專利名稱：一種六足步行機(jī)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于步行機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
目前為提高陸地、水下各種環(huán)境中機(jī)器人的作業(yè)精度并適應(yīng)不平地理環(huán)境下及海底及每底作業(yè)移動(dòng)，世界上許多國家都在研制各種步行式移動(dòng)機(jī)器人，如日本專利(公開號(hào)為59-110575，為日本機(jī)械研究所制造)其結(jié)構(gòu)為六足機(jī)，每支腿機(jī)械形式是三個(gè)首尾相接的連桿和機(jī)架本體組成一個(gè)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則在擺桿的延長(zhǎng)線的的某點(diǎn)作相應(yīng)的步態(tài)運(yùn)動(dòng)形式(其中包括曲線運(yùn)動(dòng)或擬直線運(yùn)動(dòng)，由此點(diǎn)和擺桿固聯(lián)一個(gè)和地面垂直的桿為腳桿，當(dāng)此點(diǎn)作擬直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，腳桿支撐本體向前移動(dòng)，當(dāng)此點(diǎn)帶動(dòng)腳桿作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，腳桿以機(jī)械本體為支撐向前邁進(jìn)。以上結(jié)構(gòu)的步行機(jī)有如下不足，步行動(dòng)作不靈活、穩(wěn)定性差、整體剛度不好，結(jié)構(gòu)控制軟硬件復(fù)雜。
為解決以上之不足，本實(shí)用新型提供一種六足步行機(jī)，采用三連桿縮放型，腳數(shù)為6，步行方式是三點(diǎn)交互著地的步行方式，其支架和豎腿采用簿壁箱體結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度好，承載能力強(qiáng)，自適應(yīng)控制簡(jiǎn)單。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)(如圖1所示)，主要由轉(zhuǎn)體、水平支架的梁架、豎腿、豎腿驅(qū)動(dòng)元件及梁架之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)元件構(gòu)成，采用三連桿縮放型。轉(zhuǎn)體的具體結(jié)構(gòu)形式為內(nèi)外軸套，外軸套為軸承支座，內(nèi)軸套上下兩端分別裝有滾珠軸承；水平支架的具體結(jié)構(gòu)是由兩組梁架構(gòu)成，為了受力均勻，其中一組梁架分上下兩層結(jié)構(gòu)，每層各有三條伸出的橫梁，三條橫梁之間都有加強(qiáng)筋，這兩層梁架與轉(zhuǎn)體的軸承支座結(jié)合為一體，水平支架全部采用薄壁方箱結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)體兩側(cè)梁架可以以轉(zhuǎn)軸為中心作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；豎腿的結(jié)構(gòu)為六條腿(如圖2所示)，其中每條腿采用內(nèi)外兩層薄壁方箱結(jié)構(gòu)，具體由外殼體，內(nèi)殼體和直線驅(qū)動(dòng)元件組成(如圖3所示)，其中驅(qū)動(dòng)元件兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部分分別固定聯(lián)接在外殼體和內(nèi)殼體之間，內(nèi)外殼體相對(duì)運(yùn)動(dòng)即為腿的伸縮運(yùn)動(dòng)，六支豎腿分別與水平支架梁架的六個(gè)橫梁的端部采用絞鏈形式連接，豎腿可繞水平支架絞鏈點(diǎn)擺動(dòng)；水平支架梁架每個(gè)橫梁上的絞鏈點(diǎn)和相應(yīng)腿頂端的絞鏈點(diǎn)之間也采用直線驅(qū)動(dòng)元件，所有驅(qū)動(dòng)元件皆為伺服油缸，其驅(qū)動(dòng)元件的直線經(jīng)復(fù)運(yùn)動(dòng)變成了豎腿繞橫梁絞鏈點(diǎn)的擺動(dòng)，其中兩組橫梁之間也裝有驅(qū)動(dòng)元件，以上所述之驅(qū)動(dòng)元件皆為液壓伺服缸結(jié)構(gòu)形式，即是一般通常的液壓機(jī)構(gòu)，由缸體、活塞和管路組成，工作時(shí)是通過外部液壓泵的作用促使缸體內(nèi)活塞作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)位置的大小和限位由外部控制系統(tǒng)通過油路管道來實(shí)現(xiàn)間接控制。實(shí)現(xiàn)了梁架可繞轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)軸作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從座標(biāo)方位來看，可實(shí)現(xiàn)步行機(jī)的轉(zhuǎn)向及全方位運(yùn)動(dòng)。
其工作原理水平支架梁架的一組橫梁聯(lián)接三條豎腿伸出著地支承本體。而另三條豎腿收起，同時(shí)每條上驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)每條腿作協(xié)調(diào)擺動(dòng)，由此往復(fù)交替進(jìn)行實(shí)現(xiàn)了前進(jìn)、后退、啟動(dòng)橫梁之間的驅(qū)動(dòng)元件，可實(shí)現(xiàn)步行機(jī)轉(zhuǎn)向及全方位運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)用新型之優(yōu)點(diǎn)豎腿采用伸縮和擺動(dòng)等復(fù)合機(jī)構(gòu)，動(dòng)作靈活，移動(dòng)效率高；整機(jī)主體(水平支架)采用兩體結(jié)構(gòu)、減少了關(guān)節(jié)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)向控制容易；水平支架和豎腿皆采用簿殼方箱結(jié)構(gòu)、減輕了重量、增加了抗彎抗扭強(qiáng)度；驅(qū)動(dòng)元件采用液壓伺服缸結(jié)構(gòu)，具有力矩大、控制準(zhǔn)確、適合于各種環(huán)境中作業(yè)使用。
結(jié)合

其實(shí)施例圖1為六足步行機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為六足步行機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)俯視圖；圖3為六足步行機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)豎腿結(jié)構(gòu)圖。
由圖1知，1為轉(zhuǎn)體，由內(nèi)外軸套線成，外軸套為軸承支座，內(nèi)軸套上下兩端分別裝有滾珠軸承，2為上下兩層結(jié)構(gòu)梁架，與轉(zhuǎn)體1軸承支座固定，3為中間水平支架架梁，與轉(zhuǎn)軸1連接，4、5、6和7、8、9為六條豎腿，10為每個(gè)橫梁和每個(gè)豎腿之間的驅(qū)動(dòng)元件，11為橫梁上絞鏈點(diǎn)，12為每一橫梁和每個(gè)豎腿之間的絞鏈點(diǎn)，13為驅(qū)動(dòng)元件與豎腿之間之絞鏈點(diǎn)，由圖2知，14為組橫梁之間之驅(qū)動(dòng)元件，15、16為驅(qū)動(dòng)元件14之兩端絞鏈點(diǎn)，17為一組梁之間加有的加強(qiáng)筋，其豎腿結(jié)構(gòu)如圖3所示，18為外殼體，20為內(nèi)殼體，21為足腳，19為腿內(nèi)驅(qū)動(dòng)元件，決定腿的伸縮運(yùn)動(dòng)，所有的驅(qū)動(dòng)元件(10、14、19)皆采用液壓伺服缸結(jié)構(gòu)，即是一般動(dòng)用的液壓機(jī)構(gòu)，由缸體、活塞和附加的管路組成，其活塞活動(dòng)位置由外部控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。全部橫梁和豎腿采用薄壁方箱結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種六足步行機(jī)機(jī)構(gòu)，它是由單腿組成，本實(shí)用新型的特征在于它是由1)中間裝有內(nèi)外軸套的轉(zhuǎn)體1，2)與轉(zhuǎn)體1連接的水平支架橫梁2和3；3)與水平支架橫梁2和橫梁3連接的六支豎腿4、豎腿5、豎腿6和豎腿7、豎腿8、豎腿9；4)每六支豎腿相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)元件10和梁架之間的驅(qū)動(dòng)元件14所組成。
2.按權(quán)利要求1所述之六足步行機(jī)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述之轉(zhuǎn)體1由內(nèi)外軸套組成，外軸套為軸承支座，內(nèi)軸套上下兩端分別裝有滾珠軸承。
3.按權(quán)利要求1所述之六足步行機(jī)機(jī)構(gòu)，其特征在于水平支架梁架2為上下兩層結(jié)構(gòu)、與轉(zhuǎn)體1的軸承支座結(jié)合為一體，每層各有三條伸出的橫梁，三條橫梁之間裝有加強(qiáng)筋門；
4.按權(quán)利要求1所述之六足步行機(jī)機(jī)構(gòu)、其特征在于另一層梁架3插裝在上下兩層梁架2之間且與轉(zhuǎn)體1的內(nèi)軸套(轉(zhuǎn)軸)結(jié)合為一體。
5.按權(quán)利要求1所述之六足步行機(jī)機(jī)構(gòu)，其特征在于水平支架梁架2和3中間之絞鏈點(diǎn)11與豎腿4、豎腿5、豎腿6和豎腿7、豎腿8、豎腿9頂端之絞鏈點(diǎn)13之間分別裝有驅(qū)動(dòng)元件10。
6.按權(quán)利要求1所述之六足步行機(jī)機(jī)構(gòu)，其特征在于六支豎腿、每支都由外殼體18、內(nèi)殼體20、中間以直線驅(qū)動(dòng)元件19組成。
7.按權(quán)利要求1所述之六足步行機(jī)機(jī)構(gòu)，其特征在于，兩組梁架2和3之間由驅(qū)動(dòng)元件14連接。
專利摘要本執(zhí)行機(jī)構(gòu)為步行機(jī)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它是由內(nèi)外軸套組成的轉(zhuǎn)體及和轉(zhuǎn)體相連接之六支腿，中間以水平支架梁架連接，在每支豎腿與水平支架梁架之間裝有驅(qū)動(dòng)元件，每支豎腿由內(nèi)外殼體，中間由直線驅(qū)動(dòng)元件構(gòu)成兩組支架之間也裝有驅(qū)動(dòng)元件，每支水平支架和豎腿皆采用薄壁方箱結(jié)構(gòu)，本結(jié)構(gòu)之優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作靈活，移動(dòng)效率高，具有力矩大、控制準(zhǔn)確，適合各種環(huán)境中作業(yè)使用。
文檔編號(hào)B62D57/032GK2070706SQ9021048
公開日1991年2月6日 申請(qǐng)日期1990年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月8日
發(fā)明者原培章, 李曉風(fēng), 唐杰, 修道喜, 歸彤 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所