CN106005093A - 无费力杠杆效应的步行机器人 - Google Patents

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    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
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Abstract

本发明公开了一种无费力杠杆效应的步行机器人，包含内腿、外腿、转向机构、直线运动机构。通过内腿与外腿的相对直线运动实现机器人的前进和后退，通过转向机构实现机器人的转向运动。

Description

无费力杠杆效应的步行机器人
技术领域
本发明涉及一种步行机器人，特别是一种无费力杠杆效应的步行机器人。
背景技术
步行机器人是现在机器人应用于人们生产生活的一个技术难点。机器人要进行室外作业，步行是非常好的方式。步行相比与飞行更容易控制，步行不会向飞行一样需要较大的活动空间。步行相比于轮式行走方式可以方便的跨过障碍物。但是目前的步行机器人采用的是模仿动物行走的动力输出方式，也就是费力杠杆的方式，这样使得机器人对外输出几百公斤的力量，需要输入数吨的动力。
目前，步行机器人所采用的费力杠杆方式使机器人的动力***要非常的庞大，使得机器人不得不采用噪声极高的液压***来满足机器人的动力需求。巨大的噪声不仅使机器人的使用者难以忍受，还使机器人的隐蔽性荡然无存。美军的大狗机器人就是因为噪声太大，极易被敌人发现而还没服役就已经退役了。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无费力杠杆效应的步行机器人，该无费力杠杆效应的步行机器人可以达到需要多少力就输出多少力，噪声低，可以适应复杂的地形，并且在运动过程中即使重心发生突变也可以保持身体的平衡。
为了实现上述发明目的，本发明无费力杠杆效应的步行机器人，包含外腿第一直线运动机构1、外腿第二直线运动机构2、外腿第三直线运动机构3、外腿第四直线运动机构4、内腿第一直线运动机构5、内腿第二直线运动机构6、内腿第三直线运动机构7、内腿第四直线运动机构8、外腿第一水平直线运动机构9、外腿第二水平直线运动机构10、外腿第一光轴12、外腿第二光轴13、外腿架14、第一内腿架15、第二内腿架16、第三内腿架17；外腿架14与外腿第一水平直线运动机构9固定相连；外腿架14与外腿第二水平直线运动机构10固定相连；外腿第一直线运动机构1、外腿第二直线运动机构2分别固定在外腿第一光轴12的两端；外腿第一直线运动机构1的固定端与外腿第一光轴12固定相连，外腿第一直线运动机构1的活动端与地面接触；外腿第二直线运动机构2的固定端与外腿第一光轴12固定相连，外腿第二直线运动机构2的活动端与地面接触；外腿第三直线运动机构3、外腿第四直线运动机构4分别固定在外腿第二光轴13的两端；外腿第三直线运动机构3的固定端与外腿第二光轴13固定相连，外腿第三直线运动机构3的活动端与地面接触；外腿第四直线运动机构4的固定端与外腿第二光轴13固定相连，外腿第四直线运动机构4的活动端与地面接触；外腿第一水平直线运动机构9在外腿第一光轴12上做直线运动；外腿第二水平直线运动机构10在外腿第二光轴13上做直线运动；内腿第一直线运动机构5、内腿第二直线运动机构6分别固定在第三内腿架17的两端；内腿第三直线运动机构7、内腿第四直线运动机构8分别固定在第二内腿架16的两端；第一内腿架15与第二内腿架16固定相连；第一内腿架15与第三内腿架17固定相连；内腿第一直线运动机构5、内腿第二直线运动机构6固定在第三内腿架17两端；内腿第一直线运动机构5的固定端与第三内腿架17固定相连，内腿第一直线运动机构5的活动端与地面接触；内腿第二直线运动机构6的固定端与第三内腿架17固定相连，内腿第二直线运动机构6的活动端与地面接触；内腿第三直线运动机构7、内腿第四直线运动机构8固定在第二内腿架16两端；内腿第三直线运动机构7的固定端与第二内腿架16固定相连，内腿第三直线运动机构7的活动端与地面接触；内腿第四直线运动机构8的固定端与第二内腿架16固定相连，内腿第四直线运动机构8的活动端与地面接触；外腿架14与第一内腿架15相连接。
外腿架14与第一内腿架15是通过转动关节11相连接。
外腿第一直线运动机构1、外腿第二直线运动机构2、外腿第三直线运动机构3、外腿第四直线运动机构4、内腿第一直线运动机构5、内腿第二直线运动机构6、内腿第三直线运动机构7、内腿第四直线运动机构8采用非气动的直线运动机构。
采用这样的结构后，外腿第一直线运动机构1、外腿第二直线运动机构2、外腿第三直线运动机构3、外腿第四直线运动机构4、外腿第一光轴12与外腿第二光轴13作为一个整体通过外腿第一水平直线运动机构9在外腿第一光轴12上做直线运动，通过外腿第二水平直线运动机构10在外腿第二光轴13上做直线运动，从而实现机器人的前进和后退；通过转动关节11实现机器人的转向运动；外腿第一直线运动机构1、外腿第二直线运动机构2、外腿第三直线运动机构3、外腿第四直线运动机构4、内腿第一直线运动机构5、内腿第二直线运动机构6、内腿第三直线运动机构7、内腿第四直线运动机构8采用非气动的直线运动机构，既可以根据的高低情况调节各自的行程以适应复杂的地形，又可以在机器人运动过程中重心突变时迅速对受力的变化产生相应保持机器人身体的平衡。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明无费力杠杆效应的步行机器人的结构示意图。
具体实施方式
本发明无费力杠杆效应的步行机器人，包含外腿第一直线运动机构1、外腿第二直线运动机构2、外腿第三直线运动机构3、外腿第四直线运动机构4、内腿第一直线运动机构5、内腿第二直线运动机构6、内腿第三直线运动机构7、内腿第四直线运动机构8、外腿第一水平直线运动机构9、外腿第二水平直线运动机构10、转动关节11、外腿第一光轴12、外腿第二光轴13、外腿架14、第一内腿架15、第二内腿架16、第三内腿架17。
本发明无费力杠杆效应的步行机器人的外腿包含外腿第一直线运动机构1、外腿第二直线运动机构2、外腿第三直线运动机构3、外腿第四直线运动机构4、外腿第一水平直线运动机构9、外腿第二水平直线运动机构10、外腿第一光轴12、外腿第二光轴13、外腿架14。外腿第一直线运动机构1、外腿第二直线运动机构2、外腿第三直线运动机构3、外腿第四直线运动机构4可以根据地面的高低情况调节各自的行程，使机器人身体保持水平，所以本发明可以适应复杂的地形。外腿架14与外腿第一水平直线运动机构9固定相连；外腿架14与外腿第二水平直线运动机构10固定相连。外腿第一直线运动机构1、外腿第二直线运动机构2分别固定在外腿第一光轴12的两端；外腿第一直线运动机构1的固定端与外腿第一光轴12固定相连，外腿第一直线运动机构1的活动端与地面接触，以提供支持力，保持机器人身体的平衡；外腿第二直线运动机构2的固定端与外腿第一光轴12固定相连，外腿第二直线运动机构2的活动端与地面接触，以提供支持力，保持机器人身体的平衡；外腿第三直线运动机构3、外腿第四直线运动机构4分别固定在外腿第二光轴13的两端；外腿第三直线运动机构3的固定端与外腿第二光轴13固定相连，外腿第三直线运动机构3的活动端与地面接触，以提供支持力，保持机器人身体的平衡；外腿第四直线运动机构4的固定端与外腿第二光轴13固定相连，外腿第四直线运动机构4的活动端与地面接触，以提供支持力，保持机器人身体的平衡；外腿第一水平直线运动机构9在外腿第一光轴12上做直线运动；外腿第二水平直线运动机构10在外腿第二光轴13上做直线运动。
本发明无费力杠杆效应的步行机器人的内腿包含内腿第一直线运动机构5、内腿第二直线运动机构6、内腿第三直线运动机构7、内腿第四直线运动机构8、第一内腿架15、第二内腿架16、第三内腿架17。内腿第一直线运动机构5、内腿第二直线运动机构6、内腿第三直线运动机构7、内腿第四直线运动机构8可以根据地面的高低情况调节各自的行程，使机器人身体保持水平，所以本发明可以适应复杂的地形。内腿第一直线运动机构5、内腿第二直线运动机构6分别固定在第三内腿架17的两端；内腿第三直线运动机构7、内腿第四直线运动机构8分别固定在第二内腿架16的两端。第一内腿架15与第二内腿架16固定相连；第一内腿架15与第三内腿架17固定相连。内腿第一直线运动机构5、内腿第二直线运动机构6固定在第三内腿架17两端；内腿第一直线运动机构5的固定端与第三内腿架17固定相连，内腿第一直线运动机构5的活动端与地面接触，以提供支持力，保持机器人身体的平衡；内腿第二直线运动机构6的固定端与第三内腿架17固定相连，内腿第二直线运动机构6的活动端与地面接触，以提供支持力，保持机器人身体的平衡；内腿第三直线运动机构7、内腿第四直线运动机构8固定在第二内腿架16两端；内腿第三直线运动机构7的固定端与第二内腿架16固定相连，内腿第三直线运动机构7的活动端与地面接触，以提供支持力，保持机器人身体的平衡；内腿第四直线运动机构8的固定端与第二内腿架16固定相连，内腿第四直线运动机构8的活动端与地面接触，以提供支持力，保持机器人身体的平衡。
本发明无费力杠杆效应的步行机器人的内腿架包含第一内腿架15、第二内腿架16、第三内腿架17，内腿架由于安装内腿上的各个部件。
本发明无费力杠杆效应的步行机器人的外腿和内腿通过转动关节11相连，这样本发明无费力杠杆效应的步行机器人的外腿可以相对于内腿做旋转运动，从而实现机器人的转向运动。
外腿第一直线运动机构1、外腿第二直线运动机构2、外腿第三直线运动机构3、外腿第四直线运动机构4、外腿第一光轴12与外腿第二光轴13作为一个整体通过外腿第一水平直线运动机构9在外腿第一光轴12上做直线运动，通过外腿第二水平直线运动机构10在外腿第二光轴13上做直线运动，从而实现机器人的前进和后退。
外腿第一直线运动机构1、外腿第二直线运动机构2、外腿第三直线运动机构3、外腿第四直线运动机构4、内腿第一直线运动机构5、内腿第二直线运动机构6、内腿第三直线运动机构7、内腿第四直线运动机构8都采用非气动的直线运动机构。因为机器人在前进或者后退时重心发生变化，气动直线运动机构不能快速相应其受力的变化，表现为当气动直线运动机构受力突然增加时其行程突然变短；当气动直线运动机构受力突然减少时其行程突然变长。所以如果采用气动的直线运动机构则机器人在重心突然变化时会产生倾斜，严重时会使机器人发生倾覆。
本发明无费力杠杆效应的步行机器人的外腿第一直线运动机构1、外腿第二直线运动机构2、外腿第三直线运动机构3、外腿第四直线运动机构4、内腿第一直线运动机构5、内腿第二直线运动机构6、内腿第三直线运动机构7、内腿第四直线运动机构8优选电动缸。

Claims (3)

1.无费力杠杆效应的步行机器人，其特征在于：包含外腿第一直线运动机构(1)、外腿第二直线运动机构(2)、外腿第三直线运动机构(3)、外腿第四直线运动机构(4)、内腿第一直线运动机构(5)、内腿第二直线运动机构(6)、内腿第三直线运动机构(7)、内腿第四直线运动机构(8)、外腿第一水平直线运动机构(9)、外腿第二水平直线运动机构(10)、外腿第一光轴(12)、外腿第二光轴(13)、外腿架(14)、第一内腿架(15)、第二内腿架(16)、第三内腿架(17)；外腿架(14)与外腿第一水平直线运动机构(9)固定相连；外腿架(14)与外腿第二水平直线运动机构(10)固定相连；外腿第一直线运动机构(1)、外腿第二直线运动机构(2)分别固定在外腿第一光轴(12)的两端；外腿第一直线运动机构(1)的固定端与外腿第一光轴(12)固定相连，外腿第一直线运动机构(1)的活动端与地面接触；外腿第二直线运动机构(2)的固定端与外腿第一光轴(12)固定相连，外腿第二直线运动机构(2)的活动端与地面接触；外腿第三直线运动机构(3)、外腿第四直线运动机构(4)分别固定在外腿第二光轴(13)的两端；外腿第三直线运动机构(3)的固定端与外腿第二光轴(13)固定相连，外腿第三直线运动机构(3)的活动端与地面接触；外腿第四直线运动机构(4)的固定端与外腿第二光轴(13)固定相连，外腿第四直线运动机构(4)的活动端与地面接触；外腿第一水平直线运动机构(9)在外腿第一光轴(12)上做直线运动；外腿第二水平直线运动机构(10)在外腿第二光轴(13)上做直线运动；内腿第一直线运动机构(5)、内腿第二直线运动机构(6)分别固定在第三内腿架(17)的两端；内腿第三直线运动机构(7)、内腿第四直线运动机构(8)分别固定在第二内腿架(16)的两端；第一内腿架(15)与第二内腿架(16)固定相连；第一内腿架(15)与第三内腿架(17)固定相连；内腿第一直线运动机构(5)、内腿第二直线运动机构(6)固定在第三内腿架(17)两端；内腿第一直线运动机构(5)的固定端与第三内腿架(17)固定相连，内腿第一直线运动机构(5)的活动端与地面接触；内腿第二直线运动机构(6)的固定端与第三内腿架(17)固定相连，内腿第二直线运动机构(6)的活动端与地面接触；内腿第三直线运动机构(7)、内腿第四直线运动机构(8)固定在第二内腿架(16)两端；内腿第三直线运动机构(7)的固定端与第二内腿架(16)固定相连，内腿第三直线运动机构(7)的活动端与地面接触；内腿第四直线运动机构(8)的固定端与第二内腿架(16)固定相连，内腿第四直线运动机构(8)的活动端与地面接触；外腿架(14)与第一内腿架(15)相连接。
2.根据权利要求1所述的无费力杠杆效应的步行机器人，其特征在于：所述的外腿架(14)与第一内腿架(15)是通过转动关节(11)相连接。
3.根据权利要求1或2所述的无费力杠杆效应的步行机器人，其特征在于：所述的外腿第一直线运动机构(1)、外腿第二直线运动机构(2)、外腿第三直线运动机构(3)、外腿第四直线运动机构(4)、内腿第一直线运动机构(5)、内腿第二直线运动机构(6)、内腿第三直线运动机构(7)、内腿第四直线运动机构(8)采用非气动的直线运动机构。
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