一种用于足式机器人的六杆机构的制作方法

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本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种用于腿足式机器人的六杆机构。


背景技术：

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在自然界和人类社会中，存在人类无法到达的地方和可能危及人类生命的特殊场合，如行星表面、工地、矿井、防灾救援和反恐斗争等，对这些环境进行不断的探索和研究，寻求一条解决问题的可行途径成为科学技术发展和人类社会进步的需要。不规则和不平坦的地形是这些环境的共同特点，使轮式机器人和履带式机器人的应用受到限制。在这种背景下，腿足式机器人的研究蓬勃发展起来。
[0003]
足式机器人相比轮式机器人，在地形适应能力方面具有显著优势，具备复杂地面行走、躲避障碍等能力，但在运动速度、能效方面处于劣势。轮式机器人具备最高的运动速度，但无法适应复杂的地形环境。


技术实现要素：

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针对现有技术的不足，本发明结合现有足式、轮式机器人的优点，提出一种用于足式机器人的六杆机构，该六杆机构可用于机器人在足式机器人和轮式机器人之间进行形态转换。
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为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于足式机器人的六杆机构，包括髋杆、大腿杆、小腿杆、上被动杆、下被动杆、第一旋转滑块机构、弹性件和第二旋转滑块机构；所述髋杆的一端与大腿杆的一端转动连接，所述大腿杆的另一端与小腿杆的一端转动连接，所述第一旋转滑块机构的一端与小腿杆的另一端活动连接；所述髋杆的另一端与上被动杆的一端活动连接，所述第二旋转滑块机构与上被动杆的另一端活动连接；所述下被动杆分别与第二旋转滑块机构和第一旋转滑块机构活动连接，所述弹性件的一端与上被动杆固定连接，所述弹性件的另一端与靠近第二旋转滑块机构的下被动杆的一端固定连接。
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进一步地，还包括主动轮、从动轮、机械足和驱动装置，所述主动轮与靠近第一旋转滑块机构的下被动杆的一端活动连接，所述机械足与小腿杆的下端活动连接，所述从动轮与机械足活动连接，所述驱动装置与上被动杆固定连接，所述驱动装置包括马达、同步轮和同步带，所述马达和同步轮均设置于上被动杆上，所述同步轮与主动轮上设有同步带。
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进一步地，所述活动连接均为采用转轴进行活动连接。
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与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
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1.通过大腿杆相对于髋杆摆动，小腿杆相对于大腿杆摆动，进而带动上被动杆和下被动杆绕上被动杆和髋杆的转轴转动，实现六杆机构的变形，可以让使用该六杆机构的机器人在双足和四轮两种形态之间切换，满足机器人对于复杂地形的适应性需求。
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2.采用本发明的用于腿足式机器人的六杆机构，通过使用弹性件，利用其具有吸收冲击的能力，解决了六杆机构从双足形态转换为四轮形态时的硬着陆问题。
附图说明
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图1为实施例1一种用于足式机器人的六杆机构的结构示意图；
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图2为实施例2一种用于足式机器人的六杆机构的结构示意图；
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图3为实施例3一种用于足式机器人的六杆机构的结构示意图；
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图4为实施例3一种用于足式机器人的六杆机构变形为四轮形式的结构示意图。
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附图标记：1、髋杆；2、大腿杆；3、小腿杆；4、上被动杆；5、下被动杆；6、第一旋转滑块机构；7、弹性件；8、第二旋转滑块机构；9、主动轮；10、从动轮；11、机械足；12、驱动装置；1201、马达；1202、同步轮；1203、同步带。
具体实施方式
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下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
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实施例1
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如图1，本发明提供了一种用于足式机器人的六杆机构的结构示意图，该六杆机构包括髋杆1、大腿杆2、小腿杆3、上被动杆4、下被动杆5、第一旋转滑块机构6、弹性件7和第二旋转滑块机构8；所述髋杆1的一端与大腿杆2的一端通过转动关节转动连接，所述大腿杆2的另一端与小腿杆3的一端通过转动关节转动连接，所述转动关节是指含有驱动装置的转动关节，可以使相连的两个零件产生相对转动，通过两个转动关节的协同驱动实现六杆机构的运动。所述第一旋转滑块机构6的一端与小腿杆3的另一端通过转轴活动连接；所述髋杆1的另一端与上被动杆4的一端通过转轴活动连接，所述第二旋转滑块机构8与上被动杆4的另一端通过转轴活动连接；所述下被动杆5分别与第二旋转滑块机构8和第一旋转滑块机构6通过转轴活动连接，所述弹性件7的一端与上被动杆4固定连接，所述弹性件7的另一端与靠近第二旋转滑块机构8的下被动杆5的一端固定连接。所述的髋杆1、大腿杆2、小腿杆3、上被动杆4、下被动杆5和旋转滑块机构6构成六杆机构。在各自的转动关节作用下，髋杆1和大腿杆2产生相对转动，大腿杆2和小腿杆3产生相对转动，进而实现六杆机构的整体运动；上被动杆4、下被动杆5和弹性件7组成一套被动连杆组件，这套被动连杆组件的两端受力时，下被动杆7通过第二旋转滑块机构8的移动副产生相对于第二旋转滑块机构8的相对运动，进而使弹性件7变形，同时下被动杆7绕第二旋转滑块机构8的转轴转动。
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实施例2
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如图2，本发明还提供了一种用于足式机器人的六杆机构的结构示意图，该六杆机构还包括：主动轮9、从动轮10、机械足11和驱动装置12，所述主动轮9与靠近第一旋转滑块机构6的下被动杆5的一端通过转轴活动连接，所述机械足11与小腿杆3的下端通过转轴活动连接，所述连接小腿杆3下端和机械足11的转动关节可以使小腿杆3和机械足11产生相对转动，所述从动轮10与机械足11通过转轴活动连接，所述驱动装置12与上被动杆4固定连接，所述驱动装置12包括马达1201、同步轮1202和同步带1203，为了减小整个装置的转动惯量，所述马达1201和同步轮1202均设置于上被动杆4上，所述同步轮1202与主动轮9上设有同步带1203，所述主动轮9、从动轮10、转动关节和转轴的轴线均平行，所述驱动装置12用于驱动主动轮9转动。
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实施例3
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如图3和图4，将足式机器人的六杆机构用于双足机器人，包含两组用于足式机器
人的六杆机构和一套连接件13，将用于足式机器人的六杆机构固定到所述连接件13上，所述双足机器人可以根据需要在双足和四轮两种形态下相互转换，提高了机器人的适应能力。具体过程如下：大腿杆2相对于髋杆1摆动，使图3所示大腿杆2与髋杆1所夹钝角减小，小腿杆3相对于大腿杆2摆动，使小腿杆3与大腿杆2所夹钝角减小，这样就带动上被动杆4和下被动杆5绕上被动杆4和髋杆1的转轴转动，实现六杆机构的变形和主动轮9的触地；同时通过机械足11的转动实现从动轮10的着地，进而可以实现通过主动轮9驱动，配合从动轮实现机器人的运动。
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以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。