的空间 螺旋线状主动线齿5-2，从动轮6包括柱状从动轮轮体6-1、多个均布于从动轮轮体6-1周向 的圆弧线状从动线齿6-2。
[0029] 两根传动轴4分别与两个微电机3的输出端连接，其中三个主动轮5的主动轮轮体 5-1分别同轴固定在一根传动轴4上，另三个主动轮5的主动轮轮体5-1分别同轴固定在另一 根传动轴4上，在机体1的两侧分别设有三根相互平行的输出轴13，本实施例输出轴13与传 动轴4之间的夹角α为90°，输出轴13与传动轴4相垂直，其中三个从动轮6的从动轮轮体6-1 分别同轴固定于机体1 一侧的三根输出轴13上，另三个从动轮6的从动轮轮体6-1分别同轴 固定于机体1另一侧的三根输出轴13上，六个主动轮5的主动线齿5-2分别与六个从动轮6的 从动线齿6-2相啮合，在机体1的两侧端面上分别设有水平的T型槽1-1，在两侧的T型槽1-1 内分别滑动配合三根T型滑杆14,在滑杆14的端部设有轴心为竖直的圆环14-1，六个柱状足 分别活动穿过六根滑杆14的圆环14-1，在输出轴13与柱状足之间设有Z型连杆15,连杆15的 一端与输出轴13端部连接，连杆15的另一端与柱状足的顶端连接，在输出轴13与连杆15之 间设有转向离合器16。
[0030] 主动线齿5-2与从动线齿6-2的横截面直径分别为1.2mm。
[0031] 在机体1的前端、后端分别设有传感器17。
[0032]两个微电机3的驱动方向相反。
[0033]单片机2与两个微电机3及转向离合器16电连接，六个柱状足采用三角步态方式行 走，二角步态方式行走的两组足的二角步态相位差为〇. 5π。
[0034]主动轮5、从动轮6采用激光快速成型制造。
[0035]如图4，S(0-x，y，z)及5[)(01^1)，7 1)，21))是两个空间坐标系，0、01)分别为两个坐标系 的原点，z轴与主动轮5的回转轴线重合，zP轴与从动轮6的回转轴线重合，两轴之间的夹角 为0~180° ^轴与^的间距为b，z轴与xP轴的间距为a，a、b取值范围根据主动轮5和从动轮6 半径来定，a不超过主动轮5直径，b不超过从动轮6直径。主动轮5以匀角速度ω 1绕2轴旋转， 从动轮6以匀角速度《2绕2[)轴旋转。
[0036]主动线齿5-2的螺旋线方程为：
m为螺旋半径，ρ为螺距，-π < Θ <-〇.5π(Θ为变量）。
[0037]与主动线齿5-2共辄的从动线齿6-2的曲线方程为：
βι为嗤合点M的主法失，即_ I " ^
[0038] 本实施例主动线齿5-2螺旋半径m=3mm，螺距ρ=6_η。主动轮5与从动轮6传动比为 3，主动线齿5-2数目m = 6，从动线齿6-2数目n2 = m X 3=18，线齿直径D= 1.2 mm，主动轮5转 轴与从动轮6转轴夹角为90°。与之共轭的从动线齿6-2的曲线方程：
式中Θ为变量，-JT^ Θ <-〇.531。 本发明一种基于线齿轮传动的六足仿生机器人采取三角步态，将六柱状足分为两组， 左足二8、右足一 10、右足三12为一组，左足一 7、左足三9、右足二11为一组，两组三角步态相 位差为0.531，一组足运动时，另一组足保持原状态，如此轮换运动，通过足底摩擦力实现行 走。
[0039] 传感器17作为机器人的眼睛，微电机3驱动机器人行走，通过转向离合器16的结合 与分开实现来实现机器人的转向，通过主动轮5带动从动轮6,然后从动轮6把扭力带给Z型 连杆15，Z型连杆15带动机器人的六个柱状足行走，柱状足利用足底的摩擦力实现行走。
[0040] 通过单片机2控制微电机3以及转向离合器16实现三角步态，单片机2发出指令使 六个转向离合器16分别张开或结合，微电机3转动带动左足二8、右足一 10、右足三12三足抬 起，然后落下，接着抬起左足一 7、左足三9、右足二11三足，反复循环，从而使其行走。而前后 的传感器17可以检测到路障的高低，给出信号使六足的抬起高度随其变化。六足机器人的 转向是通过离合器的结合与分开实现。
[0041] 本发明克服了现有技术存在的不足，现有机器人无法满足在微小空间内和复杂环 境下工作的要求，本发明的机器人极大地缩小了体积，且能够实现在复杂环境下工作。
【主权项】
1. 一种基于线齿轮传动的六足仿生机器人，其特征在于:包括机体、位于机体内的单片 机及两个微电机、两根相互平行的传动轴、六个主动轮、六个从动轮、六个竖直的柱状足，主 动轮包括柱状主动轮轮体、至少两个沿周向均布于主动轮轮体端面的空间螺旋线状主动线 齿，从动轮包括柱状从动轮轮体、多个均布于从动轮轮体周向的圆弧线状从动线齿，两根传 动轴分别与两个微电机的输出端连接，其中三个主动轮的主动轮轮体分别同轴固定在一根 传动轴上，另三个主动轮的主动轮轮体分别同轴固定在另一根传动轴上，在机体的两侧分 别设有三根相互平行的输出轴，输出轴与传动轴之间的夹角为〇~180°，其中三个从动轮的 从动轮轮体分别同轴固定于机体一侧的三根输出轴上，另三个从动轮的从动轮轮体分别同 轴固定于机体另一侧的三根输出轴上，六个主动轮的主动线齿分别与六个从动轮的从动线 齿相啮合，在机体的两侧端面上分别设有水平的T型槽，在两侧的T型槽内分别滑动配合三 根T型滑杆，在滑杆的端部设有轴心为竖直的圆环，六个柱状足分别活动穿过六根滑杆的圆 环，在输出轴与柱状足之间设有Z型连杆，连杆的一端与输出轴端部连接，连杆的另一端与 柱状足的顶端连接，在输出轴与连杆之间设有转向离合器。2. 根据权利要求1所述的基于线齿轮传动的六足仿生机器人，其特征在于:主动线齿与 从动线齿的横截面直径分别至少为0.1_。3. 根据权利要求2所述的基于线齿轮传动的六足仿生机器人，其特征在于:从动线齿的 个数为主动线齿的个数与主、从动轮传动比之积。4. 根据权利要求1或2或3所述的基于线齿轮传动的六足仿生机器人，其特征在于:在机 体的前端、后端分别设有传感器。5. 根据权利要求4所述的基于线齿轮传动的六足仿生机器人，其特征在于:两个微电机 的驱动方向相反。6. 根据权利要求5所述的基于线齿轮传动的六足仿生机器人，其特征在于:单片机与两 个微电机及转向离合器电连接，六个柱状足采用三角步态方式行走，三角步态方式行走的 两组足的二角步态相位差为〇.5π。7. 根据权利要求1所述的基于线齿轮传动的六足仿生机器人，其特征在于:主动轮、从 动轮采用激光快速成型制造。
【专利摘要】本发明涉及一种基于线齿轮传动的六足仿生机器人，包括机体、单片机及两个微电机、两根相互平行且分别与两个微电机连接的传动轴、六个主动轮及从动轮及竖直柱状足，主动轮包括主动轮轮体、至少两个沿周向均布于主动轮轮体端面的空间螺旋线状主动线齿，从动轮包括从动轮轮体、多个均布于从动轮轮体周向的圆弧线状从动线齿，每根传动轴固定三个主动轮轮体，机体两侧各有三根固定从动轮轮体的输出轴，输出轴与传动轴间夹角为0～180°，主动线齿与从动线齿啮合，机体两侧各滑动配合三根滑杆，足活动穿过滑杆，输出轴与足之间有连杆，输出轴与连杆之间有离合器。本发明体积小、成本低、控制简单、传动比大，可在微小空间和复杂环境下工作。
【IPC分类】B62D57/032, B60K17/04
【公开号】CN105620583
【申请号】CN201610155424
【发明人】孙磊厚, 刘光新, 杨佳伟, 丁宇飞, 梁平, 陈成
【申请人】常州信息职业技术学院
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月18日