CN103171644A - 仿生六轮腿全驱动行走机构 - Google Patents
仿生六轮腿全驱动行走机构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103171644A CN103171644A CN2013101086630A CN201310108663A CN103171644A CN 103171644 A CN103171644 A CN 103171644A CN 2013101086630 A CN2013101086630 A CN 2013101086630A CN 201310108663 A CN201310108663 A CN 201310108663A CN 103171644 A CN103171644 A CN 103171644A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- leg
- fabricate block
- wheel
- drives
- vehicle frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Toys (AREA)
Abstract
本发明公开了一种仿生六轮腿全驱动行走机构,旨在克服现有技术采用很多传感器和复杂控制逻辑的问题。全驱动行走机构的轮腿行走机械部分包括前车架、后车架、中部自由度关节装置、轮腿与驱动组合体。轮腿是指前左轮腿、中左轮腿、后左轮腿、后右轮腿、中右轮腿与前右轮腿;驱动组合体是指前左驱动组合体、中左驱动组合体、后左驱动组合体、后右驱动组合体、中右驱动组合体与前右驱动组合体。中部自由度关节装置安装于后车架前底板中间位置,前车架后端与后车架前端转动连接,前左驱动组合体与前右驱动组合体安装在前车架前左右处和两前轮腿连接,中左驱动组合体、后左驱动组合体、后右驱动组合体与中右驱动组合体安装在后车架四角和其它轮腿连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种属于仿生机器人应用领域的行走机械,更确切地说,本发明涉及一种仿生六轮腿六电机全驱动式行走机构。
背景技术
长时间以来,轮子的滚动已被人们认为是运动的最简单和最自然的形式,但近年来有越来越多的人开始关注“腿”这一运动机械。很显然,相比于轮子,腿在越障方面有极大的优势。一个众所周知的事实是,在自然界中没有现成的硬路面,动物的行动完全是越野行为,在动物运动的本身***中根本找不到轮子或转动关节。正如著名土壤—车辆力学研究专家培克(M.G.Bekker)所言;“车轮成为普遍应用的运输机构的原因不一定是因为它的效率高,而可能是因为允许它在上面滚动的道路”。但开发腿式机器人的最大困难在于对“腿”的实时控制,这涉及到传感、控制、关节自由度的实现机构等一系列问题。除此之外,腿式机械还有一个最大的弊端在于传动效率低,或者说能够达到的运动速度远低于人们的心理预期。
考虑到纯轮式机械与纯腿式机械的局限性,人们开始考虑将“轮”与“腿”结合起来,以兼顾速度与越障能力。其代表有中国专利公告(开)号为CN102649450A,公告(开)日为2012.8.29日,申请号为CN201210103257.0,发明名称为“多关节链节式机器人”,发明人为北京理工大学的罗庆生等;还有中国专利公告(开)号为CN102180205A,公告(开)日为2011.09.14,申请号为CN201110089738.6,发明名称为“一种轮腿式机器人”,发明人为河南科技大学的付三玲等。在国外,美国Case Western Reserve University研发的Whegs系列和University of Michigan、UC Berkeley和加拿大McGill University共同研制的RHex仿生蟑螂机器人也是轮腿式行走机械中比较成功的代表。但上述研究成果的共同特点是采用了很多传感器和复杂的控制逻辑来实现运动过程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术采用了很多传感器和复杂的控制逻辑的问题,提供了仿生六轮腿全驱动行走机构。
为解决上述技术问题,本发明是采用如下技术方案实现的:所述的仿生六轮腿全驱动行走机构包括轮腿行走机械部分。所述的轮腿行走机械部分包括前车架、后车架、中部自由度关节装置、轮腿与驱动组合体。
所述的轮腿是指前左轮腿、中左轮腿、后左轮腿、后右轮腿、中右轮腿与前右轮腿。
所述的驱动组合体是指前左驱动组合体、中左驱动组合体、后左驱动组合体、后右驱动组合体、中右驱动组合体与前右驱动组合体。
中部自由度关节装置固定安装于后车架。前端底板的中间位置,前车架的后端***后车架前端的开口之间,并采用中部自由度关节装置中的连接杆将两者转动连接,前左驱动组合体安装在前车架的前左处并与前左轮腿固定连接,前右驱动组合体安装在前车架的前右处并与前右轮腿固定连接,中左驱动组合体安装在后车架的前左处并与中左轮腿固定连接,后左驱动组合体安装在后车架的后左处并与后左轮腿固定连接,后右驱动组合体安装在后车架的后右处并与后右轮腿固定连接,中右驱动组合体安装在后车架的前右处并与中右轮腿固定连接。
技术方案中所述的前左驱动组合体包括前左电机、前左测速码盘与前左超越离合器;中左驱动组合体包括中左电机、中左测速码盘与中左超越离合器;后左驱动组合体包括后左电机、后左测速码盘与后左超越离合器;后右驱动组合体包括后右电机、后右测速码盘与后右超越离合器;中右驱动组合体包括中右电机、中右测速码盘与中右超越离合器;前右驱动组合体包括前右电机、前右测速码盘与前右超越离合器;前左驱动组合体、中左驱动组合体与后左驱动组合体的结构相同,后右驱动组合体、中右驱动组合体与前右驱动组合体的结构相同,右侧三个驱动组合体与左侧三个驱动组合体为镜像对称;前左测速码盘套装在前左电机的输出轴上为固定连接,前左电机的输出轴与前左超越离合器的输入端固定连接,前左超越离合器的输出端采用法兰盘与螺钉和前左轮腿固定连接。
技术方案中所述的中部自由度关节装置由连接杆、蜗杆、蜗轮、支座、1号滚针轴承、2号滚针轴承与2个结构相同的3号滚针轴承组成。所述的连接杆是以中心为对称的阶梯轴类件,连接杆的中心位置加工有用于安装蜗轮的键槽,键槽的两侧设置有与前车架后端连接的正六棱柱体,两正六棱柱体的外端是用于安装和后车架转动连接的1号滚针轴承与2号滚针轴承的圆柱体。蜗轮套装在水平放置的连接杆的中心处并采用平键连接,蜗杆采用两个结构相同的3号滚针轴承垂直地安装在支座上的两个轴承孔内为转动连接,蜗轮与蜗杆啮合连接。
技术方案中所述的前左轮腿、中左轮腿与后左轮腿结构相同,后右轮腿、中右轮腿与前右轮腿结构相同,6个轮腿皆由三个结构相同的腿与轮毂组成,每个腿成L形,三个腿均匀地分布在轮毂的周围并与轮毂连成一体,即相邻两个腿之间的夹角为120度,每个腿占有60度圆心角的位置,轮毂的中心处设置有阶梯通孔,小通孔的周围均匀地分布有用于安装法兰盘的螺纹通孔。
技术方案中所述的前左轮腿、后左轮腿和中右轮腿在平路上具有相同的步态,中左轮腿、后右轮腿和前右轮腿在平路上具有相同的步态,而这两组轮腿之间的相位差为60度。
与现有技术相比本发明的有益效果是:
1.本发明所述的仿生六轮腿全驱动行走机构中的“轮腿”将“轮子”的运动快捷性与“腿”的越障性能优越性结合起来,同时具有二者的优点。
2.本发明所述的仿生六轮腿全驱动行走机构中的平地上的三角形步态规划保证了行驶平稳。
3.本发明所述的仿生六轮腿全驱动行走机构越障时通过调整步态,以使得越障时的步态具有明显优于轮式机械的越障能力。
4.本发明所述的仿生六轮腿全驱动行走机构通过“中部自由度”来进一步提高行走机械的几何通过性,而蜗轮蜗杆传动副较低的逆效率则带来了更多的方便。
5.本发明所述的仿生六轮腿全驱动行走机构的超越离合器的加入使得转向过程更为灵活、轻便。
6.本发明所述的仿生六轮腿全驱动行走机构以每个轮腿对应的测速码盘所获得的信息作为控制的基本输入,整个控制逻辑清楚,容易编程实现。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明:
图1为本发明所述的仿生六轮腿全驱动行走机构结构组成的轴测投影图;
图2为本发明所述的仿生六轮腿全驱动行走机构中所采用的轮腿的结构组成的轴测投影图;
图3为本发明所述的仿生六轮腿全驱动行走机构中所采用的实现前后车架之间转动连接的中部自由度关节装置结构组成的轴测投影图;
图4-a为本发明所述的仿生六轮腿全驱动行走机构中所采用的轮腿结构组成的主视图;
图4-b为图4-a中A-A处的局部剖视图。
图中:1.前车架,2.前左电机,3.前左测速码盘,4.前左超越离合器,5.前左轮腿,6.中左轮腿,7.中左超越离合器,8.中左测速码盘,9.后车架,10.后左轮腿,11.后左超越离合器,12.后左测速码盘,13.后左电机,14.中部自由度关节电机,15.后右电机,16.后右轮腿,17.后右超越离合器,18.后右测速码盘,19.中右轮腿,20.中右测速码盘,21.中右超越离合器,22.中右电机,23.连接杆,24.蜗杆,25.蜗轮,26.前右轮腿,27.前右超越离合器,28.前右测速码盘,29.前右电机,30.单片机,31.支座,32.中左电机,33.法兰盘,39.螺钉,40.1号滚针轴承,41.2号滚针轴承,42.3号滚针轴承。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述:
参阅图1,本发明所述的仿生六轮腿全驱动行走机构由轮腿行走机械部分与控制部分组成,轮腿行走机械部分包括前车架1、后车架9、中部自由度关节装置、六个轮腿、六个驱动组合体。
中部自由度关节装置固定安装于后车架9前端底板的中间位置,前车架1的后部宽度小于后车架9的宽度,因此可以***后车架9前端的开口之间,并采用中部自由度关节装置中的连接杆23将两者转动连接,前左驱动组合体安装在前车架1的前左处并与前左轮腿5固定连接,前右驱动组合体安装在前车架1的前右处并与前右轮腿26固定连接,中左驱动组合体安装在后车架9的前左处并与中左轮腿6固定连接,后左驱动组合体安装在后车架9的后左处并与后左轮腿10固定连接,后右驱动组合体安装在后车架9的后右处并与后右轮腿16固定连接,中右驱动组合体安装在后车架9的前右处并与中右轮腿19固定连接。
所述的前车架1和后车架9为框架式结构件,它们采用铝合金板材线切割加工之后用铆钉固定连接而成。采用铝合金板材是为了减轻车架的重量,此外,在非安装零部件的位置上开孔也是基于减轻重量的考虑。
前车架1的后端***后车架9的前端之间,并采用***前车架1后端与后车架9前端上的通孔中的中部自由度关节装置的连接杆23将两者转动连接。确切地说,连接杆23与前车架1后端的连接是通过连接杆23中心位置两侧的两段正六棱柱体与前车架1后端上的两个正六棱柱通孔配装连接,连接杆23的两端与后车架9的前端是采用1号滚针轴承40与2号滚针轴承41转动连接。
参阅图3,所述的中部自由度关节装置由连接杆23、蜗杆24、蜗轮25、支座31、1号滚针轴承40、2号滚针轴承41与2个结构相同的3号滚针轴承42组成。
所述的连接杆23是以中心为对称的阶梯轴类件,连接杆23的中心位置加工有键槽,采用平键和蜗轮25连接,键槽的两侧设置有与前车架1后端连接的正六棱柱体,两正六棱柱体的外端是用于安装和后车架9前端转动连接的1号滚针轴承40与2号滚针轴承41的圆柱体。
所述的支座31是由底座与C形支撑臂组成,底座与C形支撑臂的底端对称式地固定连接成一体,C形支撑臂的两个悬臂端设置有安装两个结构相同的3号滚针轴承42的轴承孔,两个结构相同的轴承孔的回转轴线在竖直方向共线,所述的支座31是关于其中心面为对称的铝合金材质的结构件。
所述的蜗杆24与蜗轮25装配之后形成蜗轮蜗杆传动副,要求它具有自锁功能。
蜗轮25套装在连接杆23的中心处并采用平键连接,蜗轮25与蜗杆24啮合连接,蜗杆24采用两个结构相同的3号滚针轴承42垂直地安装在支座31上的两个轴承孔内为转动连接,支座31通过其底座固定安装于后车架9前端底板的中间位置。
参阅图2,所述的轮腿是指本发明所采用的前左轮腿5、中左轮腿6、后左轮腿10、后右轮腿16、中右轮腿19与前右轮腿26。其中,前左轮腿5、中左轮腿6与后左轮腿10的结构完全相同,后右轮腿16、中右轮腿19与前右轮腿26结构则与左边三个轮腿镜像对称。以前左轮腿5为例说明轮腿的结构。
参阅图4-a与图4-b,一个轮腿由三个“腿”与中间的“轮毂”部分组成,每个腿成L形,三个“腿”均匀地分布在“轮毂”的周围,三个“腿”与轮毂部分连成一体。相邻两个“腿”中心线之间的夹角为120度,每个腿与地面接触的大端占有60度圆心角的位置,而腿与“轮毂”的连接部分只占40度圆心角,这是为了减轻轮腿的重量。三个腿与地面接触部分占了180度,这在空间上是不连续的,这就是所谓的“腿”的概念。“轮毂”的中心处设置有阶梯通孔,小通孔的周围均匀分布有采用螺钉39安装法兰盘33用的螺纹通孔。
参阅图1,前左轮腿5、后左轮腿10和中右轮腿19在平路上总是具有相同的步态,相应的,中左轮腿6、后右轮腿16和前右轮腿26在平路上总是有相同的步态,而这两组轮腿之间的相位差则为60度,那么在任意时刻都有三个轮腿与地面接触,这就是所谓的“轮”的概念。因此,这种轮腿的设计保证了平地上行驶时的稳定性。
前左电机2、中左电机32、后左电机13、后右电机15、中右电机22与前右电机29输出轴上正六棱柱体的输出端依次与6个结构相同的法兰盘33中心处的正六棱柱形孔连接,6个结构相同的法兰盘33分别通过六个结构相同的螺钉39依次和前左轮腿5、中左轮腿6、后左轮腿10、后右轮腿16、中右轮腿19与前右轮腿26的“轮毂”连接,再采用六个结构相同的螺栓依次和前左电机2、中左电机32、后左电机13、后右电机15、中右电机22与前右电机29输出轴端面上的螺栓孔连接,实现前左轮腿5、中左轮腿6、后左轮腿10、后右轮腿16、中右轮腿19与前右轮腿26的轴向定位。
所述的驱动组合体是由电机、测速码盘与超越离合器组成。确切地说,驱动组合体是指前左驱动组合体、中左驱动组合体、后左驱动组合体、后右驱动组合体、中右驱动组合体与前右驱动组合体。左侧三个驱动组合体结构完全相同,右侧的三个驱动组合体则与之镜像对称。以前左驱动组合体为例,前左测速码盘3套装在前左电机2的输出轴上为固定连接(粘接或过盈配合均可)、前左电机2的输出轴再与前左超越离合器4的内圈(也就是输入端)通过花键连接,前左超越离合器4的外圈(也就是输出端)与前左轮腿5通过法兰盘33和螺钉39固定连接。超越离合器采用内齿棘轮式,在自行车上很常见,可以单向传递扭矩,具体结构在此不在赘述了。前左电机2、前右电机29固定于前车架1底板的左右两端处,后左电机13、后右电机15、中右电机22和中左电机32固定于后车架9底板的四角处。
为了仿照蟑螂等爬行动物的行走过程,同时考虑到行驶稳定性,仿生六轮腿全驱动行走机构在平地上运动时,前左轮腿5、后左轮腿10和中右轮腿19总是具有相同的步态,相应的,中左轮腿6、后右轮腿16和前右轮腿26在平路上总是有相同的步态。如附图2、4所示,轮腿与超越离合器输出端的连接采用法兰,这可以尽量保证行驶过程中连接的可靠性和平稳性。轮腿在圆周方向的不连续结构导致了在行走机构运动时,每个轮腿与地面的接触都是不连续的,根据汽车通过性理论中的“车辙形成理论”,这有利于减小行走机械在坏路面上行驶时的压实阻力,进而可以提高行走机构在坏路面上行驶时的支承通过性。按照前述的布置方案,在平路上行驶时,任意时刻总是有三个轮腿同时着地,这就从几何上保证了仿生六轮腿全驱动行走机构的稳定性。
因此,仿生六轮腿全驱动行走机构控制的关键在于保证前左轮腿5、后左轮腿10和中右轮腿19具有相同的相位,中左轮腿6、后右轮腿16和前右轮腿26具有相同的相位。为此在每个轮腿靠近车架的一侧均装有一个测速码盘,例如,后右测速码盘18即为后右轮腿16的测速机构,后右测速码盘18与后右轮腿16同步旋转。将光电对管的发光管与接收器分置于每个测速码盘两侧,即可在每个轮腿转动过程中检测到周期性脉冲信号,通过对脉冲信号的分析即可知每个道轮腿的相位。控制过程以中左轮腿6与中右轮腿19为控制基准,其余轮腿按规则和中左轮腿6与中右轮腿19相协调。具体手段是通过控制每个轮腿对应电机的占空比,实时监控各个轮腿的相位差,通过反馈控制实现前述相位差的保持。下面简要说明控制逻辑。中右电机22占空比等于车速占空比加上相位占空比,中左电机32占空比等于车速占空比减去相位占空比,相位占空比等于中左轮腿6与中右轮腿19相位差乘以一个系数。前右电机29占空比等于中左电机32占空比加上中左轮腿6、前右轮腿26相位差乘以一个系数,前左电机2占空比等于中右电机22占空比加上前左轮腿5、中右轮腿19相位差乘以一个系数。后左轮腿10、后右轮腿16的控制与此类似,不再重复。在这里必须注意,转向过程中不需要保证前述相位差,也就是说相位保持只需要在转向角度为0的时候进行。
参阅图1,由图中所示可知前左轮腿5、后左轮腿10和中右轮腿19具有相同的相位(称相位一),中左轮腿6、后右轮腿16和前右轮腿26具有相同的相位(称相位二),并且相位一与相位二之间有60度的相位差。下面以最前面一对前左轮腿5与前右轮腿26为例,说明越障时的步态规划。当仿生六轮腿全驱动行走机构遇到障碍物时,总是其中一个轮腿(不妨假设为前左轮腿5)先与障碍物接触。如果此时一个前左电机2所提供的扭矩足以克服作用于前左轮腿5上的阻力矩,那么行走机械当然可以继续前进;如果此时阻力矩大于一个电机所提供的驱动力矩,则行走机械在这种步态规划下不能继续前进了,但是,只要此时前右轮腿26相对于前左轮腿5超前转过60度(此时前左轮腿5已经无法运动了),使得前左轮腿5与前右轮腿26处于同一相位,就会使得行走机械有更多的驱动力矩来克服这个障碍。当越过这个障碍之后,必须让前左轮腿5相对于前右轮腿26向后转过60度,以恢复正常在平地上行走时的步态规划。使用电机控制的一个好处在于,在跨越一般性的障碍时(高度小于轮腿半径),不需要任何的控制就可以实现步态的转换。仿生六轮腿全驱动行走机构行进过程中,遇到一般性障碍之后,以前左轮腿5与前右轮腿26为例,总是有一个轮腿先与障碍物接触,不妨假设为前左轮腿5。如果此时前左电机2所提供的扭矩足以克服作用于前左轮腿5上的阻力矩,那么行走机械当然可以继续前进;如果此时阻力矩大于一个电机所提供的驱动力矩,则行走机械在这种步态规划下不能继续前进了。此时前左电机2将会堵转,但是前右电机29继续得电并正常运转,那么前右轮腿26就会自动地相对于前左轮腿5超前转过60度,使得前左轮腿5与前右轮腿26处于同一相位,就会使得行走机械有更多的驱动力矩来克服这个障碍。当越过这个障碍之后,光电对管将会检测到前左轮腿5和前右轮腿26同步运转的相位,此时,必须通过单片机30控制前左电机2占空比,使得前左轮腿5相对于前右轮腿26向后转过60度,以恢复正常在平地上行走时的步态规划。
如图3所示,当行走机构遇到一个较高的障碍物时,中部自由度关节电机14得电,带动蜗杆24旋转,通过蜗轮蜗杆减速增扭之后,蜗轮25转动,带动连接杆23旋转。由前所述,此时前车架1将相对于后车架9旋转一定的角度,使得前车架1上的前左轮腿5与前右轮腿26可以和障碍物接触上,此后,则行走机构可以越过一个高度大于其前左轮腿5或前右轮腿26半径的障碍物。很显然,传统轮式机械是不可能越过这样的障碍物的。
上述过程的实现方式如下,当行走机构遇到一个较高的障碍物时,通过单片机30控制中部自由度关节电机14得电,中部自由度关节电机14运转之后带动蜗杆24旋转,通过蜗轮蜗杆减速增扭之后,蜗轮25转动,带动连接杆23旋转,继而使得前车架1相对于后车架9旋转一定角度。
蜗轮蜗杆传动副的大传动比可以保证前车架1相对于后车架9的扭转速度不会很快,同时保证了连接杆23能够提供足够大的扭矩来举起前车架1。采用蜗轮蜗杆传动副的另一个好处在于,在平路上时,不会由于振动使得前半部分相对于后半部分下塌,这是由于蜗轮蜗杆的逆效率很低保证的。
另外一个问题是如何让单片机30识别这一工况,这同样要借助于测速码盘实现。当行走机构遇到一个高度大于轮腿半径的障碍物时,如果不让前车架1相对于后车架9扭转,则前左电机2或前右电机29将会堵转,那么测速码盘的光电对管将检测不到脉冲了,而是出现一段连续的高电平或者低电平(这取决与单片机30的编程),据此就可以判断此时需要使中部自由度关节电机14得电了。当仿生六轮腿全驱动行走机构成功越过障碍时,光电对管将会重新检测到脉冲电流,此时需要再次通过单片机30控制中部自由度关节电机14得电,使得中部自由度关节电机14反向运转,带动蜗杆24反向旋转,通过蜗轮蜗杆减速增扭之后,蜗轮25反向转动,带动连接杆23反向旋转,继而使得前车架1恢复到与后车架9位于同一个平面内。
本发明所述的行走机构的转向是通过控制前左电机2与前右电机29的转速差来实现的。转向时,为方便起见,让中左轮腿6、后左轮腿10、后右轮腿16和中右轮腿19自由转动。这是通过在每个轮腿与其驱动电机之间安装一个超越离合器来实现的,这些超越离合器为前左超越离合器4、中左超越离合器7、后左超越离合器11、后右超越离合器17、中右超越离合器21和前右超越离合器27。当需要转向时,让中间轴与后轴上的中左电机32、中右电机22、后左电机13与后右电机15均反转,由超越离合器的性质可知,此时中左轮腿6、后左轮腿10、后右轮腿16和中右轮腿19不受到中左电机32、后左电机13、后右电机15与中右电机22的驱动,而是在前面两个受到驱动的前左轮腿5与前右轮腿26的带动下实现转向。这种布置使得转向时的阻力大大减小。具体实现过程同样是通过占空比来调节实现的。定义转向占空比等于车速占空比乘以转向系数,转向系数可以取0,±0.1,±0.2,±0.3,±0.4。那么前右电机29占空比等于车速占空比加上转向占空比,前左电机2占空比等于车速占空比减去转向占空比。转向系数的选择对应于不同的转向半径,这需要通过事先的实验进行标定,匹配。
Claims (5)
1.一种仿生六轮腿全驱动行走机构,包括轮腿行走机械部分,其特征在于,所述的轮腿行走机械部分包括前车架(1)、后车架(9)、中部自由度关节装置、轮腿与驱动组合体;
所述的轮腿是指前左轮腿(5)、中左轮腿(6)、后左轮腿(10)、后右轮腿(16)、中右轮腿(19)与前右轮腿(26);
所述的驱动组合体是指前左驱动组合体、中左驱动组合体、后左驱动组合体、后右驱动组合体、中右驱动组合体与前右驱动组合体;
中部自由度关节装置固定安装于后车架(9)前端底板的中间位置,前车架(1)的后端***后车架(9)前端的开口之间,并采用中部自由度关节装置中的连接杆(23)将两者转动连接,前左驱动组合体安装在前车架(1)的前左处并与前左轮腿(5)固定连接,前右驱动组合体安装在前车架(1)的前右处并与前右轮腿(26)固定连接,中左驱动组合体安装在后车架(9)的前左处并与中左轮腿(6)固定连接,后左驱动组合体安装在后车架(9)的后左处并与后左轮腿(10)固定连接,后右驱动组合体安装在后车架(9)的后右处并与后右轮腿(16)固定连接,中右驱动组合体安装在后车架(9)的前右处并与中右轮腿(19)固定连接。
2.按照权利要求1所述的仿生六轮腿全驱动行走机构,其特征在于,所述的前左驱动组合体包括前左电机(2)、前左测速码盘(3)与前左超越离合器(4);中左驱动组合体包括中左电机(32)、中左测速码盘(8)与中左超越离合器(7);后左驱动组合体包括后左电机(13)、后左测速码盘(12)与后左超越离合器(11);后右驱动组合体包括后右电机(15)、后右测速码盘(18)与后右超越离合器(17);中右驱动组合体包括中右电机(22)、中右测速码盘(20)与中右超越离合器(21);前右驱动组合体包括前右电机(29)、前右测速码盘(28)与前右超越离合器(27);前左驱动组合体、中左驱动组合体与后左驱动组合体的结构相同,后右驱动组合体、中右驱动组合体与前右驱动组合体的结构相同,右侧三个驱动组合体与左侧三个驱动组合体为镜像对称;前左测速码盘(3)套装在前左电机(2)的输出轴上为固定连接,前左电机(2)的输出轴与前左超越离合器(4)的输入端固定连接,前左超越离合器(4)的输出端采用法兰盘(33)与螺钉(39)和前左轮腿(5)固定连接。
3.按照权利要求1所述的仿生六轮腿全驱动行走机构,其特征在于,所述的中部自由度关节装置由连接杆(23)、蜗杆(24)、蜗轮(25)、支座(31)、1号滚针轴承(40)、2号滚针轴承(41)与2个结构相同的3号滚针轴承(42)组成;
所述的连接杆(23)是以中心为对称的阶梯轴类件,连接杆(23)的中心位置加工有用于安装蜗轮(25)的键槽,键槽的两侧设置有与前车架(1)后端连接的正六棱柱体,两正六棱柱体的外端是用于安装和后车架(9)转动连接的1号滚针轴承(40)与2号滚针轴承(41)的圆柱体;
蜗轮(25)套装在水平放置的连接杆(23)的中心处并采用平键连接,蜗杆(24)采用两个结构相同的3号滚针轴承(42)垂直地安装在支座(31)上的两个轴承孔内为转动连接,蜗轮(25)与蜗杆(24)啮合连接。
4.按照权利要求1所述的仿生六轮腿全驱动行走机构,其特征在于,所述的前左轮腿(5)、中左轮腿(6)与后左轮腿(10)结构相同,后右轮腿(16)、中右轮腿(19)与前右轮腿(26)结构相同,6个轮腿皆由三个结构相同的腿与轮毂组成,每个腿成L形,三个腿均匀地分布在轮毂的周围并与轮毂连成一体,即相邻两个腿之间的夹角为120度,每个腿占有60度圆心角的位置,轮毂的中心处设置有阶梯通孔,小通孔的周围均匀地分布有用于安装法兰盘(33)的螺纹通孔。
5.按照权利要求1所述的仿生六轮腿全驱动行走机构,其特征在于,所述的前左轮腿(5)、后左轮腿(10)和中右轮腿(19)在平路上具有相同的步态,中左轮腿(6)、后右轮腿(16)和前右轮腿(26)在平路上具有相同的步态,而这两组轮腿之间的相位差为60度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310108663.0A CN103171644B (zh) | 2013-03-31 | 2013-03-31 | 仿生六轮腿全驱动行走机构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310108663.0A CN103171644B (zh) | 2013-03-31 | 2013-03-31 | 仿生六轮腿全驱动行走机构 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103171644A true CN103171644A (zh) | 2013-06-26 |
CN103171644B CN103171644B (zh) | 2015-10-07 |
Family
ID=48631950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310108663.0A Expired - Fee Related CN103171644B (zh) | 2013-03-31 | 2013-03-31 | 仿生六轮腿全驱动行走机构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103171644B (zh) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104608838A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-05-13 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种六足轮腿式爬行仿生机器人 |
CN105667620A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-06-15 | 西南大学 | 一种左右同相位不同相位区间的四轮小车 |
CN106042979A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-10-26 | 浙江农林大学 | 丘陵山地用仿生多关节电动遥控拖拉机 |
CN108890686A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-11-27 | 胡俊 | 一种重心可变式毛毛虫机器人 |
CN109795578A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-05-24 | 西北工业大学 | 一种具备仿生弹跳越障能力的地面快速移动机器人 |
CN110371193A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-10-25 | 吉林大学 | 六足机器人车架*** |
CN112124629A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-25 | 西北工业大学 | 一种行星探测器及*** |
CN112623059A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-04-09 | 北京理工大学前沿技术研究院 | 机动车的轮腿式机构、轮腿式机动车及轮腿式机动车组 |
CN113371093A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-10 | 广东职业技术学院 | 越障轮腿式园林巡检昆虫机器人 |
CN115071854A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-09-20 | 浙江工业大学 | 多功能爬树仿椰子蟹机器人 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5423708A (en) * | 1994-08-15 | 1995-06-13 | Allen; Roger D. | Multi-legged, walking toy robot |
WO2002011956A1 (en) * | 2000-08-04 | 2002-02-14 | Robottec Co., Ltd. | Multiple-legged walking apparatus |
CN1338357A (zh) * | 2001-10-08 | 2002-03-06 | 上海交通大学 | 微型六足仿生机器人 |
CN101439736A (zh) * | 2007-11-21 | 2009-05-27 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 全地形移动机器人 |
CN102180205A (zh) * | 2011-02-11 | 2011-09-14 | 河南科技大学 | 轮腿机器人 |
CN203211417U (zh) * | 2013-03-31 | 2013-09-25 | 吉林大学 | 仿生六轮腿全驱动行走机构 |
-
2013
- 2013-03-31 CN CN201310108663.0A patent/CN103171644B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5423708A (en) * | 1994-08-15 | 1995-06-13 | Allen; Roger D. | Multi-legged, walking toy robot |
WO2002011956A1 (en) * | 2000-08-04 | 2002-02-14 | Robottec Co., Ltd. | Multiple-legged walking apparatus |
CN1338357A (zh) * | 2001-10-08 | 2002-03-06 | 上海交通大学 | 微型六足仿生机器人 |
CN101439736A (zh) * | 2007-11-21 | 2009-05-27 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 全地形移动机器人 |
CN102180205A (zh) * | 2011-02-11 | 2011-09-14 | 河南科技大学 | 轮腿机器人 |
CN203211417U (zh) * | 2013-03-31 | 2013-09-25 | 吉林大学 | 仿生六轮腿全驱动行走机构 |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104608838A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-05-13 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种六足轮腿式爬行仿生机器人 |
CN104608838B (zh) * | 2014-12-08 | 2017-08-01 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种六足轮腿式爬行仿生机器人 |
CN105667620A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-06-15 | 西南大学 | 一种左右同相位不同相位区间的四轮小车 |
CN105667620B (zh) * | 2016-03-31 | 2017-12-08 | 西南大学 | 一种左右同相位不同相位区间的四轮小车 |
CN106042979A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-10-26 | 浙江农林大学 | 丘陵山地用仿生多关节电动遥控拖拉机 |
CN106042979B (zh) * | 2016-05-27 | 2018-01-02 | 浙江农林大学 | 丘陵山地用仿生多关节电动遥控拖拉机 |
CN108890686A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-11-27 | 胡俊 | 一种重心可变式毛毛虫机器人 |
CN108890686B (zh) * | 2018-07-09 | 2021-03-09 | 白捷东 | 一种重心可变式毛毛虫机器人 |
CN109795578A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-05-24 | 西北工业大学 | 一种具备仿生弹跳越障能力的地面快速移动机器人 |
CN110371193A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-10-25 | 吉林大学 | 六足机器人车架*** |
CN112124629A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-25 | 西北工业大学 | 一种行星探测器及*** |
CN112124629B (zh) * | 2020-09-27 | 2022-03-15 | 西北工业大学 | 一种行星探测器及*** |
CN112623059A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-04-09 | 北京理工大学前沿技术研究院 | 机动车的轮腿式机构、轮腿式机动车及轮腿式机动车组 |
CN113371093A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-10 | 广东职业技术学院 | 越障轮腿式园林巡检昆虫机器人 |
CN115071854A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-09-20 | 浙江工业大学 | 多功能爬树仿椰子蟹机器人 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103171644B (zh) | 2015-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103171644B (zh) | 仿生六轮腿全驱动行走机构 | |
CN103192897B (zh) | 仿生六轮腿行走机构 | |
CN103273977B (zh) | 一种被动自适应履带可变形移动机器人平台 | |
CN103144615B (zh) | 电动商用车电池箱单程更换机器人 | |
CN108556938B (zh) | 全地形机器人 | |
CN105667622B (zh) | 一种具有三段机体的六轮足式移动机器人 | |
CN101954836A (zh) | 一种自动适应路面的变径车轮 | |
CN108953514B (zh) | 一种双离合主动式行星轮系越障机器人及其控制方法 | |
CN201553225U (zh) | 一种多功能月球车 | |
CN109178122B (zh) | 轮腿履带复合式复杂地面自适应微小机器人及控制方法 | |
CN102486648A (zh) | 一种自主移动机器人平台 | |
CN103318288A (zh) | 一种同步带传动式全履带机器人 | |
CN101380978A (zh) | 虾形六轮移动机器人 | |
CN204328337U (zh) | 一种水库涵管检测机器人 | |
CN102514640B (zh) | 一种可变形的救援机器人 | |
CN103140407B (zh) | 用于拖车的使一个或多个可转动的转轴转向的转向机构 | |
CN104787133B (zh) | 一种适用于轮履复合式底盘的翻转臂机构 | |
CN108556939B (zh) | 一种全地形移动探测机器人 | |
CN204037253U (zh) | 基于周转轮系的轮桨腿复合构型两栖机器人 | |
CN112373594A (zh) | 一种轮腿混合驱动式矿用变胞机器人 | |
CN203211417U (zh) | 仿生六轮腿全驱动行走机构 | |
CN103806387A (zh) | 一种可移动隔离栏装置 | |
CN206282469U (zh) | 一种汽车驾驶模拟器的模拟转向装置 | |
CN211682084U (zh) | 一种专用于风力发电机叶片的四自由度履带机器人 | |
CN203158114U (zh) | 基于蓝牙控制的智能越障机器人 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151007 Termination date: 20160331 |