四足救援机器人的制作方法_2

文档序号:8481807阅读:来源:国知局
和右齿轮组,所述左齿轮组和右齿轮组分别连接在中心动力输入轴的两端,四个腿部连杆机构分别与对应一侧的齿轮组轴连接。
[0036]进一步地,所述左齿轮组和右齿轮组均包括:第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮、普通齿轮和动力输入齿轮,其中,所述普通齿轮和动力输入齿轮相啮合;所述第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮均包括大直径端和小直径端,第一异形齿轮的小直径端分别与第二异形齿轮和第三异形齿轮的大直径端相啮合;所述第一异形齿轮的小直径端与普通齿轮轴连接,所述第二异形齿轮和第三异形齿轮的小直径端分别与对应的腿部连杆机构轴连接,所述动力输入齿轮与中心动力输入轴相连接。
[0037]进一步地,第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮的大直径端的中心角分别为90度,第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮的小直径端的中心角分别为270度,大直径端与小直径端的直径之比为3: 1,当第二异形齿轮和第三异形齿轮相啮合时,第一异形齿轮的大直径端与小直径端转动时间比为1:1。
[0038]进一步地,第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮的中心轴构成顶角为120
度的等腰三角形。
[0039]进一步地,所述中心动力输入轴包括:多个曲柄机构和脚踏板,所述脚踏板连接在相邻两个曲柄机构之间;位于两端的曲柄机构分别与左齿轮组和右齿轮组的动力输入齿轮相连接。
[0040]进一步地,每一个腿部连杆机构均包括:多根腿部连杆机构杆件和一根动力输入杆件,所述多根腿部连杆机构杆件彼此拼接构成腿部连杆机构的主体,所述动力输入杆件的一端与腿部连杆机构的主体连接,所述动力输入杆件的另一端与动力输入装置相连接。
[0041]进一步地,每一根腿部连杆机构杆件均采用中间光滑的螺杆,螺杆的两端分别为螺纹结构,相邻的螺杆之间通过螺栓和垫片固定。
[0042]进一步地,所述机构主体采用船型结构。
[0043]进一步地,还包括如下任一个或任多个部件:
[0044]-辅助把手,所述辅助把手设置于机构主体的左侧和/或右侧,并与对应的动力输入齿轮相连接;
[0045]-座椅,所述座椅安装于机构主体内部的前端和/或后端;
[0046]-左齿轮箱和右齿轮箱,所述左齿轮箱和右齿轮箱分别设置于机构主体内部的左右两侧,左齿轮组和右齿轮组分别设置于左齿轮箱和右齿轮箱内。
[0047]在本实施例中,分别对腿部连杆机构、中心轴动力输入装置、异形齿轮部件、齿轮组、步行机械内部结构布局、机构主体进行了设计;中心轴动力输入装置可由人力输入,或转动箱体上的辅助测试把手作为动力输入,中心动力输入轴转动经由齿轮组转换为腿部连杆机构动力输入杆转动,从而带动腿部连杆机构转动,使机体向前或向后运动。
[0048]四足行走机构为单自由度动力输入;
[0049]四足行走机构以中心轴上的曲柄机构为动力输入装置;
[0050]四足行走机构以四组腿部连杆机构作为移动部件;
[0051]四足行走机构具有以异形齿轮为主体的齿轮组作为动力转换装置;
[0052]由多组杆件拼接而成,当动力输入杆件绕其中心轴做连续圆周转动时,腿部连杆机构整体会完成抬起、迈步、下落、向后滑动等一系列连续运动,且运动曲线连续平滑。
[0053]动力输入杆件做顺时针转动或逆时针转动时,腿部杆件可按照抬起、迈步、下落、向后滑动或抬起、迈步、下落、向前滑动的运动方式,进行向前或向后的运动。
[0054]在异形齿轮组的调整之下,四条腿的相位依次相差90度角。
[0055]在动力输入杆的带动之下,腿部杆件末端的运动曲线触地的时间为离地时间的三倍。
[0056]在四足行走机构完成向前或向后的运动过程中,总可以保持四组行走机构有三组与地面接触,使机身保持稳定。
[0057]由曲柄机构与脚踏板构成,人坐在座椅上可经由踩踏方式驱动中心动力输入轴转动。
[0058]中心动力输入轴可由一人踩动,也可以由两人踩动。正反两座椅上的人员皆可以对四足行走机构进行动力输入。
[0059]具有创新性的结构布局,两旁的齿轮箱可防止操作人员被传动装置误伤,前后座椅设计载员4人,前后船型空挡可用来防止救生装备。
[0060]在水浅处四足行走机构可由腿部杆件带动前进,在水过深处可利用主体结构漂浮于水面,使被救援者身体脱离水面。
[0061]大直径端中心角为90度,小直径端中心角为270度,大直径与小直径之比为3: 1,当两个相同异形齿轮相啮合时,可以使被驱动齿轮大直径部分与小直径部分转动时间比为1:1。
[0062]下面结合附图对本实施例技术方案做进一步描述。
[0063]腿部连杆机构设计
[0064]如图7所示,腿部连杆机构整体由多根杆件组成,杆件之间由两边带有螺纹,中间光滑的螺杆连接,螺杆两边由垫片与螺栓固定。
[0065]腿部连杆机构由动力输入杆件25驱动,当动力输入杆件25绕其中心轴做连续圆周转动时,腿部连杆机构整体会完成抬起、迈步、下落、向后滑动等一系列连续运动,且运动曲线连续平滑。动力输入杆件做顺时针转动或逆时针转动时,腿部杆件可按照抬起、迈步、下落、向后滑动或抬起、迈步、下落、向前滑动的运动方式,进行向前或向后的运动。
[0066]在齿轮组的异形齿轮的调整之下,四条腿的相位依次相差90度角。因此在动力输入杆的带动之下,腿部杆件末端的运动曲线触地的时间为离地时间的三倍。
[0067]具体为,第一、第二、第五、第七、第八、第九腿部连杆机构杆件22、23、27、29、30、31的长度为420mm,第三、第四腿部连杆机构杆件24、26的长度为480mm,第六腿部连杆机构杆件28的长度为513mm、第十腿部连杆机构杆件32的长度为700mm,动力输入杆件25的长度为200mm。第一至第十腿部连杆机构杆件22、23、24、26、27、28、29、30、31、32为结构组成腿部连杆机构的主体。
[0068]动力输入杆件25的一端与齿轮组的一根中心轴相连,另一端与其它杆件相连。腿部连杆机构杆件23、27、29相交端点与腿部杆件中心固定轴7相连,腿部杆件中心固定轴7固定在机构主体侧板上。
[0069]当动力输入杆件25绕其中心轴做连续圆周转动时,腿部连杆机构整体会完成抬起、迈步、下落、向后滑动等一系列连续运动,且运动曲线连续平滑。动力输入杆件做顺时针转动或逆时针转动时,腿部杆件可按照抬起、迈步、下落、向后滑动或抬起、迈步、下落、向前滑动的运动方式,进行向前或向后的运动。
[0070]在异形齿轮组的调整之下,四条腿的相位依次相差90度角。因此在动力输入杆的带动之下,腿部杆件末端的运动曲线触地的时间为离地时间的三倍。
[0071]中心动力输入轴设计
[0072]如图5所示,中心动力输入轴主要由曲柄机构和脚踏板组成。
[0073]操作人员通过踩踏脚踏板,可以给中心动力输入轴沿机械传动方向的扭矩。该扭矩会使中心动力输入轴转动。从而完成动力输入的过程,即人体输出的机械能转化为四足步行机械结构的机械能。
[0074]当向步行机构运动方向踩踏脚踏板时,会给步行机械输入向前的动力。当向步行机构运动方向反向踩踏脚踏板时,会给步行机械输入向后的动力,从而使机械向后运动。
[0075]该曲柄机构由并排的两组脚踏板组成,该设计使机械可以由单人操作,也可以由双人操作。
[0076]具体为,脚踏板为长100mm,宽60mm,
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