一种具有平衡调节能力的两足机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，具体的说是一种具有平衡调节能力的两足机器人。

背景技术：

众所周知，机器人设备在帮助人们生产生活方面发挥着越来越多的作用，随着科学技术的发展，机器人设备的种类越来越多，而机器人领域，全世界大多数国家都已经投入较大的科研力量进行研究，在机器人的行走方式上大致分为两类，一类是转轮驱动，一类是模仿脊椎动物行走，其中包括双足式行走机器人，其难点在于在行走过程中保持机器人的平衡性，尤其对于机器人在凹凸型地面行走的平衡性问题比较难以解决，本实用新型提供一种具有平衡调节能力的两足机器人，利用凹凸地面带来机器人足部局部应力变化这一特点，设计了一种可自动调节的平衡结构，可以帮助机器人在凹凸地面行走时维持较好的平衡能力。

技术实现要素：

针对现有技术设备在积极解决上述问题，但是目前未能取得有效的改善，本实用新型提供一种具有平衡调节能力的两足机器人，利用凹凸地面带来机器人足部局部应力变化这一特点，设计了一种平衡结构，可以帮助机器人在凹凸地面行走时维持较好的平衡能力。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有平衡调节能力的两足机器人，包括固定机架、传动机构和行走机构，所述的固定机架上设有箱体、发光灯和凸端；所述的箱体内安装有传动机构；所述的发光灯安装在箱体的顶部；所述的凸端设置在箱体的两侧。固定机架主要起支撑和保护的作用。

所述的传动机构上设有运动臂、一号传动轴、支架、二号轴、一号齿轮、二号齿轮、凸轮和控制箱；所述的运动臂安装在二号轴上，运动臂的数量为两个，运动臂的截面形状为“L”型，运动臂上设有一号安装孔、限位孔、三号轴和限位片；所述的三号轴安装在一号安装孔内；所述的限位片安装在限位孔内，限位片的作用是用来限定机器人，让机器人在进行抬腿动作时，使其双腿与地面的摩擦力不同，前腿后脚掌与地面的摩擦力大于后腿前脚掌与地面的摩擦力，以此防止机器人出现原地踏步的现象；所述的一号传动轴安装在支架上；所述的支架与箱体内表面相连接，支架连接在一号传动轴和二号轴之间；所述的二号轴与箱体相连接；所述的一号齿轮安装在一号传动轴上；所述的二号齿轮与控制箱内电机相连接，二号齿轮与一号齿轮相啮合；所述的凸轮安装在一号传动轴两端，且凸轮与运动臂相连接，凸轮的数量为两个；所述的控制箱内安装有驱动电机和控制装置；驱动电机运转，通过二号齿轮与一号齿轮相啮合传动，从而带动一号传动轴转动，进而使两个凸轮带动运动臂做往复式的前后摆动，以此来实现机器人的运动。

所述的行走机构与传动机构相连接，行走机构包括平衡块和机械足；所述的平衡块包括主板、一号弹性杆、副板、一号连杆、四号轴、五号轴、伸缩杆、二号连杆和气动装置；所述的主板与副板铰接；所述的一号弹性杆由两块连杆和一根弹簧构成，一号弹性杆连接在主板与副板之间，一号弹性杆的作用是减震和缓冲，减小剧烈的冲撞抖动；所述的一号连杆连接在主板与二号连杆之间，一号连杆与二号连杆之间通过四号轴连接；所述的二号连杆连接在一号连杆与伸缩杆之间，二号连杆与伸缩杆之间通过五号轴连接；所述的伸缩杆连接在二号连杆和气动装置之间；所述的机械足安装在平衡块下端，机械足包括六号轴、底板、二号弹性杆、移动端和应力感应器；所述的底板与平衡块之间通过六号轴连接；所述的二号弹性杆连接在移动端和底板之间；所述的应力感应器设置在底板下表面。当行走在凹凸型地面时，底板与地面接触不均匀，其某点的局部受力会明显大于其他部分，此时底板下表面的应力感应器会将信号通过导线传递到控制箱，控制箱通过其内控制装置驱动气动装置，使伸缩杆回缩，通过一号连杆和二号连杆的带动，使主板下降，副板与地面相接触，从而保证机器人不会摔倒。

优选的，所述的运动臂上设有六个调节孔，其作用在于调节限位片的位置。

优选的，所述的应力感应器下端包裹一层橡胶薄膜，这样可以减小应力传感器的磨损。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种具有平衡调节能力的两足机器人，利用凹凸地面带来机器人足部局部应力变化这一特点，设计了一种可自动调节的平衡结构，可以帮助机器人在凹凸地面行走时维持较好的平衡能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1、图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型的正视图；

图4是本实用新型图3的A-A面的剖视图；

图5是本实用新型的侧视图；

图6是本实用新型图5的B-B面的剖视图；

图中：固定机架(1)、传动机构(2)、行走机构(3)、箱体(11)、发光灯(12)、凸端(13)、运动臂(21)、一号传动轴(22)、支架(23)、二号轴(24)、一号齿轮(25)、二号齿轮(26)、凸轮(27)、控制箱(28)、平衡块(31)、机械足(32)、一号安装孔(211)、限位孔(212)、三号轴(213)、限位片(214)、调节孔(215)、主板(311)、一号弹性杆(312)、副板(313)、一号连杆(314)、四号轴(315)、五号轴(316)、伸缩杆(317)、二号连杆(318)、气动装置(319)、六号轴(321)、底板(322)、二号弹性杆(323)、移动端(324)、应力感应器(325)。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1、图2、图3，一种具有平衡调节能力的两足机器人，包括固定机架1、传动机构2和行走机构3，所述的固定机架1上设有箱体11、发光灯12和凸端13；所述的箱体11内安装有传动机构2；所述的发光灯12安装在箱体11的顶部；所述的凸端13设置在箱体11的两侧。固定机架1主要起支撑和保护的作用。

如图3、图4，所述的传动机构2上设有运动臂21、一号传动轴22、支架23、二号轴24、一号齿轮25、二号齿轮26、凸轮27和控制箱28；所述的运动臂21安装在二号轴24上，运动臂21的数量为两个，运动臂21的截面形状为“L”型，运动臂21上设有一号安装孔211、限位孔212、三号轴213和限位片214，所述的运动臂21上设有六个调节孔215，其作用在于调节限位片的位置；所述的三号轴213安装在一号安装孔211内；所述的限位片214安装在限位孔212内，限位片214的作用是用来限定机器人，让机器人在进行抬腿动作时，使其双腿与地面的摩擦力不同，前腿后脚掌与地面的摩擦力大于后腿前脚掌与地面的摩擦力，以此防止机器人出现原地踏步的现象；所述的一号传动轴22安装在支架23上；所述的支架23与箱体11内表面相连接，支架23连接在一号传动轴22和二号轴24之间；所述的二号轴24与箱体11相连接；所述的一号齿轮25安装在一号传动轴22上；所述的二号齿轮26与控制箱28内电机相连接，二号齿轮26与一号齿轮25相啮合；所述的凸轮27安装在一号传动轴22两端，且凸轮27与运动臂21相连接，凸轮27的数量为两个；所述的控制箱28内安装有驱动电机和控制装置；驱动电机运转，通过二号齿轮26与一号齿轮25相啮合传动，从而带动一号传动轴22转动，进而使两个凸轮27带动运动臂21做往复式的前后摆动，以此来实现机器人的运动。

如图1、图5、图6，所述的行走机构3与传动机构2相连接，行走机构3包括平衡块31和机械足32；所述的平衡块31包括主板311、一号弹性杆312、副板313、一号连杆314、四号轴315、五号轴316、伸缩杆317、二号连杆318和气动装置319；所述的主板311与副板313铰接；所述的一号弹性杆312由两块连杆和一根弹簧构成，一号弹性杆312连接在主板311与副板313之间，一号弹性杆312的作用是减震和缓冲，减小剧烈的冲撞抖动；所述的一号连杆314连接在主板311与二号连杆318之间，一号连杆314与二号连杆318之间通过四号轴315连接；所述的二号连杆318连接在一号连杆314与伸缩杆317之间，二号连杆318与伸缩杆317之间通过五号轴316连接；所述的伸缩杆317连接在二号连杆318和气动装置319之间；所述的机械足32安装在平衡块31下端，机械足32包括六号轴321、底板322、二号弹性杆323、移动端324和应力感应器325；所述的底板322与平衡块31之间通过六号轴321连接；所述的二号弹性杆323连接在移动端324和底板322之间；所述的应力感应器325设置在底板322下表面，所述的应力感应器325下端包裹一层橡胶薄膜，这样可以减小应力传感器的磨损。当行走在凹凸型地面时，底板322与地面接触不均匀，其某点的局部受力会明显大于其他部分，此时底板322下表面的应力感应器325会将信号通过导线传递到控制箱28，控制箱28通过其内控制装置驱动气动装置319，使伸缩杆317回缩，通过一号连杆314和二号连杆318的带动，使主板311下降，副板313与地面相接触，从而保证机器人不会摔倒。

本实施例的一种具有平衡调节能力的两足机器人在使用时，驱动电机运转，通过二号齿轮26与一号齿轮25相啮合传动，从而带动一号传动轴22转动，进而使两个凸轮27带动运动臂21做往复式的前后摆动，以此来实现机器人的运动；当行走在凹凸型地面时，底板322与地面接触不均匀，其某点的局部受力会明显大于其他部分，此时底板322下表面的应力感应器325会将信号通过导线传递到控制箱28，控制箱28通过其内控制装置驱动气动装置319，使伸缩杆317回缩，通过一号连杆314和二号连杆318的带动，使主板311下降，副板313与地面相接触，从而保证机器人不会摔倒；当机器人走在平地时，底板322与地面接触均匀，受力也比较均匀，此时底板322下表面的应力感应器325会将信号通过导线传递到控制箱28，控制箱28通过其内控制装置驱动气动装置319，使伸缩杆317伸长，通过一号连杆314和二号连杆318的带动，使主板311上升，回到原来位置。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。