一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构的制作方法

专利2022-06-29  68


本发明涉及机器人技术领域,更具体地说,它涉及一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构。



背景技术:

仿人机器人是与人类最接近的一种机器人,其最大的特征就是能像人类一样行走;具有人的外形,并且具有移动功能、操作功能、联想记忆、学习能力、情感交流、社交能力以及具有部分人类经验的最接近人的智能机器人;相对于轮式或履带式机器人,仿人机器人具有灵活的行走系统,能够双足行走,这就决定了其在工作中无可比拟的优越性:灵活性好、工作空间广阔、移动“盲区”小、耗能小、方便上下台阶、障碍逾越能力较高、可以适应这种地面,因此,仿人机器人有更广阔;

部分仿生机器人的工作环境位于沙漠等沙地地形吗,因而会根据行走方式将仿生机器人脚部设计为骆驼脚状或是履带状等,但当遇到沙地与普通平地路面接合的地形时,单一的行走方式会降低仿生机器人行走速度,从而降低仿生机器人工作效率。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,其具有在沙地和平地两种地形切换行走方式,提高行走速度的特点。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,包括底座、密封装置和行驶装置,密封装置包括横板、竖板、常闭开关和钢丝绳,行驶装置包括液压缸、滚轮和动力杆,底座的各表面均呈矩形状,底座的上表面开设有贯穿底座的密封腔,密封腔的内侧壁下端开设有滑槽,滑槽与宽度与密封腔的宽度适配,滑槽的内侧壁滑动插接有横板,横板的表面与滑槽适配。

进一步地,横板的上表面末端固定连接有竖板,竖板的宽度与横板适配,两个竖板的相对侧壁和两个横板的相对侧壁均固定连接有密封层,密封腔的内侧壁开设有插槽。

通过上述技术方案,利用两固定连接有密封层的竖板和横板闭合,从而在沙地行走时防止沙粒进入密封腔进而进入机器人内部;

进一步地,插槽的内侧壁固定连接有常闭开关,竖板的内侧壁固定连接限位杆,限位杆与插槽适配并对齐,插槽的内侧壁滑动连接插接有限位杆。

通过上述技术方案,利用限位杆和横板对两竖板的闭合的分离进行引导,防止两竖板发生偏移;

进一步地,限位杆的表面滑动连接有常闭开关,密封腔的内侧壁固定连接有弹簧,弹簧的另一端固定连接于竖板的内侧壁。

通过上述技术方案,利用限位杆按下常闭开关,从而便于了解两竖板分离完成;

进一步地,底座的上表面开设有接线槽,接线槽呈l形状并连通密封腔,接线槽的内侧壁拐角处固定连接有支杆。

通过上述技术方案,利用接线槽的内侧壁滑动连接钢丝绳,从而便于钢丝绳工作防止打结;

进一步地,支杆的末端转动连接有导轮,竖板的内侧壁固定连接有钢丝绳,钢丝绳的表面与接线槽的内侧壁滑动连接,钢丝绳的表面滑动连接有导轮的表面。

通过上述技术方案,利用支杆和导轮对钢丝绳进行限位,从而便于钢丝绳的工作;

进一步地,底座的上表面固定连接有支撑腿,支撑腿位于接线槽与密封腔之间,支撑腿的外侧壁固定连接有电机,电机与常闭开关电性连接。

通过上述技术方案,利用电机和常闭开关电性连接,从而使得电机控制限位杆收缩完成后按下常闭开关使得电机及时停止;

进一步地,电机的输出轴固定连接有钢丝绳,支撑腿的上表面固定连接有液压缸,液压缸与常闭开关电性连接,液压缸的活塞杆向下位于两支撑腿之间。

通过上述技术方案,利用电机的输出轴旋转从而控制钢丝绳的收卷与放松,从而控制两竖板的闭合和分离;

进一步地,活塞杆的下表面固定连接有横杆,横杆的两端均固定连接有动力杆的表面,两个动力杆的下端相对侧壁转动连接有转轴,转轴的表面固定连接有滚轮,底座的上表面固定连接有保护壳,底座的前端固定连接有平衡块。

通过上述技术方案,利用利用在支腿的上表面固定连接液压缸,在液压缸的活塞杆的下表面固定连接有带有滚轮的横杆,从而通过液压缸工作将滚轮顶出并支撑起机器人脚步部;

进一步地,步骤一,将此仿生机器人脚部结构连接机器人的腿部末端,并与液压缸和电机电性连接,通过机器人本体为仿生机器人脚部结构提供动力;步骤二,通过设置电机和液压缸收缩将两竖板闭合,从而在沙地利用仿真骆驼状的宽大的脚掌进行行走;步骤三,通过驱动电机输出轴旋转缠绕钢丝绳,从而将两竖板分离,当限位杆收缩进插槽至按下常闭开关时,电机停止,液压缸启动,活塞杆带动横杆及滚轮下压至抬起机器人本体,使得底座不直接与地面接触,从而通过滚轮在平地行驶。

综上所述,本发明具有以下有益效果:

1、通过设置设置宽大的骆驼脚状的仿生机器人脚部结构,从而便于在沙地进行行走,通过在底座的上方固定向下推动活塞杆的液压缸,并通过活塞杆固定带有滚轮的横杆,通过控制两竖板分离将滚轮顶出并支撑起仿生机器人,进行平地行驶,从而具有在沙地和平地两种地形切换行走方式,提高行走速度的特点。

附图说明

图1为本发明结构示意图;

图2为本发明结构支撑腿示意图;

图3为本发明结构行驶装置示意图;

图4为本发明结构底座半剖示意图;

图5为本发明结构横板和竖板示意图;

图6为本发明结构插槽内部示意图

图7为本发明结构接线槽内部示意图。

图中:1、底座;2、横板;3、竖板;4、常闭开关;5、钢丝绳;6、液压缸;7、滚轮;8、动力杆;9、密封腔;10、滑槽;11、密封层;12、插槽;13、限位杆;14、弹簧;15、接线槽;16、支杆;17、导轮;18、支撑腿;19、电机;20、活塞杆;21、横杆;22、转轴;23、保护壳;24、平衡块。

具体实施方式

实施例:

以下结合附图1-7对本发明作进一步详细说明。

一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,如图1-7所示,包括底座1、密封装置和行驶装置,密封装置包括横板2、竖板3、常闭开关4和钢丝绳5,行驶装置包括液压缸6、滚轮7和动力杆8,底座1的各表面均呈矩形状,底座1的上表面开设有贯穿底座1的密封腔9,密封腔9的内侧壁下端开设有滑槽10,滑槽10与宽度与密封腔9的宽度适配,滑槽10的内侧壁滑动插接有横板2,横板2的表面与滑槽10适配;

如图1-7所示,横板2的上表面末端固定连接有竖板3,竖板3的宽度与横板2适配,两个竖板3的相对侧壁和两个横板2的相对侧壁均固定连接有密封层11,密封腔9的内侧壁开设有插槽12,插槽12的内侧壁固定连接有常闭开关4,竖板3的内侧壁固定连接限位杆13,限位杆13与插槽12适配并对齐,插槽12的内侧壁滑动连接插接有限位杆13,限位杆13的表面滑动连接有常闭开关4,密封腔9的内侧壁固定连接有弹簧14,弹簧14的另一端固定连接于竖板3的内侧壁,;

如图1-7所示,底座1的上表面开设有接线槽15,接线槽15呈l形状并连通密封腔9,接线槽15的内侧壁拐角处固定连接有支杆16,支杆16的末端转动连接有导轮17,竖板3的内侧壁固定连接有钢丝绳5,钢丝绳5的表面与接线槽15的内侧壁滑动连接,钢丝绳5的表面滑动连接有导轮17的表面,底座1的上表面固定连接有支撑腿18,支撑腿18位于接线槽15与密封腔9之间,支撑腿18的外侧壁固定连接有电机19,电机19与常闭开关4电性连接电机19的输出轴固定连接有钢丝绳5,支撑腿18的上表面固定连接有液压缸6,液压缸6与常闭开关4电性连接,液压缸6的活塞杆20向下位于两支撑腿18之间,活塞杆20的下表面固定连接有横杆21,横杆21的两端均固定连接有动力杆8的表面,两个动力杆8的下端相对侧壁转动连接有转轴22,转轴22的表面固定连接有滚轮7,底座1的上表面固定连接有保护壳23,底座1的前端固定连接有平衡块24;

如图1-7所示,步骤一,将此仿生机器人脚部结构连接机器人的腿部末端,并与液压缸6和电机19电性连接,通过机器人本体为仿生机器人脚部结构提供动力;步骤二,通过设置电机19和液压缸6收缩将两竖板3闭合,从而在沙地利用仿真骆驼状的宽大的脚掌进行行走;步骤三,通过驱动电机19输出轴旋转缠绕钢丝绳5,从而将两竖板3分离,当限位杆13收缩进插槽12至按下常闭开关4时,电机19停止,液压缸6启动,活塞杆20带动横杆21及滚轮7下压至抬起机器人本体,使得底座1不直接与地面接触,从而通过滚轮7在平地行驶。

工作原理:

步骤一,将此仿生机器人脚部结构连接机器人的腿部末端,并与液压缸6和电机19电性连接,通过机器人本体为仿生机器人脚部结构提供动力;步骤二,通过设置电机19和液压缸6收缩将两竖板3闭合,从而在沙地利用仿真骆驼状的宽大的脚掌进行行走;步骤三,通过驱动电机19输出轴旋转缠绕钢丝绳5,从而将两竖板3分离,当限位杆13收缩进插槽12至按下常闭开关4时,电机19停止,液压缸6启动,活塞杆20带动横杆21及滚轮7下压至抬起机器人本体,使得底座1不直接与地面接触,从而通过滚轮7在平地行驶。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。


技术特征:

1.一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,包括底座(1)、密封装置和行驶装置,其特征在于:所述密封装置包括横板(2)、竖板(3)、常闭开关(4)和钢丝绳(5),所述行驶装置包括液压缸(6)、滚轮(7)和动力杆(8),所述底座(1)的各表面均呈矩形状,所述底座(1)的上表面开设有贯穿底座(1)的密封腔(9),所述密封腔(9)的内侧壁下端开设有滑槽(10),所述滑槽(10)与宽度与密封腔(9)的宽度适配,所述滑槽(10)的内侧壁滑动插接有横板(2),所述横板(2)的表面与滑槽(10)适配。

2.根据权利要求1所述的一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,其特征在于:所述横板(2)的上表面末端固定连接有竖板(3),所述竖板(3)的宽度与横板(2)适配,两个所述竖板(3)的相对侧壁和两个所述横板(2)的相对侧壁均固定连接有密封层(11),所述密封腔(9)的内侧壁开设有插槽(12)。

3.根据权利要求2所述的一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,其特征在于:所述插槽(12)的内侧壁固定连接有常闭开关(4),所述竖板(3)的内侧壁固定连接限位杆(13),所述限位杆(13)与插槽(12)适配并对齐,所述插槽(12)的内侧壁滑动连接插接有限位杆(13)。

4.根据权利要求3所述的一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,其特征在于:所述限位杆(13)的表面滑动连接有常闭开关(4),所述密封腔(9)的内侧壁固定连接有弹簧(14),所述弹簧(14)的另一端固定连接于竖板(3)的内侧壁。

5.根据权利要求1所述的一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,其特征在于:所述底座(1)的上表面开设有接线槽(15),所述接线槽(15)呈l形状并连通密封腔(9),所述接线槽(15)的内侧壁拐角处固定连接有支杆(16)。

6.根据权利要求5所述的一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,其特征在于:所述支杆(16)的末端转动连接有导轮(17),所述竖板(3)的内侧壁固定连接有钢丝绳(5),所述钢丝绳(5)的表面与接线槽(15)的内侧壁滑动连接,所述钢丝绳(5)的表面滑动连接有导轮(17)的表面。

7.根据权利要求6所述的一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,其特征在于:所述底座(1)的上表面固定连接有支撑腿(18),所述支撑腿(18)位于接线槽(15)与密封腔(9)之间,所述支撑腿(18)的外侧壁固定连接有电机(19),所述电机(19)与常闭开关(4)电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,其特征在于:所述电机(19)的输出轴固定连接有钢丝绳(5),所述支撑腿(18)的上表面固定连接有液压缸(6),所述液压缸(6)与常闭开关(4)电性连接,所述液压缸(6)的活塞杆(20)向下位于两所述支撑腿(18)之间。

9.根据权利要求8所述的一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,其特征在于:所述活塞杆(20)的下表面固定连接有横杆(21),所述横杆(21)的两端均固定连接有动力杆(8)的表面,两个所述动力杆(8)的下端相对侧壁转动连接有转轴(22),所述转轴(22)的表面固定连接有滚轮(7),所述底座(1)的上表面固定连接有保护壳(23),所述底座(1)的前端固定连接有平衡块(24)。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构的使用方法,其使用方法为:步骤一,将此仿生机器人脚部结构连接机器人的腿部末端,并与液压缸(6)和电机(19)电性连接,通过机器人本体为仿生机器人脚部结构提供动力;步骤二,通过设置电机(19)和液压缸(6)收缩将两竖板(3)闭合,从而在沙地利用仿真骆驼状的宽大的脚掌进行行走;步骤三,通过驱动电机(19)输出轴旋转缠绕钢丝绳(5),从而将两竖板(3)分离,当限位杆(13)收缩进插槽(12)至按下常闭开关(4)时,电机(19)停止,液压缸(6)启动,活塞杆(20)带动横杆(21)及滚轮(7)下压至抬起机器人本体,使得底座(1)不直接与地面接触,从而通过滚轮(7)在平地行驶。

技术总结
本发明公开了一种沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,包括底座、密封装置和行驶装置,密封装置包括横板、竖板、常闭开关和钢丝绳,行驶装置包括液压缸、滚轮和动力杆,底座的各表面均呈矩形状,底座的上表面开设有贯穿底座的密封腔,密封腔的内侧壁下端开设有滑槽,滑槽与宽度与密封腔的宽度适配,滑槽的内侧壁滑动插接有横板,横板的表面与滑槽适配。该沙地、平地两用仿生机器人脚部结构,通过设置设置宽大的骆驼脚状的仿生机器人脚部结构,从而便于在沙地进行行走,通过在底座的上方固定向下推动活塞杆的液压缸,并通过活塞杆固定带有滚轮的横杆,通过控制两竖板分离将滚轮顶出并支撑起仿生机器人,进行平地行驶,从而具有在沙地和平地两种地形切换行走方式,提高行走速度的特点。

技术研发人员:师阳
受保护的技术使用者:江苏工程职业技术学院
技术研发日:2020.02.25
技术公布日:2020.06.09

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