仿真行走钢丝机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103707293103707293A(43)申请公布日2014.04.09(21)申请号201310691322.0(22)申请日2013.12.12(71)申请人桂林电子科技大学地址541004广西壮族自治区桂林市金鸡路1号(72)发明人黄用华庄未李胜勇黄渭罗嘉欣毛甲琦黄美发刘夫云钟永全(74)专利代理机构桂林市持衡专利商标事务所有限公司45107代理人廖世传(51)Int.Cl.B25J9/08(2006.01)B25J13/08(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图4页附图4页(54)发明名称仿真行走钢丝机器人(57)摘要本发明公开了一种仿真行走钢丝机器人，包括行走装置、平衡装置和检测控制装置，行走装置包带V型槽的前、后行走轮以及行走轮驱动机构，平衡装置包括平衡杆转动机构、平衡杆平动机构和平衡杆铅垂运动机构，平衡杆铅垂运动机构设于行走装置上，平衡杆平动机构设于平衡杆铅垂运动机构上，平衡杆转动机构设于平衡杆平动机构上；检测控制装置包括陀螺仪和运动控制器、伺服驱动器、无线模块以及电池组，运动控制器根据陀螺仪的信号向伺服驱动器发出指令控制行走轮行走，并于行走过程中控制转动、平动和铅垂运动的综合运动进行平衡。本发明可模拟人类走钢丝时小臂摆动和腿部屈伸的力学行为,实现机器人在刚性或柔性钢丝上自平衡运动。CN103707293ACN103729ACN103707293A权利要求书1/1页1.仿真行走钢丝机器人，包括机体，所述机体包括行走装置、平衡装置和检测控制装置，其特征在于：所述行走装置包括设于基板（1）底部带V型槽的前、后行走轮（2）以及行走轮驱动机构，所述平衡装置包括平衡杆转动机构、平衡杆平动机构和平衡杆铅垂运动机构，所述平衡杆铅垂运动机构设于基板（1）上，所述平衡杆平动机构通过横板（3）设于平衡杆铅垂运动机构上，所述平衡杆转动机构通过竖板（4）设于平衡杆平动机构上；所述检测控制装置包括设于基板（1）上的陀螺仪和运动控制器（5）、伺服驱动器（6）、无线模块（23）以及电池组（24），所述运动控制器（5）根据陀螺仪的信号判断机体姿态进而向伺服驱动器（6）发出指令，控制行走轮驱动机构行走，并于行走过程中控制平衡杆转动机构、平衡杆平动机构和平衡杆铅垂运动机构的综合运动来平衡机体。2.根据权利要求1所述的仿真行走钢丝机器人，其特征在于：所述平衡杆铅垂运动机构包括升降架组件和升降控制组件，所述升降架组件包括四周均布且相互铰连的上、下升降连杆（7），所述上、下升降连杆（7）的其余两端分别铰连于横板（3）的底部和基板（1）上；所述升降控制组件包括升降电机（8）、牵引轮（9）和牵拉绳（10），所述升降电机（8）通过径向伸缩架（11）设于升降架组件中心，所述牵引轮（9）同轴固连于升降电机（8）的输出轴上，所述牵拉绳（10）对应于各上、下升降连杆（7）设置，各牵拉绳（10）的外端连接于对应上、下升降连杆（7）之间的铰连点，各牵拉绳（10）的内端缠绕于牵引轮（9）上；升降电机（8）通过线路与伺服驱动器（6）连接。3.根据权利要求1所述的仿真行走钢丝机器人，其特征在于：所述平衡杆平动机构包括四连杆组件和平动电机（12）以及平动编码器（13），所述四连杆组件包括等长的左、右平动摆杆（14）和平动连杆（15），左、右平动摆杆（14）分别铰连于横板（3）上，所述平动连杆（15）两端分别铰连左、右平动摆杆（14）；所述平动电机（12）和平动编码器（13）通过各自的齿轮传动机构连接左、右平动摆杆；平动电机（12）和平动编码器（13）通过线路与伺服驱动器（6）连接。4.根据权利要求1所述的仿真行走钢丝机器人，其特征在于：所述平衡杆转动机构包括平衡杆（16）、转动齿轮（17）、转动电机（18）和转动编码器（19），所述转动齿轮（17）通过转轴安装于竖板（4）上，所述平衡杆（16）的中部连接于转轴上，所述转动电机（18）和转动编码器（19）通过各自的齿轮传动副连接转动齿轮（17）；转动电机（18）和转动编码器（19）通过线路与伺服驱动器（6）连接。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的仿真行走钢丝机器人，其特征在于：所述行走轮驱动机构包括行走电机（20）和齿轮传动副，所述齿轮传动副包括相啮合的主动齿轮（21）和从动齿轮（22），所述主动齿轮（21）同轴与行走电机（20）的输出轴连接，所述从动齿轮（22）与前或后行走轮（2）同轴固连；行走电机（20）通过线路与伺服驱动器（6）连接。2CN103707293A说明书1/4页仿真行走钢丝机器人（一）技术领域：[0001]本发明涉及机器人应用技术，具体为一种能够在柔性钢丝绳上行走的仿真行走钢丝