一种单电机驱动的机器人行走机构的制作方法

本实用新型属于机器人技术领域,具体涉及一种单电机驱动的机器人行走机构。

背景技术：

现今,对机器人的研究是世界各国研究的热点,主流的足式行走机器人主要分为两类,一类是以日本公司生产制作的为代表,被称为主动行走机器人,它能模拟人类行走的各种动作,但是它们都涉及到使用大力矩的驱动系统和高增益的反馈控制，另一类是近年来研究较多的被动行走机器,与传统机器人相比,被动行走机器人具有更简单的结构和更高的能量效率,而且被动行走机器人的行走步态更加自然,与人的行走步态更加相似。目前,国内外在被动行走机器人的研究上已经取得了不错的成果,也研发出非常有代表性的物理样机原型。例如年,某大学研制的一款被动行走机器人“突击队员”,该结构最大的不足是传动结构复杂,不宜实际大规模的推广。荷兰大学研发了多款被动行走机器人，其中半被动行走机器人的双腿膝关节有复杂的自锁定结构,该结构最大的问题是腿部膝关节设计复杂。因此,设计一种结构简单、控制容易且兼具稳定性和鲁棒性的足式机器人非常有必要，而这需要从单腿结构入手。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于设计一种单电机驱动的结构简单、控制容易且兼具稳定性和鲁棒性的足式机器人的单腿结构

为了实现上述目的本实用新型采用如下技术方案：

一种单电机驱动的机器人行走机构,包括外壳、设置在所述外壳内的蜗轮蜗杆驱动机构、与所述蜗轮蜗杆驱动机构的输出端相连接的曲柄连杆机构、设置在所述曲柄连杆机构末端的弹性足底，所述的蜗轮蜗杆驱动机构包括电机、输出轴、相啮合的蜗杆和蜗轮，所述的电机通过联轴器与蜗杆驱动连接，所述的输出轴与蜗轮同轴连接；所述曲柄连杆机构包括曲柄、连杆、连架杆、机身连接杆，所述的曲柄的一端连接输出轴，另一端与连杆上端转动铰接，所述的连架杆一端与机身连接杆转动铰接，另一端与连杆中部转动铰接，所述机身连接杆的另一端用于连接机身。

进一步地，所述的蜗杆通过轴承支承固定在外壳上。

进一步地，所述的输出轴通过法兰轴承支承固定在外壳上。

进一步地，所述的输出轴上设置有凹环，所述的凹环内中卡设有限制输出轴轴向位置的卡簧。

进一步地，所述的联轴器和蜗杆通过顶丝锁紧连接。

进一步地，所述的蜗轮和输出轴通过顶丝锁紧连接。

进一步地，所述的弹性足底与连杆榫接并用铆钉加强。

进一步地，所述的输出轴通过两个铆钉与曲柄固定连接。

进一步地，所述的弹性足底上端为圆形平面，下端为球面。

相比现有技术，本实用新型提供的单电机驱动的机器人行走机构结构简单、控制容易且兼具稳定性和鲁棒性，与人类足底轨迹类似，可实现直线行走。弹性足底为圆形，与地面接触为由点接触过渡到部分面接触，具有减震及适应复杂地形的优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例的内部结构示意图。

示意图中零部件的标号说明：

1-外壳，2-曲柄，3-连杆，4-弹性足底，5-连架杆，6-机身连接杆，7-联轴器，8-蜗杆，9-卡簧，10-法兰轴承，11-输出轴；12-蜗轮。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1和2所示，一种单电机驱动的机器人行走机构,包括外壳1、设置在所述外壳1内的蜗轮蜗杆驱动机构、与所述蜗轮蜗杆驱动机构的输出端相连接的曲柄连杆机构、设置在所述曲柄连杆机构末端的弹性足底4，所述的蜗轮蜗杆驱动机构包括电机、输出轴11、相啮合的蜗杆8和蜗轮12，所述的电机通过联轴器7与蜗杆8驱动连接，所述的输出轴11与蜗轮12同轴连接；所述曲柄连杆机构包括曲柄2、连杆3、连架杆5、机身连接杆6，所述的曲柄2的一端通过两个铆钉与连接轴11固定连接，另一端与连杆3上端转动铰接，所述的连架杆5一端与机身连接杆6转动铰接，另一端与连杆3中部转动铰接，所述机身连接杆6的另一端用于连接机身。

如图2所示，所述的蜗杆8通过轴承支承固定在外壳1上。所述的输出轴11通过法兰轴承10支承固定在外壳1上。所述的输出轴11上设置有凹环，所述的凹环内中卡设有限制输出轴11轴向位置的卡簧9。

所述的联轴器7和蜗杆8通过顶丝锁紧连接。所述的蜗轮和输出轴11通过顶丝锁紧连接。

所述的弹性足底4上端为圆形平面，下端为球面。所述的弹性足底4的圆形平面部分与连杆3榫接并用铆钉加强。

运行时，电机通过联轴器7将扭矩传输到蜗杆8，蜗杆8带动蜗轮12，反行程自锁，蜗轮通过顶丝将扭矩传输给输出轴11，输入轴与输出轴11成空间90度夹角。为防止输出轴11轴向移动，使用卡簧9保证输出轴11不会脱出。外壳1固定于机身，输出轴11通过两个铆钉与曲柄2固连，扭矩传输到曲柄2，在所述曲柄连杆机构中，曲柄2作为原动件，带动连杆3，连杆3末端的轨迹为半椭圆型，这与人类足底轨迹类似，可实现直线行走。所述弹性足底4与连杆3榫接并用铆钉加强，可提高连接强度，弹性足底4的要求是球形，可弹性形变，与地面接触为由点接触过渡到部分面接触，具有减震效果且适应复杂地形。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。