凸轮连杆组合机构驱动的步行机器人单腿系统的制作方法

文档序号:12577497阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种凸轮连杆组合机构驱动的步行机器人单腿系统,包括机架,其特征在于:所述单腿行走系统包括凸轮连杆组合机构和行走腿(319),所述凸轮连杆组合机构包括步距驱动电机(303)、步距调整电机(328)、步距凸轮(306)、步距拨叉(305)、拨叉连接杆(307)、步高凸轮(315)、步高拨叉(325)、摆杆(308)、连杆(316)和短连杆(324),步距驱动电机(303)和步距调整电机(328)安装在机架上;所述步距驱动电机(303)通过步距凸轮驱动轴(304)与步距凸轮(306)相连接,步距凸轮(306)与拨叉连接杆(307)活动连接,拨叉连接杆(307)与短连杆(324)活动连接,短连杆(324)与步高凸轮(315)固定连接,步高凸轮(315)与步高拨叉(325)滑动连接,步高拨叉(325)和步高凸轮(315)均与机架活动连接,步高拨叉(325)的下部通过长形滑块(321)与行走腿(319)活动连接;所述步距凸轮(306)与步距拨叉(305)滑动连接,步距拨叉(305)的下部与连杆(316)活动连接,连杆(316)活动连接在机架上,连杆(316)的下部与行走腿(319)活动连接;所述步距调整电机(328)的输出轴与丝杠(311)相连接,丝杠(311)上设有活动连接的摆杆滑块(331),摆杆滑块(331)在摆杆(308)中的滑槽中滑动,步距拨叉(305)的中部与摆杆(308)活动连接。

2.根据权利要求1所述的凸轮连杆组合机构驱动的步行机器人单腿系统,其特征在于,所述步高拨叉(325)和步距拨叉(305)内设有滑槽,步高凸轮(315)设置在步高拨叉(325)的滑槽内,步距凸轮(306)设置在步距拨叉(305)的滑槽内。

3.根据权利要求2所述的凸轮连杆组合机构驱动的步行机器人单腿系统,其特征在于,所述步距驱动电机(303)设置在步距驱动电机连接板(301)内,步距驱动电机连接板(301)通过螺栓连接件(302)固定在机架上,步距凸轮驱动轴(304)穿过步距驱动电机连接板(301);所述步距调整电机(328)设置在步距调整电机连接板(330)内,调整电机连接板(330)活动连接在机架上,步距调整电机(328)的输出轴穿过步距调整电机连接板(330),步距调整电机(328)的输出轴通过联轴器(312)与丝杠(311)相连接;所述步距驱动电机(303)和步距调整电机(328)均与控制系统相连接。

4.根据权利要求3所述的凸轮连杆组合机构驱动的步行机器人单腿系统,其特征在于,所述摆杆(308)为L型的摆杆,摆杆(308)的下部通过机架连接销轴IV(327)与机架活动连接,摆杆(308)的竖直部设有滑槽,摆杆滑块(331)设置在摆杆(308)的滑槽内;摆杆(308)的水平部上设有摆杆导槽(309),摆杆导槽(309)与活动摆杆(308)活动连接,摆杆导槽(309)通过连接销轴I(310)与步距拨叉(305)的中部活动连接。

5.根据权利要求4所述的凸轮连杆组合机构驱动的步行机器人单腿系统,其特征在于,所述连杆(316)为L型的连杆,连杆(316)的中部通过机架连接销轴I(313)活动连接在机架上,连杆(316)的上部通过连接销轴II(314)与步距拨叉(305)的下部活动连接,连杆(316)的下部通过连接销轴III(317)与行走腿(319)的上部活动连接。

6.根据权利要求3所述的凸轮连杆组合机构驱动的步行机器人单腿系统,其特征在于,所述行走腿(319)包括水平部、倾斜部和支腿,水平部和倾斜部位于支腿的上部,行走腿(319)的倾斜部与连杆(316)活动连接,行走腿(319)的水平部上设有滑槽,行走腿(319)的滑槽内设有长形滑块(321),长形滑块(321)通过连接销轴V(322)与步高拨叉(325)的下部活动连接。

7.根据权利要求2所述的凸轮连杆组合机构驱动的步行机器人单腿系统,其特征在于,所述步距拨叉(305)和步高拨叉(325)均包括叉体、上部连杆和下部连杆,叉体位于上部连杆和下部连杆的上方,叉体与上部连杆相连接,上部连杆与下部连杆相连接,上部连杆与下部连杆之间有夹角,步高拨叉(325)的上部连杆与下部连杆的连接处通过机架连接销轴II(320)与机架活动连接,步距拨叉(305)的上部连杆与下部连杆的连接处通过连接销轴I(310)与摆杆导槽(309)活动连接。

8.根据权利要求5所述的凸轮连杆组合机构驱动的步行机器人单腿系统,其特征在于,所示控制系统通过设定步距调整电机(328)的转动圈数,调整摆杆(308)的竖直部的倾斜程度,可调节摆杆导槽(309)的运动范围,进而调节步距拨叉(305)下端与连杆(316)连接处的摆动角,通过连杆(316)运动范围的改变,实现调整行走腿(319)的水平位移,即步距。

9.根据权利要求8所述的凸轮连杆组合机构驱动的步行机器人单腿系统,其特征在于,所述步距调整电机(328)的转动可调整摆杆(308)的倾斜程度,当摆杆(308)的水平部向上倾斜时,摆杆导槽(309)从左向右移动,摆杆导槽(309)的运动将通过连接销轴II(314)带动连杆(316)绕机架连接销轴I(313)做顺时针摆动,行走腿(319)在长形滑块(321)和连杆(316)的运动的联合作用下,足端点A的向后运动;当摆杆(308)的水平部向下倾斜时,摆杆导槽(309)从左向右移动时,摆杆导槽(309)的运动将通过连接销轴II(314)带动连杆(316)绕机架连接销轴I(313)做逆时针摆动,行走腿(319)在长形滑块(321)和连杆(316)的运动的联合作用下,足端点A前进运动。

10.根据权利要求9所述的凸轮连杆组合机构驱动的步行机器人单腿系统,其特征在于,其工作过程为:所述步距驱动电机(303)的运动,通过步距凸轮驱动轴(304)驱动步距凸轮(306)转动,步距凸轮(306)的运动分成两个回路,步距凸轮(306)的转动通过连接销轴VII(332)带动拨叉连接杆(307)运动,拨叉连接杆(307)的运动通过活动连接销轴VI(323)带动短连杆(324)运动,短连杆(324)与步高凸轮(315)通过连接销轴IV(318)固定连接,短连杆(324)的运动将带动步高凸轮(315)绕机架连接销轴III(326)摆动,在步高凸轮(315)的带动下,步高拨叉(325)的下部进行摆动运动,步高拨叉(325)下部的摆动运动将通过长形滑块(321)带动行走腿(319)抬高,控制行走腿足端点A的抬高运动轨迹;同时,步距凸轮(306)在步距驱动电机(303)的带动下转动,步距拨叉(305)随着步距凸轮(306)的转动做向前或向后倾斜的滑动和摆动,步距拨叉(305)的运动带动连杆(316)在机架连接销轴I(313)上转动,从而带动行走腿(319)向前或向后移动;行走腿(319)足端点A的抬高运动和行走腿(319)向前后移动的合成,形成行走腿(319)的足端点A的水平运动轨迹。

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