六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)，包括大腿、小腿、足和控制單元，大腿的一端設(shè)有髖關(guān)節(jié)，另一端設(shè)有膝關(guān)節(jié)，足的一端設(shè)有踝關(guān)節(jié)，小腿內(nèi)部間隔設(shè)有第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)，分別連接膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)，并分別帶動(dòng)小腿和足實(shí)現(xiàn)180度轉(zhuǎn)動(dòng)，足的觸地端設(shè)有外側(cè)呈弧形的橡膠觸頭，橡膠觸頭的內(nèi)側(cè)設(shè)有連接柱，足的內(nèi)部設(shè)有到位開關(guān)，到位開關(guān)與控制單元通過(guò)線路連接，足碰觸到地面時(shí)擠壓橡膠觸頭，并推動(dòng)連接柱與到位開關(guān)接觸，激發(fā)到位開關(guān)開啟。本實(shí)用新型，只有在足觸地時(shí)，到位開關(guān)才能正常開啟并將信號(hào)傳遞給控制單元，否則，不能激發(fā)到位開關(guān)開啟，人們可以根據(jù)控制單元傳遞的信號(hào)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提高工作質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】
六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及六足步行機(jī)器人，具體涉及六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，人類很多具有重復(fù)性或者安全隱患的活動(dòng)被機(jī)器人替代，其中多足機(jī)器人因?yàn)槟苓m應(yīng)各種復(fù)雜地形，因此在特定的應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)。但是，但是現(xiàn)有的多足機(jī)器人在行走過(guò)程中不能自動(dòng)判斷足部是否著地，假如有一只足損壞，不能正常行走，由于機(jī)器人不能通過(guò)反饋來(lái)獲取足是否到位的信息，因此也不會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)損壞的足，多足機(jī)器人只能在另外幾只足的支撐作用下運(yùn)動(dòng)，必然難以保持平衡，造成機(jī)器人的步態(tài)不夠靈活和完善，會(huì)使六足機(jī)器人的使用環(huán)境和使用方便性大大的打折扣，影響工作質(zhì)量，而人們也因?yàn)闆]有及時(shí)發(fā)現(xiàn)損壞的足不能給予及時(shí)的維修或更換，降低其使用壽命。
[0003]因此，多足機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)不能自動(dòng)判斷足部是否著地的問題，影響工作質(zhì)量且耽誤維修。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的多足機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)不能自動(dòng)判斷足是否著地、影響工作質(zhì)量、耽誤維修的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是提供一種六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)，包括大腿、小腿、足和控制單元，其特征在于，所述大腿的一端設(shè)有與機(jī)器人機(jī)體鉸接的髖關(guān)節(jié)，另一端設(shè)有與所述小腿的一端鉸接的膝關(guān)節(jié)，所述足的一端設(shè)有與所述小腿的另一端鉸接的踝關(guān)節(jié)，
[0006]所述小腿內(nèi)部間隔設(shè)有第一伺服電機(jī)舵機(jī)、第二伺服電機(jī)，所述第一、第二伺服電機(jī)分別連接所述膝關(guān)節(jié)和所述踝關(guān)節(jié)，并帶動(dòng)所述小腿和所述足分別繞所述膝關(guān)節(jié)和所述踝關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)180度轉(zhuǎn)動(dòng)，
[0007]所述足的觸地端設(shè)有外側(cè)呈弧形的橡膠觸頭，所述橡膠觸頭的內(nèi)側(cè)設(shè)有連接柱，所述足的內(nèi)部設(shè)有到位開關(guān)，所述到位開關(guān)與所述控制單元通過(guò)線路連接，所述足碰觸到地面時(shí)擠壓所述橡膠觸頭，并推動(dòng)所述連接柱與所述到位開關(guān)接觸，激發(fā)所述到位開關(guān)開啟O
[0008]在上述方案中，所述髖關(guān)節(jié)、大腿和所述膝關(guān)節(jié)一體成型，所述大腿的在水平方向的長(zhǎng)度尺寸小于所述髖關(guān)節(jié)和所述膝關(guān)節(jié)的長(zhǎng)度尺寸。
[0009]在上述方案中，所述髖關(guān)節(jié)上開有用于夾持所述機(jī)器人機(jī)體的第一U形槽，所述膝關(guān)節(jié)上開有用于夾持所述小腿的一端的第二 U形槽，所述膝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)面上開有貫穿所述小腿的第一通孔，第一轉(zhuǎn)軸穿過(guò)所述第一通孔將所述膝關(guān)節(jié)與所述小腿鉸接連接。
[0010]在上述方案中，所述踝關(guān)節(jié)上開有用于夾持所述小腿的另一端的第三U形槽，所述踝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)面上開有貫穿所述小腿的第二通孔，第二轉(zhuǎn)軸穿過(guò)所述第二通孔將所述踝關(guān)節(jié)與所述足鉸接連接。
[0011]在上述方案中，所述踝關(guān)節(jié)與所述足一體成型，所述足沿所述踝關(guān)節(jié)所在的水平面朝向地面一側(cè)傾斜設(shè)置，傾斜角度為45度。
[0012]在上述方案中，所述到位開關(guān)的底面上間隔設(shè)有靜觸塊和動(dòng)觸塊，所述動(dòng)觸塊的底面上設(shè)有柱狀的連接觸頭。
[0013]在上述方案中，所述連接柱包括與所述橡膠觸頭的內(nèi)側(cè)面貼合的柱頭和向外伸出的柱桿，所述連接柱在所述橡膠觸頭的推動(dòng)下移動(dòng)時(shí)，所述柱桿碰觸到所述連接觸頭，激發(fā)所述到位開關(guān)開啟。
[0014]本實(shí)用新型，只有在足觸地時(shí)，橡膠觸頭才能受到地面擠壓，推動(dòng)連接柱與所述到位開關(guān)接觸，激發(fā)到位開關(guān)開啟，到位開關(guān)將信號(hào)傳遞給控制單元，判斷足可以正常行走，否則，如果足損壞不能正常行走時(shí)，不能激發(fā)到位開關(guān)開啟，人們可以根據(jù)控制單元傳遞的信號(hào)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提高多足機(jī)器人的工作質(zhì)量，并能夠?qū)p壞的足及時(shí)維修。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型中拆去小腿上蓋和足上蓋后的俯視圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型中足下蓋與到位開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為圖3去掉橡膠觸頭后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為本實(shí)用新型中到位開關(guān)與連接柱的在接觸時(shí)的狀態(tài)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本實(shí)用新型做出詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)，包括大腿10、小腿20、足30和控制單元，大腿10的一端設(shè)有與機(jī)器人機(jī)體鉸接的髖關(guān)節(jié)40，另一端設(shè)有與小腿20的一端鉸接的膝關(guān)節(jié)50，足30的一端設(shè)有與小腿20的另一端鉸接的踝關(guān)節(jié)60。
[0022]其中，髖關(guān)節(jié)40、大腿10和膝關(guān)節(jié)50—體成型，方便加工和安裝，大腿10在水平方向的長(zhǎng)度尺寸小于髖關(guān)節(jié)40和膝關(guān)節(jié)50的長(zhǎng)度尺寸，大大簡(jiǎn)化了大腿10的結(jié)構(gòu)，減輕了腿部結(jié)構(gòu)的整體重量，降低能耗，行走起來(lái)輕盈方便。
[0023]髖關(guān)節(jié)40上開有用于夾持機(jī)器人機(jī)體的第一U形槽41，膝關(guān)節(jié)50上開有用于夾持小腿20的一端的第二 U形槽51，膝關(guān)節(jié)50的內(nèi)側(cè)面上靠近第二 U形槽51的外端處開有貫穿小腿20的第一通孔52，第一轉(zhuǎn)軸穿過(guò)第一通孔52將膝關(guān)節(jié)50與小腿20鉸接連接。髖關(guān)節(jié)40能夠帶動(dòng)小腿20繞第一轉(zhuǎn)軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)小腿20與大腿10之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0024]踝關(guān)節(jié)60上開有用于夾持小腿20的另一端的第三U形槽61，踝關(guān)節(jié)60的內(nèi)側(cè)面上靠近第三U形槽61的外端開有貫穿小腿20的第二通孔62，第二轉(zhuǎn)軸穿過(guò)第二通孔62將踝關(guān)節(jié)60與足30鉸接連接。踝關(guān)節(jié)60可帶動(dòng)足30繞第二轉(zhuǎn)軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)足30與小腿20之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0025]優(yōu)選的，踝關(guān)節(jié)60與足30—體成型，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，減輕質(zhì)量，足30沿踝關(guān)節(jié)60的水平面朝向地面一側(cè)傾斜設(shè)置，傾斜角度為45度。這種結(jié)構(gòu)足具有很好的支撐力，避免大腿10和小腿20碰觸到底面，同時(shí)便于足30自身在地面行走。
[0026]結(jié)和圖1、圖2，小腿20由小腿上蓋21和小腿下蓋22扣合形成，內(nèi)部形成容納腔，容納腔內(nèi)間隔設(shè)有第一伺服電機(jī)23和第二伺服電機(jī)24，第一伺服電機(jī)23和第二伺服電機(jī)24分別連接膝關(guān)節(jié)50和踝關(guān)節(jié)60，第一伺服電機(jī)23和第二伺服電機(jī)24與控制單元連接，并帶動(dòng)小腿20和足30分別繞膝關(guān)節(jié)50和踝關(guān)節(jié)60實(shí)現(xiàn)180度轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0027]結(jié)合圖1、圖3、圖4和圖5，足30的觸地端設(shè)有外側(cè)呈弧形的橡膠觸頭33，橡膠觸頭33采用橡膠材質(zhì)，當(dāng)受到擠壓時(shí)會(huì)收縮變形。橡膠觸頭33的內(nèi)側(cè)設(shè)有連接柱35，連接柱35包括與橡膠觸頭33的內(nèi)側(cè)面貼合的柱頭352和向外伸出的柱桿351。
[0028]足30由足上蓋31和足下蓋32扣合形成，內(nèi)部形成容納腔，容納腔的內(nèi)部設(shè)有到位開關(guān)34，到位開關(guān)34與控制單元通過(guò)線路連接，足30碰觸到地面時(shí)擠壓橡膠觸頭33，橡膠觸頭33變形并推動(dòng)連接柱35與到位開關(guān)34接觸，激發(fā)到位開關(guān)34開啟。具體的，到位開關(guān)34的底面上間隔設(shè)有靜觸塊341和動(dòng)觸塊342，動(dòng)觸塊342的底面上設(shè)有柱狀的連接觸頭343，當(dāng)連接柱35在橡膠觸頭33的推動(dòng)下移動(dòng)時(shí)，柱桿351碰觸到連接觸頭343，激發(fā)到位開關(guān)34開啟，到位開關(guān)34將相關(guān)信號(hào)傳遞給控制單元。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)到足30是否觸地，實(shí)用價(jià)值高。
[0029]本實(shí)用新型，只有在足觸地時(shí)，橡膠觸頭才能受到地面擠壓，推動(dòng)連接柱與到位開關(guān)接觸，激發(fā)到位開關(guān)開啟，到位開關(guān)將信號(hào)傳遞給控制單元，判斷足可以正常行走，否則，如果足損壞不能正常行走時(shí)，不能激發(fā)到位開關(guān)開啟，人們可以根據(jù)控制單元傳遞的信號(hào)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提高多足機(jī)器人的工作質(zhì)量，并能夠?qū)p壞的足及時(shí)維修。
[0030]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本實(shí)用新型的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本實(shí)用新型具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)，包括大腿、小腿、足和控制單元，其特征在于，所述大腿的一端設(shè)有與機(jī)器人機(jī)體鉸接的髖關(guān)節(jié)，另一端設(shè)有與所述小腿的一端鉸接的膝關(guān)節(jié)，所述足的一端設(shè)有與所述小腿的另一端鉸接的踝關(guān)節(jié)， 所述小腿內(nèi)部間隔設(shè)有第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)，所述第一、第二伺服電機(jī)分別連接所述膝關(guān)節(jié)和所述踝關(guān)節(jié)，并帶動(dòng)所述小腿和所述足分別繞所述膝關(guān)節(jié)和所述踝關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)180度轉(zhuǎn)動(dòng)， 所述足的觸地端設(shè)有外側(cè)呈弧形的橡膠觸頭，所述橡膠觸頭的內(nèi)側(cè)設(shè)有連接柱，所述足的內(nèi)部設(shè)有到位開關(guān)，所述到位開關(guān)與所述控制單元通過(guò)線路連接，所述足碰觸到地面時(shí)擠壓所述橡膠觸頭，并推動(dòng)所述連接柱與所述到位開關(guān)接觸，激發(fā)所述到位開關(guān)開啟。2.如權(quán)利要求1所述的六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述髖關(guān)節(jié)、大腿和所述膝關(guān)節(jié)一體成型，所述大腿的在水平方向的長(zhǎng)度尺寸小于所述髖關(guān)節(jié)和所述膝關(guān)節(jié)的長(zhǎng)度尺寸。3.如權(quán)利要求2所述的六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述髖關(guān)節(jié)上開有用于夾持所述機(jī)器人機(jī)體的第一 U形槽，所述膝關(guān)節(jié)上開有用于夾持所述小腿的一端的第二U形槽，所述膝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)面上開有貫穿所述小腿的第一通孔，第一轉(zhuǎn)軸穿過(guò)所述第一通孔將所述膝關(guān)節(jié)與所述小腿鉸接連接。4.如權(quán)利要求3所述的六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述踝關(guān)節(jié)上開有用于夾持所述小腿的另一端的第三U形槽，所述踝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)面上開有貫穿所述小腿的第二通孔，第二轉(zhuǎn)軸穿過(guò)所述第二通孔將所述踝關(guān)節(jié)與所述足鉸接連接。5.如權(quán)利要求1所述的六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述踝關(guān)節(jié)與所述足一體成型，所述足沿所述踝關(guān)節(jié)所在的水平面朝向地面一側(cè)傾斜設(shè)置，傾斜角度為45度。6.如權(quán)利要求1所述的六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述到位開關(guān)的底面上間隔設(shè)有靜觸塊和動(dòng)觸塊，所述動(dòng)觸塊的底面上設(shè)有柱狀的連接觸頭。7.如權(quán)利要求6所述的六足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接柱包括與所述橡膠觸頭的內(nèi)側(cè)面貼合的柱頭和向外伸出的柱桿，所述連接柱在所述橡膠觸頭的推動(dòng)下移動(dòng)時(shí)，所述柱桿碰觸到所述連接觸頭，激發(fā)所述到位開關(guān)開啟。
【文檔編號(hào)】B62D57/032GK205499112SQ201620340502
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】孫天齊
【申請(qǐng)人】奇弩（北京）科技有限公司