双足行走机器人及其重心调节装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及双足行走机器人及其重心调节装置。用于双足行走机器人的重心调节装置包括动力件、转动轴、基座、配重件，所述基座安装在所述机器人的腰部，所述动力件安装在基座上，所述转动轴穿设在所述配重件上，所述转动轴接收动力件的动力进行转动并带动所述配重件沿转动轴的轴线运动。本实用新型的用于双足行走机器人的重心调节装置能起到以下有益技术效果：能以较简单的结构实现双足行走机器人的重心调节，从而保证机器人稳定行走。
【专利说明】
双足行走机器人及其重心调节装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用于双足行走机器人的重心调节装置、以及包括该重心调节装置的双足行走机器人。
【背景技术】
[0002]如何实现双足行走机器人的稳定行走一直是双足行走机器人的运动难题，因为双足行走机器人在行走过程中，支撑脚与地面之间是单向的、未驱动的。如果不能有效控制，很容易发生机器人绕其支撑脚边缘倾倒的情况。1972年南斯拉夫学者Vukobratovic博士提出的ZMP(Zero Movement Point)控制方法被作为仿人机器人的动态稳定控制的基本准则。
[0003]现有技术提出了一种基于逆动力学模型的自适应PID控制器的设计方法，该方法是通过复杂的控制和算法实现，其控制和算法复杂，对于受地面约束的仿人机器人，该方法不能实现其稳定控制。
[0004]现有论文 “Inverse Dynamics Control with Floating Base and Constraints，，提出了一种使用逆动力学控制器来控制仿人机器人稳定行走的方法，但该方法是通过优化关节力矩来控制稳定行走，并不一定能满足ZMP等地面约束，从而不能保证机器人稳定行走。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的一个目的在于，提供一种用于双足行走机器人的重心调节装置，其能以较简单的结构实现双足行走机器人的重心调节，从而保证机器人稳定行走。
[0006]本实用新型的以上目的通过一种用于双足行走机器人的重心调节装置来实现，该用于双足行走机器人的重心调节装置包括动力件、转动轴、基座、配重件，所述基座安装在所述机器人的腰部，所述动力件安装在基座上，所述转动轴穿设在所述配重件上，所述转动轴接收动力件的动力进行转动并带动所述配重件沿转动轴的轴线运动。
[0007]根据上述技术方案，本实用新型的用于双足行走机器人的重心调节装置能起到以下有益技术效果:能以较简单的结构实现双足行走机器人的重心调节，从而保证机器人稳定行走。其中，转动轴接收动力件的动力进行转动并带动配重件沿转动轴的轴线运动，从而使得整个双足行走机器人的重心能够在左右方向上有所变化，以达到调节重心的目的。
[0008]较佳的是，所述基座上设有一个以上的导轨轴，所述导轨轴穿设在所述配重件上引导所述配重件沿转动轴的轴线运动。
[0009]较佳的是，所述导轨轴的数量为两个，且两个所述导轨轴在所述基座上以转动轴为中心线对称设置。
[0010]较佳的是，所述转动轴为丝杠，所述丝杠上设有与其啮合的螺母，所述螺母连接至所述配重件。
[0011]较佳的是，所述配重件为电池连接块，所述电池连接块上安装有电池。
[0012]较佳的是，所述电池连接块上设置有用于固定所述电池的电池固定架。
[0013]较佳的是，所述配重件上设有与导轨轴数量相等的导轨轴通孔，所述导轨轴插入所述导轨轴通孔内。
[0014]较佳的是，所述配重件上设有转动轴通孔，所述转动轴插入所述转动轴通孔内。
[0015]较佳的是，所述动力件为电机;所述转动轴的两端均通过轴承安装在基座上。
[0016]本实用新型的另一目的在于，提供一种双足行走机器人，其能保证机器人稳定行走。
[0017]本实用新型的以上目的通过一种双足行走机器人来实现，该双足行走机器人包括如前所述的用于双足行走机器人的重心调节装置。
[0018]根据上述技术方案，本实用新型的双足行走机器人能起到以下有益技术效果:能以较简单的结构实现双足行走机器人的重心调节，从而保证机器人稳定行走。其中，转动轴接收动力件的动力进行转动并带动配重件沿转动轴的轴线运动，从而使得整个双足行走机器人的重心能够在左右方向上有所变化，以达到调节重心的目的。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型一实施方式的双足行走机器人的整体示意图；
[0020]图2是本实用新型一实施方式的用于双足行走机器人的重心调节装置的主视图；
[0021]图3是本实用新型一实施方式的用于双足行走机器人的重心调节装置的立体图；
[0022]图4是本实用新型一实施方式的用于双足行走机器人的重心调节装置中的电池连接块的立体图。
[0023]附图标记为:
[0024]1、动力件；
[0025]2、联轴器；
[0026]3、转动轴；
[0027]4、基座；
[0028]5、螺母；
[0029]6、配重件；
[0030]7、电池；
[0031]8、轴承；
[0032]9、电池固定架；
[0033]41、导轨轴；
[0034]61、导轨轴通孔；
[0035]62、转动轴通孔；
[0036]63、螺栓孔；
[0037]100、重心调节装置。
【具体实施方式】
[0038]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。
[0039]图1是本实用新型一实施方式的双足行走机器人的整体示意图。图2是本实用新型一实施方式的用于双足行走机器人的重心调节装置的主视图。图3是本实用新型一实施方式的用于双足行走机器人的重心调节装置的立体图。图4是本实用新型一实施方式的用于双足行走机器人的重心调节装置中的电池连接块的立体图。
[0040]根据本实用新型一实施方式，如图1-3所示，用于双足行走机器人的重心调节装置100包括动力件1、转动轴3、基座4、配重件6，基座4安装在机器人的腰部，动力件I安装在基座4上，转动轴3穿设在配重件6上，转动轴3接收动力件I的动力进行转动并带动配重件6沿转动轴3的轴线运动。
[0041]这样，能以较简单的结构实现双足行走机器人的重心调节，从而保证机器人稳定行走。其中，动力件接收外部的控制信号进行转动，转动轴接收动力件的动力进行转动并带动配重件沿转动轴的轴线运动，从而使得整个双足行走机器人的重心能够在左右方向上有所变化，以达到调节重心的目的。
[0042]较佳的是，基座4上设有一个以上的导轨轴41(如图3所示)，导轨轴41穿设在配重件6上引导配重件6沿转动轴3的轴线运动。
[0043]较佳的是，导轨轴41的数量为两个(如图3所示)，且两个导轨轴41在基座4上以转动轴3为中心线对称设置。
[0044]较佳的是，转动轴3为丝杠，丝杠上设有与其啮合的螺母5，螺母5连接至配重件6(如图2和3所示)。
[0045]这样，转动轴(丝杠)接收动力件的动力进行转动，由于螺母与丝杠啮合，从而使得固定在螺母上的配重件在基座上沿转动轴的轴线直线移动，从而改变了该装置的重心，从而使得整个双足行走机器人的重心能够在左右方向上有所变化，以达到调节重心的目的。
[0046]较佳的是，配重件6为电池连接块，电池连接块上安装有电池7(如图2和3所示)。
[0047]这样，本实用新型的用于双足行走机器人的重心调节装置充分利用双足行走机器人原有电池作为重心调节配重，避免增加额外配重，节省了双足行走机器人的内部空间，并降低了双足行走机器人的行走能耗。
[0048]较佳的是，电池连接块上设置有用于固定电池7的电池固定架9(如图2和3所示)。
[0049]这样，电池与电池连接块之间的固定更加稳定可靠。
[0050]较佳的是，配重件6上设有与导轨轴41数量相等的导轨轴通孔61(如图4所示)，导轨轴41插入导轨轴通孔61内。
[0051]这样，配重件得到导轨轴的有效支承，保证配重件沿着基座上的导轨轴沿直线稳定可靠地移动。
[0052]较佳的是，配重件6上设有转动轴通孔62(如图4所示)，转动轴3插入转动轴通孔62内。
[0053]这样，进一步保证配重件沿着基座上的导轨轴沿直线稳定可靠地移动。
[0054]较佳的是，动力件I为电机;转动轴3的两端均通过轴承8安装在基座4上(如图2和3所示)。
[0055]这样，选取电机作为动力件的较佳形式;转动轴得到轴承的有效支承，进一步保证配重件沿转动轴的轴线稳定可靠地移动。
[0056]较佳的是，用于双足行走机器人的重心调节装置100还包括联轴器2(如图2和3所示)，联轴器2的一端(例如，图2中的右端)连接至动力件I的输出端，联轴器2的另一端(例如，图2中的左端)连接至转动轴3。
[0057]较佳的是，电池固定架9上设有螺纹孔(未示出)，配重件6上设有螺栓孔63(例如，如图4所示，设有四个螺栓孔63)，电池固定架9通过拧入螺栓孔63和螺纹孔的螺栓而固定于配重件6。
[0058]当然，本领域技术人员在本实用新型公开内容的基础上可以理解，螺栓连接仅仅是连接固定的一种较佳方式。本实用新型也可采用其他连接固定方式，例如焊接、铆接等。上述变型同样落入本实用新型的保护范围之内。
[0059]根据本实用新型一实施方式，双足行走机器人包括如前所述的用于双足行走机器人的重心调节装置100。
[0060]该双足行走机器人可以是任何形式的双足行走机器人，例如看护陪伴机器人、智能机器人、宠物机器人、双足宠物玩具等。
[0061]以上对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但本领域技术人员将会理解，上述【具体实施方式】并不构成对本实用新型的限制，本领域技术人员可以在以上公开内容的基础上进行多种修改，而不超出本实用新型的范围。
【主权项】
1.一种用于双足行走机器人的重心调节装置，其特征在于，包括动力件、转动轴、基座、配重件，所述基座安装在所述机器人的腰部，所述动力件安装在基座上，所述转动轴穿设在所述配重件上，所述转动轴接收动力件的动力进行转动并带动所述配重件沿转动轴的轴线运动。2.如权利要求1所述的用于双足行走机器人的重心调节装置，其特征在于，所述基座上设有一个以上的导轨轴，所述导轨轴穿设在所述配重件上引导所述配重件沿转动轴的轴线运动。3.如权利要求2所述的用于双足行走机器人的重心调节装置，其特征在于，所述导轨轴的数量为两个，且两个所述导轨轴在所述基座上以转动轴为中心线对称设置。4.如权利要求1所述的用于双足行走机器人的重心调节装置，其特征在于，所述转动轴为丝杠，所述丝杠上设有与其啮合的螺母，所述螺母连接至所述配重件。5.如权利要求1所述的用于双足行走机器人的重心调节装置，其特征在于，所述配重件为电池连接块，所述电池连接块上安装有电池。6.如权利要求5所述的用于双足行走机器人的重心调节装置，其特征在于，所述电池连接块上设置有用于固定所述电池的电池固定架。7.如权利要求2所述的用于双足行走机器人的重心调节装置，其特征在于，所述配重件上设有与导轨轴数量相等的导轨轴通孔，所述导轨轴插入所述导轨轴通孔内。8.如权利要求1所述的用于双足行走机器人的重心调节装置，其特征在于，所述配重件上设有转动轴通孔，所述转动轴插入所述转动轴通孔内。9.如权利要求1所述的用于双足行走机器人的重心调节装置，其特征在于，所述动力件为电机;所述转动轴的两端均通过轴承安装在基座上。10.—种双足行走机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的用于双足行走机器人的重心调节装置。
【文档编号】B62D37/04GK205601951SQ201620452249
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】不公告发明人
【申请人】深圳光启合众科技有限公司