專利名稱：機(jī)器人腿部實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人腿部實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
單腿跳躍機(jī)器人能適應(yīng)不同地形的需要，有效地替人完成各種任務(wù)。單腿跳躍機(jī)器人是模擬袋鼠、麻雀等生物運(yùn)動(dòng)方式的一類仿生機(jī)器人。相比于輪式、履帶式、爬行或步行機(jī)器人，單腿跳躍機(jī)器人具有更強(qiáng)的越障能力和機(jī)動(dòng)性以及更高的運(yùn)動(dòng)效率和速度。在諸如勘探、搜救以及行星探測等太空探索領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。在自然界和人類社會(huì)中，存在一些人類無法到達(dá)的地方和可能危及人類生命的特殊場合，如行星表面、災(zāi)難發(fā)生礦井、防災(zāi)救援和反恐斗爭等，對(duì)這些危險(xiǎn)環(huán)境進(jìn)行不斷地探索和研究，尋求一條解決問題的可行途徑成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展和人類社會(huì)進(jìn)步的需要。地形不規(guī)則和崎嶇不平是這些環(huán)境的共同特點(diǎn)，從而使輪式機(jī)器人和履帶式機(jī)器人的應(yīng)用受到限制。以往的研究表明輪式移動(dòng)方式在相對(duì)平坦的地形上行駛時(shí)，具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢運(yùn)動(dòng)速度迅速、平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)和控制也較簡單；但在不平地面上行駛時(shí)，能耗將大大增加；而在松軟地面或嚴(yán)重崎嶇不平的地形上，車輪的作用也將嚴(yán)重喪失，移動(dòng)效率大大降低。為了改善輪子對(duì)松軟地面和不平地面的適應(yīng)能力，履帶式移動(dòng)方式應(yīng)運(yùn)而生，但履帶式機(jī)器人在不平地面上的機(jī)動(dòng)性仍然很差，行駛時(shí)，機(jī)身晃動(dòng)嚴(yán)重。與輪式、履帶式移動(dòng)機(jī)器人相比，在崎嶇不平的路面，步行機(jī)器人具有獨(dú)特優(yōu)越性能，在這種背景下，多足步行機(jī)器人的研究蓬勃發(fā)展起來。而仿生步行機(jī)器人的出現(xiàn)更加顯示出步行機(jī)器人的優(yōu)勢。單腿機(jī)器人通常分為兩節(jié)或者三節(jié)，最上一節(jié)固定在機(jī)器人身體或者及其他部位上，最下一節(jié)與地面接觸。運(yùn)動(dòng)時(shí)，相鄰的兩節(jié)腿收縮，儲(chǔ)存勢能，然后釋放能量，彈跳前進(jìn)。 單腿機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往由于控制算法還在調(diào)試不能穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)，容易摔倒，因此需要輔助機(jī)構(gòu)維持其穩(wěn)定性。鑒于對(duì)腿部機(jī)器人的研究越來越廣泛，目前尚沒有一種單腿試驗(yàn)機(jī)在市場上問世，本款試驗(yàn)機(jī)能夠提供單腿或雙腿機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)行行走實(shí)驗(yàn)或者跳躍實(shí)驗(yàn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種機(jī)器人腿部實(shí)驗(yàn)裝置。機(jī)器人腿部實(shí)驗(yàn)裝置包括連接軸、機(jī)器人腿、護(hù)欄、底座、萬向輪、豎直桿、轉(zhuǎn)動(dòng)套、 上法蘭、長管、上軸承、下軸承和下法蘭；連接軸一端與機(jī)器人腿上部連接，連接軸另一端與嵌入長管一端連接，長管另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)套連接，轉(zhuǎn)動(dòng)套連接在豎直桿上，豎直桿上端與上軸承內(nèi)圈固定，上軸承外圈位于上法蘭內(nèi)側(cè)，豎直桿下端與底座連接，底座下表面與下軸承內(nèi)圈固定，下軸承外圈固定于下法蘭內(nèi)側(cè)，底座上表面安裝護(hù)欄，底座下表面裝有萬向輪。所述的轉(zhuǎn)動(dòng)套能在豎直平面內(nèi)繞位于豎直桿上的連接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型應(yīng)用機(jī)器人腿部的實(shí)驗(yàn)，可以適用于單腿或者多腿，保證了機(jī)器人腿在實(shí)驗(yàn)過程中不會(huì)摔倒，且受到外界對(duì)路徑的影響較小，機(jī)器人腿的運(yùn)動(dòng)方式可以是行走，也可以是彈跳。本裝置尤其適用于液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人腿，發(fā)動(dòng)機(jī)，液壓泵可放置在底座上， 隨著機(jī)器人腿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而避免了運(yùn)動(dòng)時(shí)，油管會(huì)纏繞的問題。

圖1為機(jī)器人腿部實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖；圖2為本實(shí)用新型豎直桿上端固定方式剖視圖；圖3為本實(shí)用新型底座下端固定方式剖視圖；圖中，連接軸1、機(jī)器人腿2、護(hù)欄3、底座4、萬向輪5、豎直桿6、轉(zhuǎn)動(dòng)套7、上法蘭 8、長管9、上軸承10、下軸承11、下法蘭12。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3所示，機(jī)器人腿部實(shí)驗(yàn)裝置包括連接軸1、機(jī)器人腿2、護(hù)欄3、底座4、 萬向輪5、豎直桿6、轉(zhuǎn)動(dòng)套7、上法蘭8、長管9、上軸承10、下軸承11和下法蘭12 ；連接軸1 一端與機(jī)器人腿2上部連接，連接軸1另一端與嵌入長管9 一端連接，長管9另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)套7連接，轉(zhuǎn)動(dòng)套7連接在豎直桿6上，豎直桿6上端與上軸承10內(nèi)圈固定，上軸承10外圈位于上法蘭8內(nèi)側(cè)，豎直桿6下端與底座4連接，底座4下表面與下軸承12內(nèi)圈固定，下軸承11外圈固定于下法蘭12內(nèi)側(cè)，底座4上表面安裝護(hù)欄3，底座下表面裝有萬向輪5。所述的轉(zhuǎn)動(dòng)套7能在豎直平面內(nèi)繞位于豎直桿6上的連接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。安裝機(jī)器人腿時(shí)，可對(duì)機(jī)器人腿2與連接軸1之間采用軸承連接，這樣，機(jī)器人腿可獲得前后擺動(dòng)的自由度，靈活性更優(yōu)。為防止機(jī)器人腿2意外跌倒，增加實(shí)驗(yàn)的安全性，保護(hù)實(shí)驗(yàn)器材，可在機(jī)器人腿2 上加裝保險(xiǎn)繩，保險(xiǎn)繩一段系在機(jī)器人腿2上，一段固定上法蘭8上，平時(shí)保險(xiǎn)繩處于松弛狀態(tài)，一旦機(jī)器人腿2跌倒，保險(xiǎn)繩隨即繃緊。機(jī)器人腿部實(shí)驗(yàn)裝置的使用方法的步驟如下1)先將機(jī)器人腿2安裝在連接軸1上；2)啟動(dòng)機(jī)器人，機(jī)器人腿2繞豎直桿運(yùn)動(dòng)，長管9與底座4隨著機(jī)器人腿2運(yùn)動(dòng)以豎直桿6為中心轉(zhuǎn)動(dòng)；3)關(guān)閉機(jī)器人，機(jī)器人腿2停止運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種機(jī)器人腿部實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包括連接軸(1)、機(jī)器人腿(2)、護(hù)欄(3)、底座(4)、萬向輪(5)、豎直桿(6)、轉(zhuǎn)動(dòng)套(7)、上法蘭(8)、長管(9)、上軸承(10)、下軸承(11) 和下法蘭(12);連接軸(1)一端與機(jī)器人腿(2)上部連接，連接軸(1)另一端與嵌入長管(9) 一端連接，長管(9 )另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)套(7 )連接，轉(zhuǎn)動(dòng)套(7 )連接在豎直桿(6 )上，豎直桿(6 ) 上端與上軸承(10)內(nèi)圈固定，上軸承(10)外圈位于上法蘭(8)內(nèi)側(cè)，豎直桿(6)下端與底座(4)連接，底座(4)下表面與下軸承(12)內(nèi)圈固定，下軸承(11)外圈固定于下法蘭(12) 內(nèi)側(cè)，底座(4)上表面安裝護(hù)欄(3)，底座下表面裝有萬向輪(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人腿部實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)動(dòng)套(7)能在豎直平面內(nèi)繞位于豎直桿(6)上的連接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種機(jī)器人腿部實(shí)驗(yàn)裝置。它包括連接軸、機(jī)器人腿、護(hù)欄、底座、萬向輪、豎直桿、轉(zhuǎn)動(dòng)套、上法蘭、長管、上軸承、下軸承和下法蘭；連接軸一端與機(jī)器人腿上部連接，連接軸另一端與嵌入長管一端連接，長管另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)套連接，轉(zhuǎn)動(dòng)套連接在豎直桿上，豎直桿上端與上軸承內(nèi)圈固定，上軸承外圈位于上法蘭內(nèi)側(cè)，豎直桿下端與底座連接，底座下表面與下軸承內(nèi)圈固定，下軸承外圈固定于下法蘭內(nèi)側(cè)，底座上表面安裝護(hù)欄，底座下表面裝有萬向輪。本實(shí)用新型用于機(jī)器人腿部實(shí)驗(yàn)，機(jī)器人腿在實(shí)驗(yàn)過程中不會(huì)摔倒，且受到外界干擾較小，機(jī)器人腿的運(yùn)動(dòng)方式可以是行走或跳躍，本裝置尤其適用于液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人。
文檔編號(hào)G01M99/00GK202057504SQ20112014654
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者曹開元, 朱秋國, 熊蓉, 翁國沖, 褚健 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)