CN112829849B - 一种四足步行机器人 - Google Patents
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Abstract
一种四足步行机器人,它包括机身、四条结构相同的单自由度并联机械腿和电控模块,其中,所述四条单环并联机械腿固定连接在机身上;所述电控模块固定安装在机身上;所述每条单环并联机械腿包括三自由度驱动***、平行四边形机构和足趾;所述平行四边形机构的两个驱动连杆分别和三自由度驱动***的两个输出连杆为同一连杆;所述足趾固接于平行四边形机构输出杆的末端。三自由度驱动***驱动平行四边形机构,使得平行四边形机构的输出连杆具有两转一移三个自由度。本发明的四足步行机器人机械腿所有电机均安装在基座上,运动灵活,运动速度快,机构简单,工作空间大,承载能力强,易于防护。
Description
技术领域
本发明专利属于机器人技术领域,特别涉及一种四足步行机器人。
背景技术
步行机器人由于落足点离散,能够适应复杂的路面,适应能力强,运动灵活等优点在探测,巡检等领域具有较为广泛的运用前景。现有的步行机器人的机械腿有单自由度多连杆机构,二自由度平面机构,多自由度串联机构,并联机构,串并混联机构,这些机构都被广泛的研究,其中一些被成功的用于设计步行机器人。然而,这些机械腿既有自己的优点又各自的不足,一些机械腿控制简单但灵活性差,灵活性好但承载能力差,承载能力好但工作空间小、结构复杂等。这些问题导致了步行机器人在一些工程应用中的局限性,不能满足如结构简单紧凑、承载能力好、工作空间大等要求。因此设计一种机构简单紧凑、工作空间大、承载能力好、各项性能均衡的四足步行机器人,可拓展步行机器人在工程实际领域的运用。
发明内容
本发明主要解决的技术问题在于提供一种机构简单紧凑、工作空间大、承载能力好、各项性能均衡的四足步行机器人。发明的四足步行机器人的每条腿为三自由度单环并联机构,具有两个转动和一个移动自由度,运动灵活。
本发明解决技术问题采用的方案是:
一种四足步行机器人包括机身、四条结构相同的单环并联机械腿和电控模块,其特征在于:
所述每条单环并联机械腿包括三自由度驱动***、平行四边形机构和足趾。
所述三自由度驱动***包括基座、第一驱动电机支座、第一驱动电机、第一驱动连杆、第四连杆、第六连杆、第二驱动电机支座、第二驱动电机、第二驱动连杆、第一转轴、第五输出连杆、公共转轴、第七输出连杆、第三驱动电机支座、第三驱动电机、第三驱动连杆、第二转轴、第三转轴。
进一步的,所述第一驱动电机支座通过螺栓固定安装在基座上;所述第一驱动电机通过螺栓固定安装在第一驱动电机支座上;所述第一驱动连杆与第一驱动电机输出转轴固定连接;第二驱动电机支座通过螺栓固定安装在基座上;所述第二驱动电机通过螺栓固定安装在第二驱动电机支座上;所述第二驱动连杆与第二驱动电机输出转轴固定连接;所述第四连杆通过第一转轴与第二驱动连杆连接形成转动副;所述第五输出连杆通过第二转轴与第四连杆连接形成转动副;所述第三驱动电机支座通过螺栓固定安装在基座上;所述第三驱动电机通过螺栓固定安装在第三驱动电机支座上;所述第三驱动连杆与第三驱动电机输出转轴固定连接;所述第六连杆通过第三转轴与第三驱动连杆连接形成转动副;所述第七输出连杆与第六连杆连接形成转动副;所述第一驱动连杆的末端、第五输出连杆、第七输出连杆通过公共转轴连接形成共轴复合转动副。
所述平行四边形机构包括第五输出连杆、公共转轴、第七输出连杆、第四转轴、第八连杆、第五转轴、第九输出连杆、第六转轴。
进一步的,所述第五输出连杆通过公共转轴与第七输出连杆连接形成转动副;所述第八连杆通过第四转轴与第七输出连杆相连形成转动副;所述第九输出连杆通过第六转轴与第五输出连杆连接形成转动副;所述第九输出连杆通过第五转轴与第八连杆连接形成转动副。
进一步的,所述平行四边形机构的第五输出连杆和三自由度驱动***的第五输出连杆为同一连杆;所述平行四边形机构的第七输出连杆和三自由度驱动***的第七输出连杆为同一连杆;所述足趾固接在平行四边形机构的第九输出连杆的末端;所述四条单环并联机械腿通过螺栓固定连接在机身上;所述电控模块固定安装在机身上,用于控制驱动电机;所述所有驱动电机均安装于基座减少机械腿的惯性。
本发明的一种四足步行机器人,每条机械腿为具有两转一移运动的三自由度的单环并联机械腿,其有益技术效果是:1、设计了一种三自由度驱动***,所有电机均安装在机身上,减少了机械腿惯性,且易于防护。2、单环并联机械腿结构简单,承载能力好,工作空间大。3、四足步行机器人能够全向运动,运动灵活,运动速度快,地面适应能力强。
附图说明
图1是本发明的一种四足步行机器人的整体结构示意图;
图2是本发明的三自由度单环并联机械腿的结构示意图;
图3是本发明的三自由度驱动***的结构示意图(一);
图4是本发明的三自由度驱动***的结构示意图(二);
图5是本发明的平行四边形机构的结构示意图;
1.机械腿,2.机械腿,3.机械腿,4.机械腿,5.机身,6.电控模块
7.三自由度驱动***,8.平行四边形机构,9.足趾
701.基座,702.第一驱动电机支座,703.第一驱动电机,704.第一驱动连杆,705.第四连杆,706.第六连杆,707.第二驱动电机支座,708.第二驱动电机,709.第二驱动连杆,710.第一转轴,711.第五输出连杆,712.公共转轴,713.第七输出连杆,714.第三驱动电机支座,715.第三驱动电机,716.第三驱动连杆,717.第二转轴,718.第三转轴
801.第四转轴,802.第八连杆,803.第五转轴,804,第九输出连杆,805.第六转轴
具体实施方式
为进一步了解本发明提供的一种四足步行机器人,下面结合附图和详细实施例对本发明进行具体阐述。
图1为本发明提供的一种四足步行机器人的整体结构示意图,在图1中,四足步行机器人包括四条机构相同的三自由度单环并联机械腿(1、2、3和4),机身(5),电控模块(6)。
图2为本发明提供的三自由度单环并联机械腿(1)的整体结构示意图,在图2中,所述三自由度单环并联机械腿(1)包括三自由度驱动***(7)、平行四边形机构(8)、足趾(9)。
图3、4为本发明提供的三自由度单环并联机械腿(1)的三自由度驱动***(7)的结构示意图,在图3、4中,所述三自由度驱动***(7)包括基座(701)、第一驱动电机支座(702)、第一驱动电机(703)、第一驱动连杆(704)、第四连杆(705)、第六连杆(706)、第二驱动电机支座(707)、第二驱动电机(708)、第二驱动连杆(709)、第一转轴(710)、第五输出连杆(711)、公共转轴(712)、第七输出连杆(713)、第三驱动电机支座(714)、第三驱动电机(715)、第三驱动连杆(716)、第二转轴(717)、第三转轴(718)。第一驱动电机支座(702)通过螺栓固定安装在基座(701)上。第一驱动电机(703)通过螺栓固定安装在第一驱动电机支座(702)上。第一驱动连杆(704)与第一驱动电机(703)输出转轴固定连接。第二驱动电机支座(707)通过螺栓固定安装在基座(701)上。第二驱动电机(708)通过螺栓固定安装在第二驱动电机支座(707)上。第二驱动连杆(709)与第二驱动电机(708)输出转轴固定连接。第四连杆(705)通过第一转轴(710)与第二驱动连杆(709)连接形成转动副。第五输出连杆(711)通过第二转轴(717)与第四连杆(705)连接形成转动副。第三驱动电机支座(714)通过螺栓固定安装在基座(701)上。第三驱动电机(715)通过螺栓固定安装在第三驱动电机支座(714)上。第三驱动连杆(716)与第三驱动电机(715)输出转轴固定连接。第六连杆(706)通过第三转轴(718)与第三驱动连杆(716)连接形成转动副。第七输出连杆(713)与第六连杆(706)连接形成转动副。第一驱动连杆(704)的末端、第五输出连杆(711)、第七输出连杆(713)通过公共转轴(712)连接形成共轴复合转动副。
图5为本发明提供的三自由度单环并联机械腿(1)中的平行四边形机构(8)的结构示意图,在图5中,所述平行四边形机构(8)包括第五输出连杆(711)、公共转轴(712)、第七输出连杆(713)、第四转轴(801)、第八连杆(802)、第五转轴(803)、第九输出连杆(804)、第六转轴(805)。第五输出连杆(711)通过公共转轴(712)与第七输出连杆(713)连接形成转动副。第八连杆(802)通过第四转轴(801)与第七输出连杆(713)连接形成转动副。第九输出连杆(804)通过第六转轴(805)与第五输出连杆(711)连接形成转动副。第九输出连杆(804)通过第五转轴(803)与第八连杆(802)连接形成转动副。
本发明提供的三自由度单环并联机械腿(1)的平行四边形机构(8)的第五输出连杆(711)和三自由度驱动***(7)的第五输出连杆(711)为同一连杆。平行四边形机构(8)的第七输出连杆(713)和三自由度驱动***(7)的第七输出连杆(713)为同一连杆。足趾(9)固接在平行四边形机构(8)的第九输出连杆(804)的末端。三自由度单环并联机械腿(1)由三个固定于基座(701)驱动电机(703、708和715)驱动,具有两转一移三个自由度。
本发明的一种四足步行机器人,四条单环并联机械腿(1、2、3和4)通过螺栓固定连接在机身(5)上。电控模块(6)固定安装在机身(5)上,用于控制驱动电机(703、708和715)。所有驱动电机(703、708和715)均安装于基座(701)减少机械腿的惯性。单环并联机械腿(1、2、3和4)具有两转一移运动的三个个自由度,单环并联机械腿(1、2、3和4)结构简单,承载能力好,工作空间大。四足步行机器人运动灵活,运动速度快,地面适应能力强。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此而限制本发明的专利范围,凡是利用说明书及附图内容所作的等效结构或变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种四足步行机器人,其主要结构特征为四条由三自由度驱动***驱动的单环并联机械腿以螺栓连接的形式固定安装在机身上,其机械腿特征为:机械腿包含具有三个自由度和两个输出杆的三自由度驱动***和被动四杆行走机构两个部分,其中三自由度驱动***的七个连杆的关节轴线均交于一点,三自由度驱动***包括基座、第一驱动电机支座、第一驱动电机、第一驱动连杆、第四连杆、第六连杆、第二驱动电机支座、第二驱动电机、第二驱动连杆、第一转轴、第五输出连杆、公共转轴、第七输出连杆、第三驱动电机支座、第三驱动电机、第三驱动连杆、第二转轴和第三转轴,所述第一驱动电机支座通过螺栓固定安装在基座上,所述第一驱动电机通过螺栓固定安装在第一驱动电机支座上,所述第一驱动连杆与第一驱动电机输出转轴固定连接,所述第二驱动电机支座通过螺栓固定安装在基座上,所述第二驱动电机通过螺栓固定安装在第二驱动电机支座上,所述第二驱动连杆与第二驱动电机输出转轴固定连接,所述第四连杆通过第一转轴与第二驱动连杆连接形成转动副,所述第五输出连杆通过第二转轴与第四连杆连接形成转动副,所述第三驱动电机支座通过螺栓固定安装在基座上,所述第三驱动电机通过螺栓固定安装在第三驱动电机支座上,所述第三驱动连杆与第三驱动电机输出转轴固定连接,所述第六连杆通过第三转轴与第三驱动连杆连接形成转动副,所述第七输出连杆与第六连杆连接形成转动副,所述第一驱动连杆的末端、第五输出连杆、第七输出连杆通过公共转轴连接形成共轴复合转动副,三自由度驱动***的两个输出杆作为被动的四杆行走机构的输入形成单环结构,行走机构在平面内运动,驱动***驱动行走机构实现空间三维运动,所述驱动电机均安装在基座上提高了机构的运动学及动力学性能。
2.根据权利要求1所述的四足机器人,其机械腿四杆行走机构的特征为:该机构为单环并联机械腿的被动执行端,其运动由上述三自由度驱动***实现,所述四杆机构包括第五输出连杆、公共转轴、第七输出连杆、第四转轴、第八连杆、第五转轴、第九输出连杆和第六转轴,将第五输出连杆作为两个输出杆中的一个输出杆,将第七输出连杆作为两个输出杆中的另一输出杆,第五输出连杆通过公共转轴与第七输出连杆连接形成转动副,公共转轴一端与第一驱动连杆连接实现空间一转动,第八连杆通过第四转轴与第七输出连杆连接形成转动副,第九输出连杆通过第六转轴与第五输出连杆连接形成转动副,第九输出连杆通过第五转轴与第八连杆连接形成转动副,第二、三驱动连杆通过转动副驱动第五、第七输出连杆实现平面内一维转动和一维移动,第一驱动连杆控制四杆机构沿平面内固定轴线的一维转动,实现二转一移三个自由度,单环并联机械腿足趾能够沿三维空间中任意曲线运动。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101301756A (zh) * | 2008-05-29 | 2008-11-12 | 燕山大学 | 具有偏置输出的3自由度球面并联人形机器人仿生髋关节 |
CN101758867A (zh) * | 2010-02-03 | 2010-06-30 | 常爱军 | 一种采用复合驱动方式的四足步行机器人 |
CN204110201U (zh) * | 2014-10-15 | 2015-01-21 | 吉林大学 | 一种用于六足机器人的多自由度行走*** |
CN105856250A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-17 | 燕山大学 | 一种四足步行机器人 |
CN205521367U (zh) * | 2016-01-26 | 2016-08-31 | 南京航空航天大学 | 一种三自由度转动的并联机构 |
CN109178137A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-11 | 燕山大学 | 基于三自由度机械腿的多足机器人 |
CN109848969A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-06-07 | 上海工程技术大学 | 一种用于虚轴机床和机器人的解耦三转动自由度并联机构 |
JP2019119017A (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-22 | ファナック株式会社 | パラレルリンクロボット |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112193346B (zh) * | 2020-11-09 | 2024-07-16 | 大连工业大学 | 一种并联四足机器狗 |
-
2021
- 2021-01-12 CN CN202110037327.6A patent/CN112829849B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101301756A (zh) * | 2008-05-29 | 2008-11-12 | 燕山大学 | 具有偏置输出的3自由度球面并联人形机器人仿生髋关节 |
CN101758867A (zh) * | 2010-02-03 | 2010-06-30 | 常爱军 | 一种采用复合驱动方式的四足步行机器人 |
CN204110201U (zh) * | 2014-10-15 | 2015-01-21 | 吉林大学 | 一种用于六足机器人的多自由度行走*** |
CN205521367U (zh) * | 2016-01-26 | 2016-08-31 | 南京航空航天大学 | 一种三自由度转动的并联机构 |
CN105856250A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-17 | 燕山大学 | 一种四足步行机器人 |
JP2019119017A (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-22 | ファナック株式会社 | パラレルリンクロボット |
CN109178137A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-11 | 燕山大学 | 基于三自由度机械腿的多足机器人 |
CN109848969A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-06-07 | 上海工程技术大学 | 一种用于虚轴机床和机器人的解耦三转动自由度并联机构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112829849A (zh) | 2021-05-25 |
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