一种游戏用蜘蛛机器人腿部机构及工作方法与流程

本发明涉及一种蜘蛛机器人腿部机构及工作方法，尤其适用于对抗游戏中的蜘蛛机器人在存在岩石缝的场地中行进使用的游戏用蜘蛛机器人腿部机构及工作方法。

背景技术

需要解决的技术问题：目前蜘蛛机器人腿部由舵机和骨骼支撑，蜘蛛机器人腿部结构简单，通过主腿驱动附腿在场地中前进，而在崎岖山路时，由于路面不平整，蜘蛛机器人腿部末端容易卡在岩石之间，而现有设计中并没有相应的脱困设计，造成蜘蛛机器人通行不便甚至使舵机过热从而影响机器人寿命。而且由于腿部不存在减震装置，机器人整体移动平台容错率不高，导致机器人无法有效应对非实验室地表环境。

技术实现要素：

针对上述技术目的，提供一种结构简单，使用效果好，可辅助蜘蛛机器人的腿部从央视缝隙中脱困的游戏用蜘蛛机器人腿部机构及工作方法。

为了实现上述目的，本发明的一种游戏用蜘蛛机器人腿部机构，应用于对抗游戏中使用的仿生多足蜘蛛机器人，蜘蛛机器人每一只机器腿均包括主腿，主腿上设有多个舵机，主腿的前端上设有防止机器腿落地时卡在岩石缝隙中的被动反应机构，所述被动反应机构包括设置在主腿前端上的附腿，附腿与主腿之间通过转轴活动连接，其中附腿与主腿连接处设有长孔，长孔的方向与附腿方向一致，长孔两侧设有金属轴固定凹槽，长孔中设有滑块，滑块两侧设有卡入长孔两侧金属轴固定凹槽的金属轴，滑块设置在长孔正中央，滑块与长孔边缘之间的金属轴上设有弹簧，滑块两侧的金属轴上均设有弹簧，弹簧一端与滑块固定，另一端与长孔边缘固定，附腿外侧的长孔外侧设有金属盖板，金属盖板通过螺栓固定，并将滑块与金属轴固定在长孔中，金属盖板上开有与长孔匹配的空隙，滑块上设有滑块螺栓，使机器人的附腿、滑块和最上面安放在附腿上面用于控制滑块滑动方向的盖板以滑块螺栓为中心轻微旋转。

所述附腿的关节处设有保护弹簧，并为螺栓提供固定平台并控制滑块移动方向的防护盖板。

一种游戏用蜘蛛机器人腿部机构的工作方法，其步骤如下：

a．蜘蛛机器人在移动时，机器腿在舵机的作用下抬起，此时附腿悬空处于未受理状态，此时附腿的滑块位于长孔的中心位置，机器人主腿前端在附腿内部，附腿与主腿之间没有角度并且无法弯折；

b．正常行进中，机器腿在舵机的作用下落地，主腿向附腿施加压力，此时长孔中的滑块在主腿施加在地面的作用下压缩滑块，滑块沿着被金属盖板固定的平行于附腿的滑动方向靠近附腿尖，这时设置在滑块左侧的弹簧处于拉伸状态，右侧弹簧处于压缩状态，这时主腿前端进入附腿内部，所以机器人主腿与附腿之间没有角度并且无法弯折；

c．当行进中机器腿卡入岩石缝中时，主腿在舵机的作用下向上提起，附腿上方与岩石缝接触并产生阻碍力，阻碍力使长孔中的滑块弹簧随机械腿的抬起而，并沿着固定滑动方向向长孔左侧移动，此时设置在滑块左侧的弹簧处于压缩状态，设置在滑块右侧的弹簧处于拉伸状态，主腿尖应与附腿末端的转动圆心重合即螺栓所处位置，并且由于附腿下侧挡板稍低，可以使得附腿以滑块螺栓为圆心向下做出一定程度的弯折，弯折程度与附腿下侧挡板的位置有关，机器腿在被岩石挡住时，通过弯折附腿来减少岩石作用在腿部的阻碍力从而脱困，重复上述步骤，游戏用蜘蛛机器人腿部机构完成在岩石缝区域的移动。

有益效果：跟现有技术相比，该设计能够方便快捷的提高蜘蛛机器人移动的的容错率，使机器人可以应对非实验室地表环境，并且在加入岩石缝隙式可以通过被动反应机构来自动脱困，防止因舵机无法运转导致过热从而损坏舵机。综上所诉，该设计可以提高机器人移动的容错率，提高在崎岖路面的通过性，并且能够让机器人可以自动脱困，并延长机器人使用寿命。

附图说明

图1为本发明游戏用蜘蛛机器人腿部的整体图，

图2为本发明游戏用蜘蛛机器人腿部机构结构图，

图3为本发明游戏用蜘蛛机器人腿部机构去掉盖板后附腿内部结构图，

图4为本发明游戏用蜘蛛机器人腿部机构工作流程简图，

图5为本发明游戏用蜘蛛机器人腿部机构的弯折角度与附腿下侧挡板位置的关系

图中：1-1附腿，1-2防护盖板，1-3螺栓，1-4弹簧，1-5长孔，1-6滑块，2-1主腿，3-1舵机。

具体实施方式

下面根据具体实施例做进一步说明：

如图1、图2和图3所示，本发明的一种游戏用蜘蛛机器人腿部机构，应用于对抗游戏中使用的仿生多足蜘蛛机器人，：所述蜘蛛机器人每一只机器腿均包括主腿2-1，主腿2-1上设有多个舵机3-1，主腿2-1的前端上设有防止机器腿落地时卡在岩石缝隙中的被动反应机构，所述被动反应机构包括设置在主腿2-1前端上的附腿1-1，附腿1-1与主腿2-1之间通过转轴活动连接，其中附腿1-1与主腿2-1连接处设有长孔1-5，长孔1-5的方向与附腿1-1方向一致，长孔1-5两端设有金属轴固定凹槽，长孔1-5中设有滑块1-6，滑块1-6两侧设有卡入长孔1-5两侧金属轴固定凹槽的金属轴，滑块1-6设置在长孔1-5中央，滑块1-6与长孔1-5两侧边缘之间的金属轴上分别设有弹簧1-4，弹簧1-4一端与滑块1-6固定，另一端与长孔1-5边缘固定，附腿1-1外侧的长孔1-5外侧设有金属盖板，金属盖板通过螺栓1-3链接，并将滑块1-6与金属轴固定在长孔1-5中，金属盖板上开有与长孔1-5匹配的空隙，滑块1-6上设有滑块1-6螺栓1-3，使机器人的附腿1-1、滑块1-6和最上面安放在附腿1-1上面用于控制滑块1-6滑动方向的盖板以滑块1-6螺栓1-3为中心轻微旋转。

所述附腿1-1的关节处设有保护弹簧1-4，并为螺栓1-3提供固定平台并控制滑块1-6移动方向的防护盖板1-2。

如图4所示，一种游戏用蜘蛛机器人腿部机构的工作方法，其步骤如下：

a．蜘蛛机器人在移动时，机器腿在舵机3-1的作用下抬起，此时附腿1-1悬空处于未受理状态，此时附腿1-1的滑块1-6位于长孔1-5的中心位置，机器人主腿2-1前端在附腿1-1内部，附腿1-1与主腿2-1之间没有角度并且无法弯折；

b．正常行进中，机器腿在舵机3-1的作用下落地，主腿2-1向附腿1-1施加压力，此时长孔1-5中的滑块1-6在主腿2-1施加在地面的作用下压缩滑块1-6，滑块1-6沿着被金属盖板固定的平行于附腿1-1的滑动方向靠近附腿1-1尖，这时设置在滑块1-6左侧的弹簧1-4处于拉伸状态，右侧弹簧1-4处于压缩状态，这时主腿2-1前端进入附腿1-1内部，所以机器人主腿2-1与附腿1-1之间没有角度并且无法弯折；

c．当行进中机器腿卡入岩石缝中时，主腿2-1在舵机3-1的作用下向上提起，附腿1-1上方与岩石缝接触并产生阻碍力，阻碍力使长孔1-5中的滑块1-6弹簧1-4随机械腿的抬起而，并沿着固定滑动方向向长孔1-5左侧移动，此时设置在滑块1-6左侧的弹簧1-4处于压缩状态，设置在滑块1-6右侧的弹簧1-4处于拉伸状态，主腿2-1尖应与附腿1-1末端的转动圆心重合即螺栓1-3所处位置，并且由于附腿1-1下侧挡板稍低，可以使得附腿1-1以滑块1-6螺栓1-3为圆心向下做出一定程度的弯折，弯折程度与附腿1-1下侧挡板的位置有关，机器腿在被岩石挡住时，通过弯折附腿1-1来减少岩石作用在腿部的阻碍力从而脱困，重复上述步骤，游戏用蜘蛛机器人腿部机构完成在岩石缝区域的移动。

如图5所示，主腿2-1与附腿1-1活动连接的转动圆心做出一定程度的弯折：，标示被动反应机构中的附腿1-1转动角度和附腿1-1下侧防护盖板1-2-附腿1-1的转轴中心距离的关系，其中，α为弯折/转动角度，o为转轴圆心，h为圆心与附腿1-1下侧防护盖板1-2的垂直点，x为附腿1-1下侧防护盖板1-2到h点的距离。