專利名稱：一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種教學(xué)用的機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景[0002]在技術(shù)領(lǐng)域中，機(jī)器人已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。其中，教育機(jī)器人是特別應(yīng)用于教育 領(lǐng)域的機(jī)器人，它應(yīng)當(dāng)是適用于教學(xué)，具有良好的性價(jià)比，具有開放性和可擴(kuò)展性，能夠根 據(jù)需要方便地增減功能模塊，以及具有友好的人機(jī)交互界面?，F(xiàn)有的教學(xué)機(jī)器人構(gòu)造復(fù)雜， 價(jià)格昂貴，難于普及到課堂教學(xué)。為了使教學(xué)機(jī)器人示教性更加強(qiáng)，更加大眾化，一般教學(xué) 是從簡(jiǎn)單的仿昆蟲的多足機(jī)器人入門學(xué)習(xí)，逐步深入到兩足人型機(jī)器人。多足機(jī)器人的自 由度及傳感器比較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能和組合性能良好，費(fèi)用相對(duì)低，更適合初級(jí)教學(xué)使用。 在現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)器人的腿部構(gòu)造設(shè)計(jì)具有多種樣式，例如，公告號(hào)C擬827823發(fā)明名稱為 ‘機(jī)械螃蟹’的專利公開了多足機(jī)器人的設(shè)計(jì)，它的不足在于其腿部機(jī)構(gòu)復(fù)雜，不能根據(jù)使 用要求進(jìn)行多種拼裝組合，示教性能不清晰，重量重，不僅攜帶不便，也使得購(gòu)置費(fèi)用高。[0003]如何設(shè)計(jì)出一種適用性強(qiáng)、費(fèi)用低、構(gòu)造簡(jiǎn)單、可以用簡(jiǎn)單方法進(jìn)行拼裝組合、重 量輕、示教性好的機(jī)器人構(gòu)件，是技術(shù)人員亟待解決的問題。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種移動(dòng)機(jī)器人 腿部機(jī)構(gòu)，它價(jià)格低，重量輕，示教性好，作為一種總成可拼裝用于不同的多足機(jī)器人，擴(kuò)展 性強(qiáng)，性能良好。[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是[0006]一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)，主要包含小腿板、大腿板、大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板、小 腿舵機(jī)、大腿舵機(jī)、平移舵機(jī)，其中兩小腿板之間由支撐件固定連接，小腿舵機(jī)水平軸向嵌 裝在小腿舵機(jī)安裝孔中，兩大腿板之間由支撐件固定連接，大腿板一端與小腿舵機(jī)軸固定 連接，大腿板另一端與大腿舵機(jī)軸固定連接，大腿舵機(jī)水平軸向嵌裝在大腿舵機(jī)和平移舵 機(jī)安裝板的大腿舵機(jī)安裝孔中，平移舵機(jī)垂直軸向嵌裝在大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板平移 舵機(jī)安裝孔中。[0007]小腿板、大腿板、大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板為輕質(zhì)鋁合金材質(zhì)。[0008]由于采用上述方案后，本實(shí)用新型移動(dòng)機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)在使用過程中，作為一種 總成，它是由少數(shù)幾件構(gòu)件拼裝而成，構(gòu)造簡(jiǎn)單；可以根據(jù)教學(xué)演示需要拼裝成四足機(jī)器 人、六足機(jī)器人或者多足機(jī)器人，適用性強(qiáng)；可以用簡(jiǎn)單方法進(jìn)行拼裝組合，拼裝簡(jiǎn)單方便； 結(jié)構(gòu)件由輕質(zhì)鋁合金材質(zhì)，重量輕，攜帶方便，費(fèi)用低；沒有多余機(jī)械構(gòu)造，整體機(jī)械構(gòu)成和 運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以一目了然，示教性好。
[0009]圖1為本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)主視圖。[0010]圖2為本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)圖1的左視圖。[0011]圖3為本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)圖1的俯視圖。[0012]圖4為本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的小腿板主視圖。[0013]圖5為本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)圖4小腿板的左視圖。[0014]圖6為本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的大腿板主視圖。[0015]圖7為本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)圖6大腿板的左視圖。[0016]圖8為本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板主視圖。[0017]圖9為本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)圖8大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板的左視 圖。[0018]圖10為本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)圖8大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板的俯視 圖。[0019]圖11為本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)圖8大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板的立體 圖。[0020]圖12為安裝本實(shí)用新型一種移動(dòng)機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的六足機(jī)器人主視圖。[0021]圖13為安裝本實(shí)用新型一種移動(dòng)機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的六足機(jī)器人圖12俯視圖。[0022]圖14為安裝本實(shí)用新型一種移動(dòng)機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的六足機(jī)器人圖12左視圖。[0023]圖15為安裝本實(shí)用新型一種移動(dòng)機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的六足機(jī)器人圖12立體圖。[0024]附圖中標(biāo)號(hào)[0025]1.小腿板，2.大腿板，3.大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板，4.支撐件，5.支撐件，6.小 腿舵機(jī)，7.大腿舵機(jī)，8.平移舵機(jī)，9.機(jī)體，10.操縱控制器，11.小腿舵機(jī)安裝孔，12.大腿 舵機(jī)安裝孔，13.平移舵機(jī)安裝孔。
具體實(shí)施方式
[0026]下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一 步的說明。[0027]如圖1-圖11所示本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)，主要包含小腿板1、大腿2板、 大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板3、小腿舵機(jī)6、大腿舵機(jī)7、平移舵機(jī)8，其中兩小腿板1之間 由支撐件4固定連接，小腿舵機(jī)6水平軸向嵌裝在小腿舵機(jī)安裝孔11中，使兩小腿板平行， 形成具有剛性部件，兩大腿板2之間由支撐件5固定連接，大腿板2 —端與小腿舵機(jī)6軸固 定連接，使兩大腿板2形成具有剛性部件，大腿板2另一端與大腿舵機(jī)7軸固定連接，大腿 舵機(jī)7水平軸向嵌裝在大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板3的大腿舵機(jī)安裝孔12中，平移舵機(jī)8 垂直軸向嵌裝在大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板3平移舵機(jī)安裝孔13中。當(dāng)機(jī)器人在工作中， 操控小腿舵機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以使小腿板1與大腿板2之間產(chǎn)生以小腿舵機(jī)6軸為軸的轉(zhuǎn)動(dòng)； 操控大腿舵機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以使大腿板2與大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板3之間產(chǎn)生以大腿 舵機(jī)7軸為軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；操控小腿舵機(jī)6和大腿舵機(jī)7將得到機(jī)器人的腿部伸直、收回和抬 起、放下。當(dāng)操控平移舵機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以使小腿板1和大腿板2產(chǎn)生以大腿舵機(jī)和平移舵 機(jī)安裝板3上的平移舵機(jī)8的軸為軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，使整個(gè)腿部左右擺動(dòng)。由于該結(jié)構(gòu)是以舵機(jī) 直接傳動(dòng)腿部，減少了動(dòng)力源和執(zhí)行部件之間傳動(dòng)部件，構(gòu)造簡(jiǎn)單，拼裝容易方便，整體機(jī) 械構(gòu)成和運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以一目了然，示教性清楚明確，尤其是該機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)能夠預(yù)先制作成為一種腿部總成備用，隨時(shí)可以安裝在不同的機(jī)器人上使用，可以根據(jù)教學(xué)演示需 要拼裝成四足機(jī)器人、六足機(jī)器人或者多足機(jī)器人，適用性強(qiáng)。小腿板1、大腿板2、大腿舵 機(jī)和平移舵機(jī)安裝板3為輕質(zhì)鋁合金材質(zhì)。該機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)件由輕質(zhì)鋁合金材 質(zhì)，重量輕，攜帶方便，費(fèi)用低。[0028]如圖12-圖15所示是一種安裝本實(shí)用新型機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的六足蜘蛛形機(jī)器人 的例子，當(dāng)然本申請(qǐng)的機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)總成不僅限于使用于此實(shí)施例樣式的機(jī)器人，也可 以裝置成為其他樣式的多足步行形式的機(jī)器人。六件本實(shí)用新型機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)總成分別 安裝在機(jī)體9的六個(gè)相應(yīng)位置上，機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)的平移舵機(jī)8的軸與機(jī)體9固定連接，操 縱控制器10設(shè)置在機(jī)體9的上部并連線操控各個(gè)腿的三個(gè)舵機(jī)。使用時(shí)，要根據(jù)具體機(jī)器 人的總體樣式和設(shè)定運(yùn)動(dòng)形態(tài)，編制相應(yīng)控制程序，控制各移動(dòng)機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)時(shí) 序和動(dòng)作，來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)、旋轉(zhuǎn)、上下等多種動(dòng)作。工作時(shí)機(jī)器人始終保持有間隔的 三只腿著地站立，且三只腿在平面上構(gòu)成能夠穩(wěn)定站立的三角形，而另三只腿可以處于抬 起狀態(tài)。在操縱控制器9的控制下，著地的三只腿的平移舵機(jī)8前后轉(zhuǎn)動(dòng)使機(jī)器人前后運(yùn) 動(dòng)，此時(shí)抬起的三只腿的平移舵機(jī)8前后轉(zhuǎn)動(dòng)，使這三只腿向前后轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)器人為產(chǎn)生下 一個(gè)平移運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)備，由于處在機(jī)體9上的不同腿與前進(jìn)方向的角度不同，因此各個(gè)腿部的 平移舵機(jī)的轉(zhuǎn)角不同，須提供編制操縱控制器10的程序?qū)崿F(xiàn)。同理，控制各個(gè)小腿舵機(jī)6 和大腿舵機(jī)7的轉(zhuǎn)角和時(shí)序，使腿部可以作出較復(fù)雜的動(dòng)作。通過預(yù)設(shè)程序能夠使機(jī)器人 實(shí)現(xiàn)仿照昆蟲動(dòng)作爬行、轉(zhuǎn)動(dòng)和上下。[0029]本實(shí)用新型一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)作為總成可以用在四足、六足或者多足機(jī)器人上。
權(quán)利要求1.一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)，主要包含小腿板、大腿板、大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板、小腿 舵機(jī)、大腿舵機(jī)、平移舵機(jī)，其特征在于兩小腿板之間由支撐件固定連接，小腿舵機(jī)水平軸向嵌裝在小腿舵機(jī)安裝孔中，兩大 腿板之間由支撐件固定連接，大腿板一端與小腿舵機(jī)軸固定連接，大腿板另一端與大腿舵 機(jī)軸固定連接，大腿舵機(jī)水平軸向嵌裝在大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板的大腿舵機(jī)安裝孔 中，平移舵機(jī)垂直軸向嵌裝在大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板平移舵機(jī)安裝孔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)，其特征在于小腿板、大腿板、大腿舵 機(jī)和平移舵機(jī)安裝板為輕質(zhì)鋁合金材質(zhì)。
專利摘要一種機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)，涉及一種教學(xué)用的移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，兩小腿板之間由支撐件固定連接，小腿舵機(jī)水平軸向嵌裝在小腿舵機(jī)安裝孔中，兩大腿板之間由支撐件固定連接，大腿板一端與小腿舵機(jī)軸固定連接，大腿板另一端與大腿舵機(jī)軸固定連接，大腿舵機(jī)水平軸向嵌裝在大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板的大腿舵機(jī)安裝孔中，平移舵機(jī)垂直軸向嵌裝在大腿舵機(jī)和平移舵機(jī)安裝板平移舵機(jī)安裝孔中。該機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)作為總成用于六足、八足等仿昆蟲運(yùn)動(dòng)機(jī)器人。
文檔編號(hào)B62D57/02GK201834084SQ20102024991
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者劉建, 席巍, 張保欽, 李軍, 田宏宇, 郭洪紅 申請(qǐng)人:北京聯(lián)合大學(xué)