一种双层盘式六足移动平台的制作方法

本发明属于特种机器人技术领域，特别涉及一种双层盘式六足移动平台。

背景技术：

在自然界和人类社会中存在着一些人类无法到达或可能危及人类生命的特殊环境。人类需要对这些危险的特殊环境进行不断地探索研究，来寻求人类重大问题的解决方法。作为人类探索研究的重要工具，传统的轮式机器人和履带式机器人在这些地形不规则和崎岖不平的特殊环境中受到了巨大的限制，六足机器人，即六足移动平台是目前较能满足相应特殊环境需求的特种机器人，但其仍然存在较多问题。

目前已有的六足机器人的腿结构是固定在机器人主体结构上，无法随环境的变化适应相特殊的地形工况；此外，已有的六足机器人的转向角度是有限的，且单次转向角度较小，如要实现大角度的转向，往往需要多次转向才能实现。上述缺陷都将导致现有六足移动平台无法在地形不规则和崎岖不平的特殊环境中灵活运行，使人类探索特殊环境的脚步受到限制。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种双层盘式六足移动平台，实现了直线行进步态与全方位转向步态相对独立而又统一的移动运行模式，使移动平台原地一次性任意角度转向，且优化分布平台上的腿结构，提高了六足移动平台的运动性和地形适应性。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种双层盘式六足移动平台，由双层躯干、单腿机构和转向机构组成；

所述双层躯干的上盘11和下盘12上分别安装三个所述单腿机构，其中两个所述单腿机构通过连杆机构铰接在双层躯干一侧的上盘11上，另一个单腿机构固定安装在上盘11的另一侧；两个所述单腿机构通过连杆机构铰接在双层躯干另一侧的下盘12上，另一个单腿机构固定安装在下盘12的另一侧；所述上盘11和下盘12通过轴13联结，且相对旋转；

所述转向机构安装在双层躯干的下盘12上，通过圆锥齿轮副与双层躯干的轴13传动联结，实现转向驱动。

一种双层盘式六足移动平台，其中，所述双层躯干由上盘11、下盘12、轴13、螺帽14、第一锥齿轮15、第一推力球轴承17、第二推力球轴承18、轴承端盖19和紧固螺钉10组成；

所述上盘11通过螺帽14与轴13顶端固定联结，所述第一锥齿轮15安装在上盘11和下盘12之间的轴13上，所述下盘12套装在轴13的下侧，下盘12的上下两侧分别安装第一推力球轴承17和第二推力球轴承18，底部的推力球轴承通过轴承端盖19限位，并通过紧固螺钉10固定联结在轴13上。

一种双层盘式六足移动平台，其中，所述单腿机构由第一舵机24、第二连接架26、第二舵机27和竖腿28依次联结组成；

安装在上盘11上的三个单腿机构，其中一个固定联结在上盘11一侧的外侧面上，为单自由度的单腿机构，另外两个分别各通过一组连杆机构21铰接在上盘11的另一侧，为二自由度的单腿机构；

安装在下盘12上的三个单腿机构，与安装在上盘11上的三个单腿机构位置对称。

一种双层盘式六足移动平台，其中，所述转向机构由第三舵机31和第二锥齿轮32组成，所述第三舵机31固定安装在下盘12上，且第三舵机31的舵盘与所述第二锥齿轮32同轴联结，所述第二锥齿轮32与第一锥齿轮15相啮合。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明所述一种双层盘式六足移动平台的躯干采用双层结构，能实现平台全方位无障碍转向，该平台的转向方式仿照三角步态，分上、下两组腿结构，转弯时，其中一组腿结构作为支撑，另一组腿结构进行转向，上、下两组腿结构相互交替支撑或转向，从而使该平台具有转向快捷、高效率的优点。

2、本发明所述一种双层盘式六足移动平台的腿结构采用二自由度的单腿机构，具有结构简单，运动自由，灵活等优点。

3、本发明所述一种双层盘式六足移动平台中，应用四连杆结构设计，使腿结构可以在平台上进行优化分布，提高了该平台的地形适应性，并且提高了能源的利用效率。

附图说明

图1为本发明所述一种双层盘式六足移动平台的立体结构示意图；

图2a为本发明所述一种双层盘式六足移动平台中，双层躯干的结构示意图；

图2b为图2a中a-a剖视图；

图3为本发明所述一种双层盘式六足移动平台中，单腿机构的立体结构示意图；

图4为本发明所述一种双层盘式六足移动平台中，转向机构的立体结构示意图。

图中：

10.紧固螺钉，11.上盘，12.下盘，13.轴，

14.螺帽，15.第一锥齿轮，16.套筒，17.第一推力球轴承，

18.第二推力球轴承，19.轴承端盖；

21.连杆机构，22.螺栓，23.第一连接架，24.第一舵机，

25.舵机专用螺钉，26.第二连接架，27.第二舵机，28.竖腿；

31.第三舵机，32.第二锥齿轮，33.固定螺钉。

具体实施方式

为进一步阐述本发明的技术方案，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

如图1所示，本发明提供了一种双层盘式六足移动平台，所述移动平台由双层躯干、单腿机构和转向机构组成。

如图1、图2a和图2b所示，所述双层躯干为上、下两层结构，具体由上盘11、下盘12、轴13、螺帽14、第一锥齿轮15、套筒16、第一推力球轴承17、第二推力球轴承18、轴承端盖19和紧固螺钉10组成；

所述上盘11和下盘12均为由上、下两个对称的平面和端部的侧面组成的，单侧开口的凹槽形结构，上盘11和下盘12上下平行地叠加设置，且上盘11和下盘12的槽口方向相反；所述轴13顶部穿过上盘11的两个平面，轴13通过螺帽14与上盘11上方固定联结；所述第一锥齿轮15通过键安装在轴13上，其齿面向下呈倒锥形，第一锥齿轮15，所述第一锥齿轮15上端顶靠在上盘11的下平面上，下端通过套筒16顶靠在轴13中部的轴肩上，从而实现轴向限位；

所述下盘12安装在轴13的下侧，所述下盘12套装在轴13上，所述第一推力球轴承17和第二推力球轴承18分别安装在下盘12两侧的轴13上，下盘12能相对于轴13转动，位于下方的第二推力球轴承18底部安装轴承端盖19，轴13的底端加工有内螺纹，轴承端盖19底端通过紧固螺钉10与轴13底端固定联结。

如图1和图3所示，所述单腿机构由第一舵机24、第二连接架26、第二舵机27和竖腿28依次联结组成，具体地，所述第一舵机24执行端两侧的舵盘与第二连接架26一端两侧的耳板通过舵机专用螺钉25安装联结，所述第二连接架26另一端两侧的耳板与第二舵机27执行端两侧的舵盘通过舵机专用螺钉25安装联结，第二舵机27壳体端与竖腿28固定联结。

如图1所示，所述单腿机构安装联结在双层躯干的上盘11和下盘12上，所述上盘11上共安装有三组单腿机构，其中一组固定安装在上盘11的端部侧面外侧，所述单腿机构的第一舵机24壳体端与上盘11端部侧板外侧的耳板联结；另外两组分别各通过一组连杆机构21和第一连接架23安装联结在上盘11的槽口内侧，具体地，所述连杆机构21由两根平行连杆组成，且连杆机构21的一端铰接在上盘11槽口内的轴13上，连杆机构21的另一端铰接在第一连接架23的外侧面上，所述第一舵机24壳体端与第一连接架23端部的耳板联结；

所述下盘12上也安装有三组单腿机构，与上盘11相类似地，其中单腿机构一组固定安装在下盘12的端部侧面外侧，所述单腿机构的第一舵机24壳体端与下盘12端部侧板外侧的耳板联结；另外两组均通过连杆机构21和第一连接架23安装联结在下盘12槽口内侧，具体地，所述连杆机构21由两根双平行连杆组成，且连杆机构21的一端铰接在下盘12槽口内的轴13上，连杆机构21的另一端铰接在第一连接架23的外侧面上，所述第一舵机24壳体端与第一连接架23端部的耳板联结；

由上述可知，本发明所述的六足移动平台的六个单腿机构分别对称地分布安装在双层躯干的两侧，每一侧均安装有可上下弯折摆动的单腿机构，以及两个通过两组连杆机构21联结的，既可以上下弯折摆动，又可以水平横向摆动的单腿机构。

如图1和图4所示，所述转向机构由第三舵机31和第二锥齿轮32组成，所述第三舵机31的壳体通过固定螺钉33固定安装在下盘12的上表面，第三舵机31的执行端舵盘通过固定螺钉33与所述第二锥齿轮32同轴联结，所述第二锥齿轮32与第一锥齿轮15相啮合。

本发明所述的双层盘式六足移动平台的工作过程如下所述：

当所述移动平台直线前进时，仿照三角步态，先由安装在上盘11上的三个单腿机构支撑地面，安装在下盘12上的三个单腿机构在相应舵机的驱动下完成抬腿、伸腿等动作，然后安装在上盘11上的三个单腿抬离地面，与此同时，安装在下盘12上的三个单腿机构复位，此时安装在上盘11上的三个单腿将完成抬腿、伸腿等动作，重复上述动作即实现所述移动平台的直线前进过程；

当所述移动平台转向时，将安装在上盘11上的三个单腿机构设为a组腿机构，安装在下盘12上的三个单腿机构设为b组腿机构；转向时，b组腿机构支撑地面，第三舵机31运转，依次驱动第二锥齿轮32、第一圆锥齿轮15和轴13转动，进而带动与轴13固定联结的上盘11转动，此时，b组腿机构支撑地面，对应的下盘12相对静止，上盘11相对于下盘12旋转，并带动其上的a组腿机构转动；然后a组腿机构落下并支撑地面，此时第三舵机31转动，此时a组腿机构支撑地面，对应的上盘11相对静止，与上盘11固定联结的轴13也固定不动，故与下盘12固定联结的第三舵机31将带动下盘12和b组腿机构一同绕着轴13转动相同的角度，从而实现转向。

上述过程中，通过连杆机构21与双层躯干相联结的单腿机构，可相对于与其对应安装的上盘或下盘转动，改变单腿机构与盘之间的相对位置，实现二自由度运动，使移动平台在特殊环境下运动更加灵活，适应性更强。