一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]大多數(shù)輪腿式機(jī)器人主要采用主動(dòng)輪式結(jié)構(gòu)，通過電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪，并配合腿部的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作，這種結(jié)構(gòu)形式會(huì)使得機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制自由度較多，不利于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和控制的實(shí)現(xiàn)。
[0003]從動(dòng)輪式輪腿機(jī)器人通過調(diào)整腿部位姿，實(shí)現(xiàn)從動(dòng)輪法向平面與機(jī)器人縱向?qū)ΨQ面夾角的調(diào)節(jié)而獲得前進(jìn)動(dòng)力，由于不需要在末端的從動(dòng)滾輪安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可以有效簡(jiǎn)化機(jī)器人輪子部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，僅需控制少量自由度實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。
[0004]目前，關(guān)于采用從動(dòng)輪的龍形車式輪腿機(jī)器人的研究，已有通過運(yùn)用倒立擺等機(jī)構(gòu)模擬人體重心的改變使機(jī)器人獲得前進(jìn)動(dòng)力，盡管如此，對(duì)于此類僅需控制少量自由度，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的從動(dòng)輪式輪腿機(jī)器人的研究還不多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)【背景技術(shù)】中現(xiàn)有從動(dòng)輪式機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的是提供一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機(jī)器人，屬于從動(dòng)輪式機(jī)器人的一種，同樣具有控制自由度少的特點(diǎn)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機(jī)器人，包括一對(duì)后輪、一個(gè)前輪、車體、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和A形擺臂；所述前輪通過前輪架與車體旋轉(zhuǎn)連接；所述A形擺臂水平設(shè)置，A形擺臂頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連；所述一對(duì)后輪通過一對(duì)后輪架與A形擺臂的兩條擺臂旋轉(zhuǎn)連接；所述后輪架與擺臂的旋轉(zhuǎn)軸的軸心線與豎直方向成一傾角；用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述A形擺臂左右擺動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)龍行車式機(jī)器人前進(jìn)。
[0007]進(jìn)一步地，還包括轉(zhuǎn)向電機(jī)，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)連接前輪架，用以控制所述前輪的行進(jìn)方向。
[0008]進(jìn)一步地，所述A形擺臂的兩條擺臂的張角為α度，A形擺臂的擺動(dòng)幅度在土 α/2以內(nèi)，α角范圍為40~90度。
[0009]進(jìn)一步地，所述前輪為后偏置輪，當(dāng)所述后輪無法提供動(dòng)力時(shí)，由前輪提供動(dòng)力。
[0010]進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，所述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)包括連桿、曲柄、曲柄軸；所述A形擺臂的頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與連桿鉸鏈連接，所述連桿與曲柄鉸鏈連接，所述曲柄通過車體與曲柄軸固定連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，所述擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括曲柄、導(dǎo)桿、滑塊；所述的曲柄一端通過車體與驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定連接，另一端與滑塊鉸鏈連接，所述滑塊與導(dǎo)桿滑動(dòng)連接，所述導(dǎo)桿安裝在A形擺臂上，所述A形擺臂的頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接。
[0012]本發(fā)明的工作原理如下:
本發(fā)明通過電機(jī)間接驅(qū)動(dòng)A形擺臂的左右擺動(dòng)，當(dāng)擺臂擺動(dòng)時(shí)使后輪偏離平衡位置，使其繞軸線偏轉(zhuǎn)一定角度，由于安裝輪子軸線與豎著方向存在傾角會(huì)使輪子有回到平衡狀態(tài)的趨勢(shì)，此兩者的作用產(chǎn)生了輪子前進(jìn)時(shí)所需要的靜摩擦力。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明通過電機(jī)間接驅(qū)動(dòng)A形擺臂的左右擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一種新的從動(dòng)輪式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式。本發(fā)明作為一種新的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)形式，屬于從動(dòng)輪式機(jī)器人，其具有控制自由度少，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)；此外，本發(fā)明通過擺臂的變化以調(diào)節(jié)從動(dòng)輪擺動(dòng)從而獲得前進(jìn)動(dòng)力。本發(fā)明的機(jī)器人有很強(qiáng)的趣味性，可用于娛樂表演，也可以作為非完整系統(tǒng)相關(guān)理論研究的驗(yàn)證平臺(tái)。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的一種基于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的龍行車式機(jī)器人的立體示意圖。
[0015]圖2是圖1的斜仰視立體示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的實(shí)施例2的一種基于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的龍行車式機(jī)器人的立體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018]實(shí)施例1
如圖1、圖2所示，一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機(jī)器人，包括一對(duì)后輪3、A形擺臂4、前輪7、驅(qū)動(dòng)電機(jī)14、車體15和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述前輪7通過前輪架8與車體15旋轉(zhuǎn)連接；所述A形擺臂4水平設(shè)置，A形擺臂4頭部與車體15旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)14相連；所述一對(duì)后輪3通過一對(duì)后輪架2與A形擺臂4的兩條擺臂旋轉(zhuǎn)連接；所述后輪架2與擺臂的旋轉(zhuǎn)軸I的軸心線與豎直方向成一傾角；用驅(qū)動(dòng)電機(jī)14驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述A形擺臂4左右擺動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)龍行車式機(jī)器人前進(jìn)。
[0019]進(jìn)一步的還包括轉(zhuǎn)向電機(jī)11，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)11連接前輪架8，用以控制所述前輪7的行進(jìn)方向。
[0020]所述A形擺臂4的兩條擺臂的張角為α度，A形擺臂4的擺動(dòng)幅度在土 α /2以內(nèi)，α角范圍為40~90度。本實(shí)施例中α為80度。
[0021]所述前輪7為后偏置輪，當(dāng)所述后輪3無法提供動(dòng)力時(shí)，由前輪7提供動(dòng)力。
[0022]所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，所述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)包括連桿5、曲柄6、曲柄軸12 ;所述A形擺臂4的頭部與車體15旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與連桿5鉸鏈連接，所述連桿5與曲柄6鉸鏈連接，所述曲柄6通過車體15與曲柄軸12固定連接。
[0023]實(shí)施例2
如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，所述擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括曲柄6、滑塊16、導(dǎo)桿17 ;所述的曲柄6 —端通過車體15與驅(qū)動(dòng)電機(jī)14固定連接，另一端與滑塊16鉸鏈連接，所述滑塊16與導(dǎo)桿17滑動(dòng)連接，所述導(dǎo)桿17安裝在A形擺臂4上，所述A形擺臂4的頭部與車體15旋轉(zhuǎn)連接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機(jī)器人，其特征在于，包括一對(duì)后輪、一個(gè)前輪、車體、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和A形擺臂；所述前輪通過前輪架與車體旋轉(zhuǎn)連接；所述A形擺臂水平設(shè)置，A形擺臂頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連；所述一對(duì)后輪通過一對(duì)后輪架與A形擺臂的兩條擺臂旋轉(zhuǎn)連接；所述后輪架與擺臂的旋轉(zhuǎn)軸的軸心線與豎直方向成一傾角；用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述A形擺臂左右擺動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)龍行車式機(jī)器人前進(jìn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機(jī)器人，其特征在于，還包括轉(zhuǎn)向電機(jī)，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)連接前輪架，用以控制所述前輪的行進(jìn)方向。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機(jī)器人，其特征在于，所述A形擺臂的兩條擺臂的張角為α度，A形擺臂的擺動(dòng)幅度在±α/2以內(nèi)，α角范圍為40~90度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機(jī)器人，其特征在于，所述前輪為后偏置輪，當(dāng)所述后輪無法提供動(dòng)力時(shí)，由前輪提供動(dòng)力。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機(jī)器人，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，所述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)包括連桿、曲柄、曲柄軸；所述A形擺臂的頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與連桿鉸鏈連接，所述連桿與曲柄鉸鏈連接，所述曲柄通過車體與曲柄軸固定連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機(jī)器人，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，所述擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括曲柄、導(dǎo)桿、滑塊；所述的曲柄一端通過車體與驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定連接，另一端與滑塊鉸鏈連接，所述滑塊與導(dǎo)桿滑動(dòng)連接，所述導(dǎo)桿安裝在A形擺臂上，所述A形擺臂的頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機(jī)器人，包括一對(duì)后輪、一個(gè)前輪、車體、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和A形擺臂；所述前輪通過前輪架與車體旋轉(zhuǎn)連接；所述A形擺臂水平設(shè)置，A形擺臂頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連；所述一對(duì)后輪通過一對(duì)后輪架與A形擺臂的兩條擺臂旋轉(zhuǎn)連接；所述后輪架與擺臂的旋轉(zhuǎn)軸的軸心線與豎直方向成一傾角；用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述A形擺臂左右擺動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)龍行車式機(jī)器人前進(jìn)。本發(fā)明屬于從動(dòng)輪式機(jī)器人，其具有控制自由度少，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。本發(fā)明的機(jī)器人有很強(qiáng)的趣味性，可用于娛樂表演，也可以作為非完整系統(tǒng)相關(guān)理論研究的驗(yàn)證平臺(tái)。
【IPC分類】B62D57/02
【公開號(hào)】CN105015638
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510395970
【發(fā)明人】徐子力, 盧松, 黃智洪, 楊文俊, 李林
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年7月8日