CN209270244U - 一种助行机器人的步进机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种助行机器人的步进机构，所述步进机构包括支撑脚组，所述支撑脚组包括第一支撑腿、第二支撑腿、第一转动轴、第二转动轴、转动轮、导向结构以及驱动件，所述第一支撑腿通过所述第一转动轴偏心设于所述转动轮上，所述第二支撑腿通过所述第二转动轴偏心设于所述转动轮上，所述第一转动轴和所述第二转动轴沿着所述转动轮的径向方向对称设于所述转动轮的两侧。利用所述转动轮可带动所述第一支撑腿和所述第二支撑腿的具备前后移动以及上下升降的动作，使得所述支撑腿组实现模仿人形态的双腿交替步进的动作，具备较好的跨越障碍的能力，受地形限制小，适用范围广，稳定可靠，安全性能高。

Description

一种助行机器人的步进机构

技术领域

本实用新型涉及辅助行走器械技术领域，尤其涉及一种助行机器人的步进机构。

背景技术

助行器主要是用于辅助行走不便的人走路的器械，传统的助行器装置主要为轮式助行器，主要结构包括框架以及导向轮组成，轮式助行器受地形影响较大，不能跨越阶梯，其次在上下坡的时候非常容易滑倒，存在较大的安全隐患，占用空间大。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供一种可实现模拟人类行走的足式助行机器人的步进机构。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种助行机器人的步进机构，所述步进机构设于主架体上，所述步进机构包括沿行走方向上左右对称设置的支撑脚组，所述支撑脚组包括第一支撑腿、第二支撑腿、第一转动轴、第二转动轴、转动轮、导向结构以及驱动件，所述驱动件与所述转动轮相连接，

所述第一支撑腿通过所述第一转动轴偏心设于所述转动轮上，所述第一支撑腿具有相对于所述第一转动轴周向旋转的自由度，

所述第二支撑腿通过所述第二转动轴偏心设于所述转动轮上，所述第二支撑腿具有相对于所述第二转动轴周向旋转的自由度，

所述第一转动轴和所述第二转动轴沿着所述转动轮的径向方向对称设于所述转动轮的两侧，所述第一支撑腿与所述第二支撑腿均设有导向结构。

作为优选方案，所述导向结构设于所述第一支撑腿的一端上和所述第二支撑腿的一端上，所述第一支撑腿的另一端和所述第二支撑腿的另一端为行走端，所述导向结构设于所述转动轮的上方。

作为优选方案，所述导向结构包括第一导向块和第二导向块，所述第一导向块和所述第二导向块均可转动地设于所述主架体上，所述第一导向块设有用于套设于所述第一支撑腿的第一导向槽，所述第一支撑腿具有相对于所述第一导向槽轴向滑动的自由度，所述第二导向块设有用于套设所述第二支撑腿的第二导向槽，所述第二支撑腿具有相对于所述第二导向槽轴向滑动的自由度。

作为优选方案，所述第一导向块与所述第二导向块的转动轴线在同一中心线上。

作为优选方案，所述第一导向槽和/或所述第二导向槽设有呈圆筒形的套筒。

作为优选方案，所述驱动件与所述转动轮之间设有传动杆，所述传动杆的两端与左右对称设置的所述支撑脚组的转动轮相连接。

作为优选方案，所述驱动件与所述传动杆之间设有传动结构。

作为优选方案，所述传动杆与所述转动轮之间设有传动结构。

作为优选方案，所述传动结构为带传动。

作为优选方案，所述带传动为半圆弧齿皮带。

本实用新型所提供的助行机器人的步进机构，与现有技术相比，其有益效果是：本实用新型的所述转动轮可带动偏心设置的第一转动轴与第二转动轴做圆周运动，从而可带动所述第一支撑腿和所述第二支撑腿执行前后移动以及上下升降的动作，所述导向结构用于引导所述第一支撑腿与所述第二支撑腿沿着一个导向点进行移动，使得所述第一支撑腿与所述第二支撑腿实现模仿人形态的双腿交替步进的动作，具备较好的跨越障碍的能力，受地形限制小，适用范围广，稳定可靠，安全性能高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为应用本实用新型实施例的步进机构的助行机器人的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的步进机构的支撑脚组内部侧视结构示意图。

图3为本实用新型实施例的步进机构的支撑脚组内部立体结构示意图。

图4为本实用新型实施例的步进机构的内部立体结构示意图。

图中：1.主架体；2.第一支撑腿；3.第二支撑腿；4.第一转动轴；5.第二转动轴；6.转动轮；7.第一导向块；8.第二导向块；9.第一套筒；10.第二套筒；11.驱动件；12.传动杆；13.主动轮；14.第一传动带；15.第二传动带。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型及简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造及操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图4所示，本实用新型优选的实施例提供了一种助行机器人的步进机构，所述步进机构设于主架体1上，所述步进机构包括沿行走方向上左右对称设置的支撑脚组，所述支撑脚组包括第一支撑腿2、第二支撑腿3、第一转动轴4、第二转动轴5、转动轮6、导向结构以及驱动件11，所述驱动件11与所述转动轮6相连接，所述第一支撑腿2通过所述第一转动轴4偏心设于所述转动轮6上，所述第一支撑腿2具有相对于所述第一转动轴4周向旋转的自由度，所述第二支撑腿3通过所述第二转动轴5偏心设于所述转动轮6上，所述第二支撑腿3具有相对于所述第二转动轴5周向旋转的自由度，所述第一转动轴4和所述第二转动轴5沿着所述转动轮6的径向方向对称设于所述转动轮6 的两侧，所述第一支撑腿2与所述第二支撑腿3均设有导向结构。

基于上述技术特征的助行机器人的步进机构，所述转动轮6可带动偏心设置的第一转动轴4与第二转动轴5做圆周运动，从而可带动所述第一支撑腿2 和所述第二支撑腿3执行前后移动以及上下升降的动作，所述导向结构用于引导所述第一支撑腿2与所述第二支撑腿3沿着一个导向点进行移动，所述第一转动轴4和所述第二转动轴5沿着所述转动轮6的径向方向对称设于所述转动轮6的两侧，实现所述第一支撑腿2与所述第二支撑腿3往相反的方向运动，使得所述第一支撑腿2与所述第二支撑腿3实现模仿人形态的双腿交替步进的动作，具备较好的跨越障碍的能力，受地形限制小，适用范围广，稳定可靠，安全性能高。

进一步的，所述导向结构设于所述第一支撑腿2的一端上和所述第二支撑腿3的一端上，所述第一支撑腿2的另一端和所述第二支撑腿3的另一端为行走端，所述导向结构设于所述转动轮6的上方，所述导向结构使用端部作为导向点，使得所述第一支撑腿2与所述第二支撑腿3的运动更加顺畅。

如图2至图4所示，所述导向结构包括第一导向块7和第二导向块8，所述第一导向块7和所述第二导向块8均可转动地设于所述主架体1上，所述第一导向块7设有用于套设于所述第一支撑腿2的第一导向槽(附图未标识)，所述第一支撑腿2具有相对于所述第一导向槽轴向滑动的自由度，所述第二导向块8 设有用于套设所述第二支撑腿3的第二导向槽(附图未标识)，所述第二支撑腿 3具有相对于所述第二导向槽轴向滑动的自由度，实现所述第一支撑腿2和所述第二支撑腿3分别沿着所述第一导向槽和所述第二导向槽进行导向滑动，同时，因为所述第一导向块7和所述第二导向块8可相对于所述主架体1转动，使得所述导向结构能配合所述第一支撑腿2与所述第二支撑腿3进行前后运动。

进一步的，为了保证所述第一支撑腿2和所述第二支撑腿3前进的步伐一致，所述第一导向块7与所述第二导向块8的转动轴线在同一中心线上，也就是所述第一导向块7与所述第二导向块8沿着同一直线进行转动。

进一步的，所述第一导向槽和所述第二导向槽设有呈圆筒形的套筒，实现所述第一导向槽，使得所述第一支撑腿2与所述第二支撑腿3的在槽内滑动更加顺畅，所述套筒可以用较光滑的材料制成，减少所述套筒与所述第一支撑腿2 或者所述第二支撑腿3之间的摩擦，具体的，在本实施例中，在所述第一导向槽内设有第一套筒9，在所述第二导向槽内设有第二套筒10。

进一步的，所述驱动件11与所述转动轮6之间设有传动杆12，所述传动杆 12的两端与左右对称设置的所述支撑脚组的转动轮6相连接，通过所述传动杆 12控制左右两侧的所述支撑腿组，减少控制源，同时可保证两组所述支撑腿组运动步伐更加一致。

进一步的，为了保证传动过程的平稳性，所述驱动件11与所述传动杆12 之间、所述传动杆12与所述转动轮6之间设有传动结构，所述传动结构优先采用传动带传动，所述驱动件11与所述传动杆12之间设有第一传动带14，所述传动杆12与所述转动轮6之间设有第二传动带15，所述第一传动带14与所述第二传动带15具有良好的弹性，在传动过程能缓和冲击和振动，传动平稳无噪音，成本较低，具体的，在本实施例中，所述传动杆12与所述第二传动带15 之间设有主动轮13，便于进行传动以及整体的装配，所述第一传动带14与所述第二传动带15均采用的半圆弧齿皮带，减少所述皮带打滑的概率。

所述第一导向块7与所述主架体1之间、所述第二导向与所述主架体1之间、所述第一转动轴4与所述第一支撑腿2之间、所述第二转动轴5与所述第二支撑腿3之间均设有转动轴承，实现转动连接。

另外，如图1所示，在本实施例中的助行机器人，所述主架体1上用于辅助行走的辅助脚，所述驱动件11为电机，通过调节所述导向结构的位置，可以对所述第一支撑腿2与所述第二支撑腿3的夹角进行调整，从而适应不同使用者的行走步伐。

综上所述，本实用新型实施例所述的助行机器人的步进机构具有以下优点： (1)通过所述转动轮6偏心带动所述第一支撑腿2和第二支撑腿3做前后移动以及上下升降的动作，实现模仿人形态的双腿交替步进的动作；(2)采用双脚步进的方式代替传统的轮子前行，稳定可靠，不易滑倒；(3)受地形限制小，可在凹凸不平的路面上行走，具备较好跨越障碍的性能；(4)具有自主前移的能力，与使用者的步伐相适应，舒适度更佳。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种助行机器人的步进机构，所述步进机构设于主架体上，其特征在于，所述步进机构包括沿行走方向上左右对称设置的支撑脚组，所述支撑脚组包括第一支撑腿、第二支撑腿、第一转动轴、第二转动轴、转动轮、导向结构以及驱动件，所述驱动件与所述转动轮相连接，

所述第一支撑腿通过所述第一转动轴偏心设于所述转动轮上，所述第一支撑腿具有相对于所述第一转动轴周向旋转的自由度，

所述第二支撑腿通过所述第二转动轴偏心设于所述转动轮上，所述第二支撑腿具有相对于所述第二转动轴周向旋转的自由度，

所述第一转动轴和所述第二转动轴沿着所述转动轮的径向方向对称设于所述转动轮的两侧，所述第一支撑腿与所述第二支撑腿均设有导向结构。

2.根据权利要求1所述的助行机器人的步进机构，其特征在于，所述导向结构设于所述第一支撑腿的一端上和所述第二支撑腿的一端上，所述第一支撑腿的另一端和所述第二支撑腿的另一端为行走端，所述导向结构设于所述转动轮的上方。

3.根据权利要求1所述的助行机器人的步进机构，其特征在于，所述导向结构包括第一导向块和第二导向块，所述第一导向块和所述第二导向块均可转动地设于所述主架体上，所述第一导向块设有用于套设于所述第一支撑腿的第一导向槽，所述第一支撑腿具有相对于所述第一导向槽轴向滑动的自由度，所述第二导向块设有用于套设所述第二支撑腿的第二导向槽，所述第二支撑腿具有相对于所述第二导向槽轴向滑动的自由度。

4.根据权利要求3所述的助行机器人的步进机构，其特征在于，所述第一导向块与所述第二导向块的转动轴线在同一中心线上。

5.根据权利要求3所述的助行机器人的步进机构，其特征在于，所述第一导向槽和/或所述第二导向槽设有呈圆筒形的套筒。

6.根据权利要求1所述的助行机器人的步进机构，其特征在于，所述驱动件与所述转动轮之间设有传动杆，所述传动杆的两端与左右对称设置的所述支撑脚组的转动轮相连接。

7.根据权利要求6所述的助行机器人的步进机构，其特征在于，所述驱动件与所述传动杆之间设有传动结构。

8.根据权利要求6所述的助行机器人的步进机构，其特征在于，所述传动杆与所述转动轮之间设有传动结构。

9.根据权利要求7或8所述的助行机器人的步进机构，其特征在于，所述传动结构为带传动。

10.根据权利要求9所述的助行机器人的步进机构，其特征在于，所述带传动为半圆弧齿皮带。