无节肢机器人的制作方法_3

文档序号:9926856阅读:来源:国知局
连接柱15柱心之间的距离,两侧的突出部的最边缘分别对应主连接柱13和副连接柱15的轴心线。
[0065]作为一个整体,外骨架I主要保证躯干单元的支撑能力,由于采用仿生蛇骨设计,其整体轻盈并且具有较高的韧性,通过对其内部设备的结构设计,能够使得机器人的上半部分较轻,下半部分较重,从而提高机器人的稳定性。
[0066]在本发明中,外骨架I的下半部分采用实心底板16,如此可增加无节肢机器人在运动时电磁驱动躯干单元对地的摩擦力。
[0067]磁悬架14的设计考虑了力矩对称性和方便安装拆卸的原则,尤其是悬挂弯轨的结构设计能够使得电磁双向驱动单元2的安装效果既稳固又方便。
[0068]外骨架I两侧连接柱采用销柱销钉的方式也简单实用且能够保证旋转运动的稳定性。
[0069 ]电磁双向驱动单元2的整体呈柱状结构,包括线圈20、线圈支架21、钉柱22、变径螺旋弹簧23和罩筒24五部分。
[0070]线圈20为漆包细丝铜线,线圈20缠绕在线圈支架21的绕线柱210上,其绕线要求为:绕向一致并保证紧密结实,圈数以多为好,外圈以能够刚好被罩筒24罩住为宜。
[0071]线圈支架21的中间为绕线柱210,在绕线柱210的两端设置有筒状结构且中间不通的孔结构,即钉柱孔215。钉柱孔215的中部均设置有限位导轨柱214,限位导轨柱214可以与钉柱22上开设的导轨限位孔223结合,用以限制钉柱22的运动。
[0072]线圈支架21的两侧设置有盘状结构,即挡线侧板211。每个挡线侧板211外侧沿圆周方向上均匀分布有三个限位卡口 213用来固定变径螺旋弹簧23的宽径一侧,限位卡口 213所在圆周外部还有一个悬挂柱212和磁悬架14的悬挂弯轨配合。
[0073]钉柱22为钉状结构,其钉帽上具有电磁单元连接孔221,顶帽上均匀分布有三个弹簧固定孔222用以固定变径螺旋弹簧23的窄径一侧,钉芯的轴线有导轨限位孔223且其长度与限位导轨柱214相同。
[0074]变径螺旋弹簧23为呈锥形,其最大半径小于挡线侧板211上三个限位卡口213所限制的最大外圆周半径,以保证变径螺旋弹簧23能够固定在限位卡口 213上。变径螺旋弹簧23的最小半径等于钉柱22的钉芯半径以保证通过铁丝固定在弹簧固定孔222上,变径螺旋弹簧23的自然高度等于钉芯长度一半。
[0075]罩筒24呈薄壁筒状结构,其长度等于线圈支架21的两侧挡线侧板211外侧之间的距离,靠近罩筒24—侧外缘的位置有一个引线孔240,用于引出线圈20的两根接线头,罩筒24依靠和线圈20的紧密挤压固定。
[0076]连接销3包括竖销31和横销32两部分,其作用为:连接相邻的电磁驱动躯干单元。
[0077]竖销31呈柱状结构,其头端为三棱柱,竖销31的主体部分为实心柱体312,实心柱体312中部位置开设有一个通孔副横销孔313,柱体半径等于主连接柱13内筒半径,竖销31将一个电磁驱动躯干单元主连接柱13和另一个电磁驱动躯干单元的副连接柱15连接起来并保证自由转动。
[0078]横销32由主体销钉和弯钢丝组成,弯钢丝别在主体销钉前部的限位孔里。
[0079]电磁双向驱动单元2与外骨架I的连接方式为悬挂方式,设计要求方面:磁悬架14两根叉之间的距离等于电磁双向驱动单元2的线圈支架21上挡线侧板211外侧间的距离。电磁双向驱动单元2与外骨架I之间的具体装配为:将电磁双向驱动单元2的线圈支架21两侧上的两个悬挂柱212分别沿磁悬架14上悬挂弯轨的入口进入并到达弯轨底部,依靠电磁双向驱动单元2的自身重力以及后续连接绳4的作用保持电磁双向驱动单元2的稳定。
[0080]相邻的电磁驱动躯干单元连接时,一个电磁驱动躯干单元的主连接柱13和另一个电磁驱动躯干单元的副连接柱15连接。连接环与连接套19 (连接环与连接套19为相连接的两个电磁驱动躯干单元上的部件)进行配合,通过竖销31插入主连接柱13的筒中连接,其中竖销31的三棱柱和主连接柱13的三角孔18紧密结合,保证竖销31与主连接柱13不发生相对转动;然后将主连接柱13的主横销孔17和竖销31的副横销孔313对齐后插入横销32的主体销钉并用弯钢丝固定。通过上述结构设计,限制了竖销31和主连接柱13之间的上下窜动。由以上连接保证了相邻电磁驱动单元只能围绕彼此以竖销31的轴线发生相对转动运动,而后通过连接绳4将两个相邻电磁驱动单元的两对电磁单元连接孔221连接起来。
[0081]对于相邻的两个电磁驱动躯干单元,通过对单侧的电磁双向驱动单元2上电使其钉柱22运动得到的相对旋转,相对转动会因为硬接触而停止并最终在伸展一侧弹簧的作用下达到平衡。
[0082]在本发明的一个实施例中,电磁驱动躯干单元设置有八个,八个电磁驱动躯干单元的连接并通过其中四个一组相对旋转36度,保持组间相邻的两个躯干单元在一条直线上,通过调整钉柱22和变径螺旋弹簧23的的长度可以相应调整相邻躯干单元间的最大相对旋转角度,从而改变构成S形弯曲的最小组合数量。以躯干单元有效长度48mm计算,四个构成一组,六组单元可以形成六个S弯曲,那么无节肢机器人的躯干总长度是1152mm,加上合理设计的头尾部可以将无节肢机器人的总长度控制在1400mm以内,确保无节肢机器人的短小灵活。
[0083]本发明提供的无节肢机器人类蛇骨架的电磁驱动躯干单元,具有结构仿生、驱动简单、动作迅速的特点。重心位于下半部分,扭转轴连接处中心和双向电磁伸缩单元的柱心在同一高度,外骨架I上部的肋骨部分减轻上部分重量,下半部分底板16降低重心位置增加平衡性并提高无节肢机器人腹部摩擦能力,通过悬挂固定的双向电磁伸缩驱动单元的钉柱22在上电后由两侧同时收进线圈支架21的轴心筒内部,掉电后同时在弹簧作用下弹回初始位置来牵引相邻两个电磁驱动躯干单元的运动,实现无节肢机器人的电磁驱动和灵活运动。
[0084]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
[0085]本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种无节肢机器人,其特征在于, 包括:外骨架(I)以及电磁双向驱动单元(2); 所述外骨架包括脊柱(U)、肋条(12)、主连接柱(13)、磁悬架(14)和副连接柱(15)以及底板(16); 所述脊柱具有支撑作用、其呈长条板状结构,所述脊柱的一端设置有所述主连接柱,所述脊柱的另一端设置有所述副连接柱,所述主连接柱与所述副连接柱轴线平行,位于所述脊柱的中间位置设置有所述肋条,所述肋条为弧形结构,多个所述肋条间隔排列设置形成单侧护甲,所述单侧护甲分设于所述脊柱的两
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