[实用新型]一种步行机构

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种机械步行机构，尤其适用于仿动物肢节运动的机械机构。

背景技术

步行机构的足端运动轨迹应该是在三维空间中的横“D”字形或椭圆形。曲柄摇杆机构中的摇杆，如果是在连杆中间的某位置与其铰接，那么连杆自由端的运动轨迹则是横“D”字形。因此曲柄摇杆机构可以用做步行机构。但是，这只能是一个关节的步行机构，不适用三个关节，或者说有三个肢节的步行机构。

发明内容

本实用新型提供适用于具有三个关节的仿真动物机械肢节的步行机构，并且是在一个主动轴驱动的条件下。

本实用新型采用的技术方案是：在曲柄摇杆机构的基础上，增加摆杆、杠杆机构组成传动机构，并与三个铰接的肢节，共同组成了一种步行机构。

当主动轴旋转时，通过传动机构，驱动3个肢节做仿动物肢节的步行运动，其足端的轨迹应为3维空间的横“D”字形或椭圆形。传动机构由摇杆、摆杆和杠杆机构组成的，分别安装在3个肢节和机架上。

步行机构的动力，来自一个可以旋转的主动轴。因此第1节的一端通过偏轴、曲柄与其动连。由于在第1节的适当位置铰接一摇杆，因此，曲柄、第1节、摇杆与机架构成平面四连杆机构——曲柄摇杆机构。摇杆的一端与机架铰连，中间与第1节铰连，另一端与摇摆连杆铰连；摇摆连杆的一端也与机架铰接，另一端通过与其铰连的第2节推拉杆同第2节铰接。摇摆连杆不仅可以推拉第2节运动，更重要的是它可以调节足端运动轨迹的形状。

在第2节的适当位置，铰连一个杠杆。杠杆的一端通过与其铰连的第3节推拉杆同第3节铰连，另一端与定轴杆铰连，而定轴杆的另一端与机架铰连。当第2节推拉杆推拉第2节运动时，杠杆的支节铰也随之运动，但是由于杠杆的下端铰连在机架上，所以杠杆上端的第3节推拉杆就“拉”“推”第3节运动。

本实用新型的有益效果是，不仅实现了三个肢节同时仿真运动的效果，而且结构简单，可靠性、仿真性强。

附图说明

图1是本实用新型的机构运动示意图。

图中：1、主动轴；2、曲柄；3、偏轴；4、第1节；5、摇杆；6、摇杆铰；7、摇摆连杆；8、摆杆；9、摆杆铰；10、第2节推拉杆；11、第2节推拉铰；12、第2节；13、2-3关节铰；14、第3节推拉铰；15、杠杆上铰；16、第3节推拉杆；17、杠杆；18、足端；19、杠杆铰；20、第3节；21、1-2关节铰；22、杠杆下铰；23、定轴铰；24、摇摆铰；25、定轴杆；26、摆杆轴承；27、摇杆轴承。

具体实施方式

在图1中，第1节(4)、第2节(12)、第3节(20)是仿爬行动物肢体的3个铰连的机械肢节。第1节(4)、摇杆(5)和曲柄(2)、偏轴(3)、主动轴(1)、轴承座(27)以及机架构成曲柄摇杆机构。当主动轴(1)旋转时，1-2关节铰(21)的运动轨迹为横“D”字形。摇杆(5)与第1节(4)铰接，一端通过轴承(27)与机架铰接，另一端通过摇杆铰(6)、摇摆连杆(7)、摇摆铰(24)与摆杆(8)铰连，显然，第1节(4)运动，摆杆(8)随之摆动。由于摆杆(8)的一端通过摆杆轴承与机架铰接，另一端通过摆杆铰(9)、第2节推拉杆(10)、第2节推拉铰与第2节(12)铰接，所以，第1节的运动同时也推拉第2节(12)运动。

在第2节(12)的适当位置装有杠杆铰(19)。以其为支点的杠杆(17)的一端通过杠杆上铰(15)、第3节推拉杆(16)、第3节推拉铰与第3节(20)铰接，杠杆(17)的下端通过杠杆下铰(22)、定轴杆(25)、以及定轴铰(23)与机架铰接。显然，当第2节(12)“推、拉”运动时，第3节(20)在杠杆(17)的作用下，也做“推、拉”运动。足端(18)的运动，在受到不同杆长的机构制约下，其运动轨迹可以是我们希望的横“D”字形或椭圆形。