)30與握桿34的一端連接，握桿34的另一端連接抓爪。這樣機(jī)身雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)就通過(guò)握桿34傳遞給活頁(yè)30，再通過(guò)活頁(yè)30經(jīng)過(guò)連接橫桿31、32傳遞給腿。本發(fā)明的單一驅(qū)動(dòng)多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力傳動(dòng)桿又帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)，曲柄又帶動(dòng)兩個(gè)三角聯(lián)動(dòng)雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)按相位差180°往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)抓爪帶動(dòng)各個(gè)髖部機(jī)構(gòu)按優(yōu)化的軌跡前后交替運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，該裝置包括主架、雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、髖部機(jī)構(gòu)、抓爪、連架、曲柄、動(dòng)力傳動(dòng)桿及馬達(dá)，所述的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)均布設(shè)在主架的兩側(cè)，所述的髖部機(jī)構(gòu)通過(guò)抓爪與雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間通過(guò)連架或曲柄互相連接，所述的馬達(dá)通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)桿連接曲柄； 馬達(dá)帶動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力傳動(dòng)桿帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)，曲柄帶動(dòng)雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)抓爪帶動(dòng)各個(gè)髖部機(jī)構(gòu)前后交替運(yùn)動(dòng)；通過(guò)增加或減少雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、髖部機(jī)構(gòu)及連架的數(shù)量使該裝置適合雙足以上的各種偶數(shù)足的多足機(jī)器人。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、髖部機(jī)構(gòu)與抓爪均設(shè)有六個(gè)，所述的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)均布設(shè)在主架的兩側(cè)，所述的髖部機(jī)構(gòu)通過(guò)抓爪與雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，同側(cè)前面的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)與后面的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)連架連接，同側(cè)前面的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)與中間的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)曲柄連接，兩個(gè)曲柄的初始相位相差180°，兩個(gè)曲柄均與動(dòng)力傳動(dòng)桿連接，所述的動(dòng)力傳動(dòng)桿連接馬達(dá)，所述的馬達(dá)固定在主架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，同側(cè)前后兩個(gè)雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)與對(duì)側(cè)中間的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成三角聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，且組成一個(gè)三角聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的三個(gè)雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有相同的相位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，該裝置共有兩個(gè)三角聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，這兩個(gè)三角聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的相位相差180°。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)由兩個(gè)平行的四桿機(jī)構(gòu)通過(guò)中間公共桿并聯(lián)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)改進(jìn)的契貝謝夫四桿的尺度擬合改變足端步態(tài)軌跡曲線(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的髖部機(jī)構(gòu)包括三個(gè)連接活頁(yè)、一個(gè)握桿、兩個(gè)連接橫桿及一個(gè)腿，所述的腿的一側(cè)分別與兩個(gè)連接橫桿連接，兩個(gè)連接橫桿的端部分別通過(guò)兩個(gè)連接活頁(yè)連接主架，上面的連接橫桿通過(guò)第三個(gè)連接活頁(yè)與握桿的一端連接，握桿的另一端連接抓爪；雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)就通過(guò)握桿傳遞給活頁(yè)，再通過(guò)活頁(yè)經(jīng)過(guò)連接兩個(gè)連接橫桿傳遞給腿。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的動(dòng)力傳動(dòng)桿的兩端為正六邊形結(jié)構(gòu)，所述的曲柄的軸孔為正六邊形結(jié)構(gòu)，動(dòng)力傳動(dòng)桿連接在曲柄的軸孔內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的動(dòng)力傳動(dòng)桿通過(guò)齒輪與馬達(dá)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單一驅(qū)動(dòng)的多足機(jī)器人機(jī)身模塊化聯(lián)動(dòng)裝置，該裝置包括主架、雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、髖部機(jī)構(gòu)、抓爪、連架、曲柄、動(dòng)力傳動(dòng)桿及馬達(dá)，雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)均布設(shè)在主架的兩側(cè)，髖部機(jī)構(gòu)通過(guò)抓爪與雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間通過(guò)連架或曲柄互相連接，馬達(dá)通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)桿連接曲柄；馬達(dá)帶動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力傳動(dòng)桿帶動(dòng)曲柄或連架旋轉(zhuǎn)，曲柄帶動(dòng)雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，雙平行四邊形聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)抓爪帶動(dòng)各個(gè)髖部機(jī)構(gòu)前后交替運(yùn)動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、足端軌跡可優(yōu)化、運(yùn)動(dòng)的可靠性和穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B62D57/032GK102897245SQ201210424838
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者謝紅, 王濤, 汪旭紅, 李尚 , 韋克凡, 張伶波, 殷其鑫 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)