行走装置及机器人的制作方法

本发明实施例涉及人工智能设备，特别涉及行走装置及机器人。

背景技术：

行走装置运用在机器人上，让机器人可行走。现有的机器人的行走方式分为两种，一种是像人脚一样行走，通过迈出步伐实现前进，但这种行走方式灵活度较差，行走缓慢。另一种是，以轮毂代替脚，可以在地面上滚动，实现机器人行走，这种行走速度快平稳，但是在遇到台阶等障碍物时，机器人将无法行走，受到阻挡。

技术实现要素：

本发明实施方式的目的在于提供一种行走装置及机器人，使得该行走装置即可以快速的在平地上行走，也可以在遇到台阶等障碍物时行走。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种行走装置，设置在机器人上，包括：相对设置的两个肢干组件、连接两个所述肢干组件的控制箱；

任意一个所述肢干组件均包括：

肢干本体；

行走驱动组件，与所述控制箱和所述肢干本体相连，用于驱动所述肢干本体朝向所述机器人的前进方向或垂直于所述前进方向运动；

轮毂组件，包括：沿地面滚动的外环面、与所述外环面的轴线垂直的下表面，且所述下表面用于踩踏所述地面；

第一调整驱动组件，与所述轮毂组件相连，驱动所述轮毂组件以其与所述第一调整驱动组件的连接处转动；

第二调整驱动组件，连接所述第一调整驱动组件和所述肢干本体，用于驱动所述轮毂组件翻转至所述外环面与所述地面相抵持或所述下表面与所述地面相抵持；还用于驱动所述轮毂组件朝向或背离另一肢干组件的方向上摆动；

其中，所述行走驱动组件、所述第一调整驱动组件、所述第二调整驱动组件、所述轮毂组件均与所述控制箱电性连接，且所述控制箱用于控制所述行走驱动组件、所述第一调整驱动组件、所述第二调整驱动组件、所述轮毂组件。

本发明的实施方式还提供了一种机器人，包括如权利要求上述的行走装置。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于设有两个肢干组件和控制箱，而任意一个肢干组件均包括肢干本体、行走驱动组件、轮毂组件、第一调整驱动组件和第二调整驱动组件，机器人在地面需要快速行走时，控制箱控制第二调整驱动组件驱动轮毂组件翻转，让轮毂组件的外环面与地面抵持，从而控制箱可控制轮毂组件滚动，让行走装置快速运行。并且，第一调整驱动组件的设置，驱动轮毂组件绕其与第一调整驱动组件的连接处转动，从而可以改变轮毂组件与第一调整驱动组件之间的角度，让轮毂组件改变滚动方向。在遇到台阶等障碍时，控制箱控制第二调整驱动组件驱动轮毂组件翻转，让轮毂组件的下表面与地面相抵持，控制箱控制行走驱动组件驱动肢干本体向机器人的前进方向或垂直于前进方向运动，肢干组件带动轮毂组件前行跨步，从而实现行走机构在台阶或其他障碍物上行走。进而实现了该行走机构可快速滚动运动，同时在遇到台阶或障碍物时，可以通过跨步行走实现在台阶或障碍物上行走。

另外，所述行走驱动组件包括：

第一动力件，与所述控制箱相连，且与所述控制箱电性连接；所述第一动力件的轴线平行于所述前进方向，驱动所述肢干本体朝向垂直于所述前进方向运动；

第二动力件，与所述第一动力件和所述肢干本体相连，且与所述控制箱电性连接；所述第二动力件的轴线垂直于所述前进方向，驱动所述肢干本体朝向所述前进方向运动。

另外，所述肢干本体朝向所述控制箱的一侧开设有滑槽，所述滑槽沿垂直于所述地面的方向延伸；

所述第二动力件包括：

第二舵机，所述第二舵机的主轴滑动设置在所述滑槽内；

第二连接件，连接所述第二舵机与所述第一动力件。

另外，所述轮毂组件包括：

轮毂本体，与所述第一调整驱动组件转动连接，包括所述外环面和所述下表面；

轮毂驱动件，与所述控制箱电性连接，驱动所述轮毂本体的外环面沿所述地面滚动。

另外，所述第一调整驱动组件包括：

第一调整动力件，与所述轮毂组件相连，且与所述控制箱电性连接；

第一调整连接件，与所述第一调整动力件的主轴和所述第二调整驱动组件相连。

另外，所述第一调整动力件为第一调整舵机；且所述第一调整舵机的轴线垂直于所述外环面的轴线，驱动所述轮毂组件绕所述第一调整舵机的轴线转动。

另外，所述轮毂组件和第一调整驱动组件构成运动部件；

所述第二调整驱动组件为第二调整舵机；所述第二调整舵机的轴线平行于所述前进方向，驱动所述运动部件绕所述第二调整舵机的轴线翻转。

另外，各所述运动部件朝向相背离的方向翻转至对应的外环面与所述地面相抵持。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明第一实施方式中行走装置的爆炸图；

图2是根据本发明第一实施方式中外环面与地面抵持的结构示意图；

图3是根据本发明第一实施方式中下表面与地面抵持的结构示意图；

图4是根据本发明第一实施方式中行走装置的电路模块图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种行走装置，设置在机器人上，如图1、图2、图3和图4所示，包括相对设置的肢干组件1、肢干组件2、连接肢干组件1和肢干组件2的控制箱3。两个肢干组件的结构相同，以肢干组件1为例，肢干组件包括肢干本体4、行走驱动组件5、轮毂组件6、第一调整驱动组件7和第二调整驱动组件8，行走驱动组件5与控制箱3和肢干本体4相连，用于驱动肢干本体4朝向机器人的前进方向或垂直于前进方向运动。轮毂组件6包括沿地面滚动的外环面61、与外环面61的轴线n垂直的下表面62，且下表面62用于踩踏地面行走。第一调整驱动组件7与轮毂组件6相连，驱动轮毂组件6以其与第一调整驱动组件7的连接处转动。第二调整驱动组件8连接第一调整驱动组件7和肢干本体4，用于驱动轮毂组件6翻转至外环面61与地面相抵持或下表面62与地面相抵持；还用于驱动轮毂组件6朝向或背离另一肢干组件的方向上摆动。行走驱动组件5、第一调整驱动组件7、第二调整驱动组件8、轮毂组件6均与控制箱3电性连接，且控制箱3用于控制行走驱动组件5、第一调整驱动组件7、第二调整驱动组件8、轮毂组件6。

具体的说，如图1、图2、图3和图4所示，行走装置在平整的地面上行走时，控制箱3控制第二调整驱动组件8驱动轮毂组件6翻转让轮毂组件6的外环面61与地面抵持，控制箱3可控制轮毂组件6滚动，让行走装置快速行走，第一调整驱动组件7与第二调整驱动组件8和轮毂组件6相连，第二调整驱动组件8驱动轮毂组件6时，第一调整驱动组件7和驱动轮毂组件6一起翻转。且控制箱3控制第一调整驱动组件7驱动轮毂组件6转动，轮毂组件6以其与第一调整驱动组件7的连接处转动，使得轮毂组件6偏转，行走装置的行走方向发生改变，可行走至不同的方向。且控制箱3控制行走驱动组件5驱动肢干本体4运动，实现两个肢干本体4之间可跨开，也可产生前后距离，满足不同环境下的行走需要，更为人性化。同时，在台阶或者障碍物，轮毂组件6无法滚动通过，控制箱3可控制第二调整驱动组件8驱动第一调整驱动组件7和驱动轮毂组件6一起翻转，此时轮毂组件6的下表面62与地面抵持，第一调整驱动组件7与肢干组件在一条直线上。控制箱3控制行走驱动组件5驱动肢干本体4运动，两个肢干本体4在前进方向上运动，也可以在垂直于前进方向的方向上运行，使得肢干本体4带动轮毂组件6像脚一样跨步行走，并可改变行走的方向。另外，控制箱3控制第一调整驱动组件7驱动轮毂组件6转动，第一调整驱动组件7相当于脚踝，让轮毂组件6可稳定的踩踏到不同高度的台阶层面上，也可稳定在走过障碍物。

通过上述内容不难发现，由于设有两个肢干组件和控制箱3，而任意一个肢干组件均包括肢干本体4、行走驱动组件5、轮毂组件6、第一调整驱动组件7和第二调整驱动组件8，机器人在地面需要快速行走时，控制箱3控制第二调整驱动组件8驱动轮毂组件6翻转，让轮毂组件6的外环面61与地面抵持，从而控制箱3可控制轮毂组件6滚动，让行走装置快速运行。并且，第一调整驱动组件7的设置，驱动轮毂组件6绕其与第一调整驱动组件7的连接处为中心转动，从而可以改变轮毂组件6与第一调整驱动组件7之间的角度，让轮毂组件6改变滚动方向。在遇到台阶等障碍时，控制箱3控制第二调整驱动组件8驱动轮毂组件6翻转，让轮毂组件6的下表面62与地面相抵持，控制箱3控制行走驱动组件5驱动肢干本体4向机器人的前进方向或垂直于前进方向运动，肢干组件带动轮毂组件6前行跨步，从而实现行走机构在台阶或其他障碍物上行走。进而实现了该行走机构可快速滚动运动，同时在遇到台阶或障碍物时，可以通过跨步行走实现在台阶或障碍物上行走。

进一步的，如图1、图2和图3所示，行走驱动组件5包括第一动力件51和第二动力件52，第一动力件51与控制箱3相连，且与控制箱3电性连接。第一动力件51的轴线m平行于前进方向，驱动肢干本体4朝向垂直于前进方向运动。第二动力件52与第一动力件51和肢干本体4相连，且与控制箱3电性连接，第二动力件52的轴线y垂直于前进方向，驱动肢干本体4朝向前进方向运动。第一动力件51为舵机，第一动力件51沿第一动力件51的轴线m转动，带动第二动力件52转动，第二动力件52带动肢干本体4，肢干本体4为朝向地面方向延伸的长杆，肢干本体4沿垂直于第一动力件51的轴线m的方向运动，从而两个肢干本体4之间的距离可扩大或者缩小。

另外，图2和图3所示，肢干本体4朝向控制箱3的一侧开设有滑槽9，滑槽9沿垂直于地面的方向延伸。第二动力件52包括第二舵机521和第二连接件522，第二舵机521的主轴滑动设置在滑槽9内。第二连接件522连接第二舵机521与第一动力件51。在地面高度变低时，两个轮毂组件6所在的地面高低不一，为了行走机构平稳，一个轮毂组件6踩在较高的地面上时，可以让该轮毂组件6对应的第二舵机521的主轴在相应的滑槽9内滑动，从而使得两个第一动力组件一直处于同一水平线下，行走装置可一直稳定的行走。同时，第二动力件52的轴线y与前进方向垂直，第二动力件52带动肢干本体4绕第二动力件52的轴线y转动，从而，肢干本体4向前进方向跨出，两个肢干本体4被其相对应的第二动力件52先后带动跨出前进方向，使得两个肢干本体4形成走路模式，各肢干本体4上相对应的轮毂组件6也按照肢干本体4的运动方向一起运动，从而两个轮毂组件6相当于脚，肢干本体4相对于腿部，让行走装置可踩踏地面行走。

进一步的，如图1、图2所示，轮毂组件6包括轮毂本体和轮毂驱动件，轮毂驱动件可为电机，轮毂本体与第一调整驱动组件7转动连接，轮毂本体包括外环面61和下表面62。轮毂驱动件与控制箱3电性连接，控制箱3控制轮毂驱动件驱动轮毂本体转动，让驱动轮毂本体的外环面61沿地面滚动。

另外，如图1和图4所示，第一调整驱动组件7包括第一调整动力件71和第一调整连接件72，第一调整动力件71与轮毂组件6相连，控制箱3电性连接。第一调整连接件72与第一调整动力件71的主轴和第二调整驱动组件8相连。

具体的说，如图1、图2、图3和图4所示，第一调整动力件71为第一调整舵机，且第一调整舵机的轴线p垂直于外环面61的轴线n，驱动轮毂组件6绕第一调整舵机的轴线p转动。控制箱3控制第一调整动力件71驱动轮毂组件6绕第一调整舵机的轴线p转动。从而在轮毂组件6在地面上滚动时，轮毂组件6绕第一调整舵机的轴线p转动，改变轮毂组件6的运行方向，行走装置的行走方向也发生改变。而在轮毂组件6的下表面62与地面抵持时，轮毂组件6绕第一调整舵机的轴线p转动，让第一调整舵机起到脚踝的作用，在走台阶或起伏路面时，轮毂组件6可以更为稳定的抬起落下，使得行走装置更为稳定的跨步走。

进一步的，如图1所示，轮毂组件6和第一调整驱动组件7构成运动部件10。第二调整驱动组件8为第二调整舵机，第二调整舵机的轴线s平行于前进方向，驱动运动部件10绕第二调整舵机的轴线s翻转。

更值得一提的是，如图1、图2、图3所示，各运动部件10朝向相背离的方向翻转至对应的外环面61与地面相抵持。行走装置在地面上滚动时，第二调整舵机驱动运动部件10朝向背离另一个运动部件10的方向翻转，使得两个运动部件10的翻转方向不同不会互相干扰，此时外环面61与地面抵持。在行走装置在底面上跨步行走时，第二调整舵机驱动运动部件10朝向另一个运动部件10翻转，让下表面62与地面抵持，此时第一调整连接件72与肢干本体4在一条直线上，行走装置处于直立的状态，控制箱3控制行走驱动组件5，让肢干主体带动相应的运动部件10跨步行走。

本发明的第二实施方式涉及一种机器人，包括第一实施方式中的的行走装置。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。