CN117485447A - 一种六足机器人 - Google Patents
一种六足机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117485447A CN117485447A CN202311636275.XA CN202311636275A CN117485447A CN 117485447 A CN117485447 A CN 117485447A CN 202311636275 A CN202311636275 A CN 202311636275A CN 117485447 A CN117485447 A CN 117485447A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- supporting leg
- rotating shaft
- supporting
- robot
- main body
- 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.)
- Pending
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 27
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 claims abstract description 22
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 6
- 230000008447 perception Effects 0.000 claims description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000037230 mobility Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005021 gait Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- 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
- B62D57/032—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 with alternately or sequentially lifted supporting base and legs; with alternately or sequentially lifted feet or skid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明揭示了一种六足机器人，机器人设有主体钢结构，所述主体钢结构的周边固定有六个支撑足，每个所述支撑足结构相同，所述支撑足顶部设有用于固定在主体钢结构上的支撑板，所述支撑板底面设有向下延伸的上支撑腿，所述上支撑腿下端通过上转轴与中间腿上端连接，所述中间腿下端通过下转轴与下支撑腿上端连接，所述下支撑腿的下端设有底座，所述底座上设有驱动轮。采用改进的步履式动力设计，通过调整大小臂的电动推杆可以实现机器人的角度调整，补偿地形凸凹高度差，进而能够在倾斜地形正常行驶。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域。
背景技术
传统的移动机器人结构有轮式的、履带式的以及足式的。轮式机器人的轮式结构决定了它在平坦的地面运行比较快且比较稳定，但其缺点是在崎岖的路面运动效率非常低下。履带式机器人是对轮式机器人的进一步升级，可以在崎岖地面上缓慢运动，但是由于履带式机器人的机动性比较差，因此在崎岖地面车身容易晃动，依然无法解决稳定性的问题。
足式的机器人是仿造昆虫结构进行改良而成。例如公开号为CN 116101399B，公开日为2023年6月20日，专利名称为《一种智能六足机器人》的公开文献，公开了一种智能六足机器人，包括六足机器人，六足机器人有机器人壳体和设置在机器人壳体外侧的六条机械腿组成，所述机器人壳体顶部一侧设有可收纳全方位摄像头，且机器人壳体顶部一侧开设有收纳槽，所述机器人壳体内部开设有腔体，涉及六足机器人技术领域。
这类机器人不仅可以在崎岖地面进行灵活运动，还可以像昆虫一样在很多复杂环境进行工作，比如爬楼梯等等。在对机器人结构设计的前期，我们做了大量的分析，最终决定采取类似蚂蚁结构的六足机器人。
但目前的六足机器人结构稳定性和移动性能上存在不足，需要研发一种既能满足特殊路况形状需求，也能满足铺装路面高速移动的机器人结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种适应性、机动性均衡的机器人结构。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种六足机器人，机器人设有主体钢结构，所述主体钢结构的周边固定有六个支撑足，每个所述支撑足结构相同，所述支撑足顶部设有用于固定在主体钢结构上的支撑板，所述支撑板底面设有向下延伸的上支撑腿，所述上支撑腿下端通过上转轴与中间腿上端连接，所述中间腿下端通过下转轴与下支撑腿上端连接，所述下支撑腿的下端设有底座，所述底座上设有驱动轮。
所述上转轴向外延伸凸出有上驱动齿，所述上转轴向外延伸凸出有下驱动齿，所述中间腿上固定有两个独立的驱动电机，所述驱动电机驱动动力齿轮转动，两个动力齿轮分别通过皮带连接上驱动齿和下驱动齿，两个所述驱动电机通过驱动上转轴和下转轴转动使上支撑腿和下支撑腿相对中间腿摆动。
所述驱动轮向外延伸凸出有从动齿轮，所述下支撑腿上设有行动电机，所述行动电机的输出轴上固定有主动齿轮转动，所述主动齿轮通过皮带连接从动齿轮。
所述主体钢结构边缘设有支撑腿升降装置，每个所述支撑足固定在独立的支撑腿升降装置上。
所述上支撑腿和支撑板之间设有转轴，所述中间腿与伸缩杆一端固接，所述伸缩杆另一端连接主体钢结构上的支撑腿摆动装置。
所述主体钢结构整体呈六边形的扁平结构，所述支撑腿升降装置分别固定在主体钢结构六个边的中间位置。
所述转轴、上转轴和下转轴上均设有角度传感器，所述角度传感器连接并输出感应信号至控制器。
所述支撑腿升降装置上设有升降位置传感器，所述升降位置传感器连接并输出感应信号至控制器。
所述主体钢结构上固定有电池、控制器、运载舱和感知导航器件。
本发明采用导电滑环的设计，防止因为通过崎岖地面造成的履带方向偏转以及履带小车不能自由转动的问题，实现机器人360。无死角转动，适应各种复杂的地形，采用挂胶履带的设计，更换不同种类的履带模块以应对履带的损伤与不同的地形；采用改进的步履式动力设计，通过调整大小臂的电动推杆可以实现机器人的角度调整，补偿地形凸凹高度差，进而能够在倾斜地形正常行驶。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为六足机器人结构；
图2为单个支撑足结构；
上述图中的标记均为：1、支撑腿升降装置；2、支撑腿摆动装置；3、主体钢结构；4、支撑足；5、支撑板；6、上支撑腿；7、中间腿；8、下支撑腿；9、底座；10、上转轴；11、下转轴；12、驱动轮。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
六足机器人设有主体钢结构3，主体钢结构3为扁平的主体结构，一般采用六边形，方便等夹角固定六足，主体钢结构3的周边固定有六个支撑足4，每个支撑足4的结构相同，如图2所示，支撑足4顶部设有用于固定在主体钢结构3上的支撑板5，具有两个关节，分别是上转轴10和下转轴11，同一个支撑足4的上转轴10和下转轴11轴线水平且相互平行。
支撑板5底面设有向下延伸的上支撑腿6，上支撑腿6下端通过上转轴10与中间腿7上端连接，中间腿7下端通过下转轴11与下支撑腿8上端连接，下支撑腿8的下端设有底座9，底座9上设有驱动轮12，这样的六足布局，不仅可以在崎岖地面进行灵活运动，还可以像昆虫一样在很多复杂环境进行工作，比如爬楼梯等等，基于云端的控制***设计和近距离人机交互控制***设计。
驱动轮12向外延伸凸出有从动齿轮，下支撑腿8上设有行动电机，述行动电机的输出轴上固定有主动齿轮转动，主动齿轮通过皮带连接从动齿，使得每个驱动轮12能够成为一个动力源，通过转动带动机器人在铺装路面快速行动，因为每个轮子的朝向不同，为了方便转向和保持车辆平稳，上支撑腿6和支撑板5之间设有转轴，转轴的中轴线垂直于地面，中间腿7与伸缩杆一端固接，伸缩杆另一端连接主体钢结构3上的支撑腿摆动装置2，通过支撑腿摆动装置2可以驱动转轴旋转，是的整个支撑足4相对于支撑板5偏转，从而实现驱动轮12的角度变化，使其中部分驱动轮12同向偏转，方便轮式运动。
模拟昆虫的动力源可以通过驱动上转轴10和下转轴11进行，例如，上转轴10向外延伸凸出有上驱动齿，上转轴10向外延伸凸出有下驱动齿，所述中间腿7上固定有两个独立的驱动电机，驱动电机驱动动力齿轮转动，两个动力齿轮分别通过皮带连接上驱动齿和下驱动齿，两个驱动电机通过驱动上转轴10和下转轴11转动使上支撑腿6和下支撑腿8相对中间腿7摆动，通过相互间的协调动作，就可以模拟昆虫运动，克服复杂路况行走。
此外，主体钢结构3边缘设有支撑腿升降装置1，每个支撑足4固定在独立的支撑腿升降装置1上。通过独立的支撑腿升降装置1，步履式全地形六足机器人，有多种模式可供选择，在避障模式下，可通过六足上下和前后移动越过裂隙及石块等障碍物在自我保护的模式下，可通过降低车体高度来减小受风面积，提高机器人的稳定性，等周围环境恢复正常再继续保持运动。与传统的机器人相比，模式更为多样，遇到各种复杂地形和多种突发情况可转换成对应的运动模式针对性地前进。通过实验表明，机器人实现了在不同的地形环境下，采用不同的工作模式，可以安全、稳定、灵活的运行，具有一定的实用价值。
为了精准控制机器人，转轴、上转轴10和下转轴11上均设有角度传感器，角度传感器连接并输出感应信号至控制器，此外支撑腿升降装置1上设有升降位置传感器，升降位置传感器连接并输出感应信号至控制器。控制器进行整体控制，主体钢结构3上固定有电池、控制器、运载舱和感知导航器件。感知导航器件自动化识别、导航等工作。
在机器人步行时，不是六足同时直线前进，而是将三对足分成两组，以三角形支架结构交替前行，称为三角步态，其中身体左侧前后足及对侧中足为一组，其余的为另一组，分别组成两个三角形，当一组三角形的腿提起，另一组原地不动，支撑身体，因此身体以中足为支点略微转动，同时机器人的重心落在另一组足上，然后再重复前一组动作，周而复始前进，这种行走方式的重心重是落在三角支架之内，因此具有很好的稳定性。
在避障模式下，可通过六足上下和前后移动越过裂隙及石块等障碍物；在自我保护的模式下，可通过降低车体高度来减小受风面积，提高机器人的稳定性，等周围环境恢复正常再继续保持运动。与传统的机器人相比，模式更为多样，遇到各种复杂地形和多种突发情况可转换成对应的运动模式针对性地前进。通过实验表明，机器人实现了在不同的地形环境下，采用不同的工作模式，可以安全、稳定、灵活的运行，具有一定的实用价值。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种六足机器人，机器人设有主体钢结构，所述主体钢结构的周边固定有六个支撑足，每个所述支撑足结构相同，其特征在于：所述支撑足顶部设有用于固定在主体钢结构上的支撑板，所述支撑板底面设有向下延伸的上支撑腿，所述上支撑腿下端通过上转轴与中间腿上端连接，所述中间腿下端通过下转轴与下支撑腿上端连接，所述下支撑腿的下端设有底座，所述底座上设有驱动轮。
2.根据权利要求1所述的六足机器人，其特征在于：所述上转轴向外延伸凸出有上驱动齿，所述上转轴向外延伸凸出有下驱动齿，所述中间腿上固定有两个独立的驱动电机，所述驱动电机驱动动力齿轮转动，两个动力齿轮分别通过皮带连接上驱动齿和下驱动齿，两个所述驱动电机通过驱动上转轴和下转轴转动使上支撑腿和下支撑腿相对中间腿摆动。
3.根据权利要求2所述的六足机器人，其特征在于：所述驱动轮向外延伸凸出有从动齿轮，所述下支撑腿上设有行动电机，所述行动电机的输出轴上固定有主动齿轮转动，所述主动齿轮通过皮带连接从动齿轮。
4.根据权利要求1、2或3所述的六足机器人，其特征在于：所述主体钢结构边缘设有支撑腿升降装置，每个所述支撑足固定在独立的支撑腿升降装置上。
5.根据权利要求4所述的六足机器人，其特征在于：所述上支撑腿和支撑板之间设有转轴，所述中间腿与伸缩杆一端固接，所述伸缩杆另一端连接主体钢结构上的支撑腿摆动装置。
6.根据权利要求5所述的六足机器人，其特征在于：所述主体钢结构整体呈六边形的扁平结构，所述支撑腿升降装置分别固定在主体钢结构六个边的中间位置。
7.根据权利要求6所述的六足机器人，其特征在于：所述转轴、上转轴和下转轴上均设有角度传感器，所述角度传感器连接并输出感应信号至控制器。
8.根据权利要求7所述的六足机器人，其特征在于：所述支撑腿升降装置上设有升降位置传感器，所述升降位置传感器连接并输出感应信号至控制器。
9.根据权利要求8所述的六足机器人，其特征在于：所述主体钢结构上固定有电池、控制器、运载舱和感知导航器件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311636275.XA CN117485447A (zh) | 2023-12-01 | 2023-12-01 | 一种六足机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311636275.XA CN117485447A (zh) | 2023-12-01 | 2023-12-01 | 一种六足机器人 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117485447A true CN117485447A (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=89678241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311636275.XA Pending CN117485447A (zh) | 2023-12-01 | 2023-12-01 | 一种六足机器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117485447A (zh) |
-
2023
- 2023-12-01 CN CN202311636275.XA patent/CN117485447A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105667622B (zh) | 一种具有三段机体的六轮足式移动机器人 | |
| CN101948011B (zh) | 一种六足万向行走的多功能月球探测机器人 | |
| CN108556938B (zh) | 全地形机器人 | |
| CN101890986B (zh) | 一种可变形适应全地形的机器人行走机构 | |
| CN107554637B (zh) | 一种六足越障机器人 | |
| CN201760877U (zh) | 一种可变形适应全地形的机器人行走机构 | |
| CN209454890U (zh) | 一种轮式爬行式自由切换六足机器人 | |
| CN110843952B (zh) | 一种可轮式运动的双足机器人及其工作方法 | |
| CN110217299A (zh) | 多功能通用型机器人底盘 | |
| CN109866552B (zh) | 轮足变形式机器人行走机构 | |
| CN105151153A (zh) | 一种轮腿复合式六足机器人移动平台 | |
| CN112373594A (zh) | 一种轮腿混合驱动式矿用变胞机器人 | |
| CN108556939B (zh) | 一种全地形移动探测机器人 | |
| CN203806022U (zh) | 能够适应核电站等复杂非结构化环境的轮履复合型机器人 | |
| CN207292192U (zh) | 变形多轮式全地形机器人行走机构 | |
| CN113635721A (zh) | 一种空陆两栖双足轮多模式行走飞行仿生机器人 | |
| CN113173216A (zh) | 机器人的移动装置及机器人 | |
| CN109823424B (zh) | 一种具有攀爬楼梯功能的履带式机器人 | |
| CN105539628A (zh) | 一种轮腿式蟑螂形仿生机器人 | |
| CN210634664U (zh) | 一种可避障蜘蛛六足机器人 | |
| CN109334793B (zh) | 一种轮履交替式全地形车 | |
| CN212828739U (zh) | 一种轮履复合小车 | |
| CN117485447A (zh) | 一种六足机器人 | |
| CN114074723A (zh) | 一种基于麦克纳姆轮的轮履式移动机器人 | |
| CN112172956A (zh) | 一种四轮四足机器人底盘 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |