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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114684292A(43)申请公布日2022.07.01(21)申请号202011534618.8(22)申请日2020.12.25(71)申请人天津工业大学地址300387天津市西青区宾水西道399号(72)发明人刘健张波吴爽肖轩薛永江袁经仑(51)Int.Cl.B62D57/032(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种具有多运动方式的双足机器人(57)摘要本发明涉及一种具有多运动方式的双足机器人,属于机器人技术领域,其特征包括四曲杆机械腿机构、机身箱体、腿部箱体、同轴传动系统、合页齿轮传动系统、动力电机;同轴传动系统由动力电机输出经由同步带减速给内外套轴,四曲杆机械腿的两曲杆分别与同轴传动系统中的内外套轴相联接,并将它们固定在腿部箱体上;机身下板与腿部箱体下板处使用合页齿轮传动系统进行联接,由机身处动力电机输出经由一对齿轮传动减速到腿部箱体处合页套筒;动力电机总计6个;通过控制腿部电机驱动四曲杆机械腿机构发生结构变形,控制机身处电机实现腿部箱体旋转摆动。通过协调控制6个电机,此双足机器人可以实现轮、足、爪式的运动与转化以及左右的移步运动。CN114684292ACN114684292A权利要求书1/1页1.一种具有多运动方式的双足机器人,其特征在于:包括四曲杆机械腿机构、同轴传动系统、腿部箱体、机身箱体、合页齿轮传动系统、6个动力电机;所述四曲杆机械腿机构包含两个120°圆弧曲杆和两个60°圆弧加直线的复合曲杆,其中两个120°圆弧曲杆半径相同,两个复合曲杆的半径和长度相等并且直线段为半径长度,复合曲杆与120°圆弧曲杆半径相同且长度比为(6+π)/4π,两个120°曲杆的一端相联接,另一端分别与曲杆中部过渡端口相联接,复合曲杆直线处端口分别与同轴传动的内外传动轴相联接,同时将它们固定在所述腿部箱体上,两个动力电机分别驱动同轴动力系统中的两个带轮,经过同步带减速将动力传递给内外传动轴。2.如权力要求1所述的具有多运动方式的双足机器人,其特征在于:所述合页齿轮传动系统包括三块合页、一根传动轴和一组传动齿轮;所述动力电机固定于所述机身箱体底部,三块合页依次固定在所述机身箱体和所述腿部箱体底部处,并将传动轴与三块合页同轴心锁合,传动轴与动力电机之间使用一对齿轮进行传动减速。3.如权力要求1所述的具有多运动方式的双足机器人,其特征在于:控制腿部箱体两个动力电机驱动由同步带传动的内外轴旋转,内外轴与两复合曲杆发生旋转,使两复合曲杆直线段夹角为240°,四曲杆机械腿机构发生相应运动后,此时四曲杆机械腿机构的四个曲杆正好形成一个整圆轮,再控制动力电机驱动四曲机械腿机构发生整体旋转,从而实现双足机器人的轮式旋转运动。4.如权力要求1所述的具有多运动方式的双足机器人,其特征在于:控制腿部箱体两个动力电机驱动由同步带传动的内外轴旋转,内外轴与两复合曲杆发生旋转,使两复合曲杆直线段夹角小于240°和两120°曲杆触地,四曲杆机械腿发生相应的运动后,此时四曲杆机械腿机构的四个曲杆构成一个上部有开口的四曲杆结构,再控制动力电机驱动四曲杆机械腿机构发生整体往复摆动,从而实现双足机器人的足式行走运动。5.如权力要求1所述的具有多运动方式的双足机器人,其特征在于:控制腿部箱体两个动力电机驱动由同步带传动的内外轴旋转,内外轴与复合曲杆发生旋转,使两复合曲杆直线段夹角处于235°且120°曲杆位于上部,四曲杆机械腿发生相应的运动后,此时四曲杆机械腿机构的下部正好有一个开口,再控制动力电机驱动四曲杆机械腿机构的两复合曲杆发生夹持运动,从而实现双足机器人的爪式抓取运动。6.如权力要求1所述的具有多运动方式的双足机器人,其特征在于:通过控制机身箱体底部处动力电机驱动经由齿轮传动的传动轴旋转,使与传动轴锁合的合页同步旋转,合页与腿部箱体一体绕着固定动力电机的机身箱体发生角度旋转,左右两边腿部箱体发生同方向间隔旋转,使左右腿部依次抬起和触地,双足机器人整体向左右一方向移动,从而实现双足机器人的左右移步运动。2CN114684292A说明书1/3页一种具有多运动方式的双足机器人技术领域[0001]本发明涉及一种具有多运动方式的双足机器人,特别是一种腿部可以实现轮式旋转、足式行走、爪式抓取和躯体可以左右移步运动的双足机器人,属于机器人领域。背景技术[0002]随着科学技术的进步,增材技术、逆向工程、智能驱动和控制等技术快速发展,机器人的研究与开发得到飞跃进展,其中仿人的双足机器人以其自身的灵活运动能力和较强的环境适应性被人们所钟爱,目前双足机器人设计的典型特点为使用转动副模拟人的髋关节、膝关节和踝关节,同时使用动力执行装置模拟人体肌肉实现对躯体的支撑、稳定控制和不同的运动步态