[发明专利]三足机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种三足机器人，三足独立驱动，通过对机器人腿部精密的位置和速度闭环控制实现机器人整体的各种运动。属于机械控制领域。

背景技术

在实验室和生活中我们见到的机器人大都是采用两足或四足六足等多足行走或是采用相对传统的轮式移动。轮式机器人相对于足式机器人的越障能力要逊色许多，对地形的适应性能不如足式机器人。两足机器人行走较为灵活，但是稳定性欠缺，行走时容易失去平衡而摔倒，四足六足等多足机器人虽然相对于两足更为稳定，但却失去了两足的灵活性，腿与腿之间会相互干扰、控制起来也比较复杂。三角形具有很好的稳定性，三足行走机器人自然也具有四足、六足机器人的稳定性。同时，由于采用三足的驱动方式，三足机器人便拥有了两足机器人的灵活性。常见的机器人在平面内大都是在前后左右四个方向上运动，而采用三足的机器人，每条腿控制该腿的前后两个方向运动，通过运动合成，加以运动控制便可以使机器人在一个平面内更迅速方便地向任意方向的行走。这样就使机器人整体运动灵活，而且三足行走的机器人对于跳出两足、多足机器人的惯性思维具有很大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于采用三足独立驱动并通过协作运动来实现机器人整体的行走、转弯等多种运动的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案:

三足机器人,包括有曲柄销紧定螺钉1，摇杆支架2，曲柄定位顶丝3，机身4，电源及控制电路5，编码器6，空心杯电机7，腿8，摇杆支架固定螺钉9，摇杆转轴10，摇杆11，卡簧12，摇杆销紧定螺钉13，铝合金球形接头14，摇杆销15，小套筒16，铝合金球形接头连杆17，曲柄销18，大套筒19，曲柄20，摇杆销固定孔21，摇杆销紧定螺钉孔22，摇杆转轴孔23，腿固定孔24，摇杆支架固定孔25，摇杆转轴固定孔26，曲柄定位顶丝孔27，空心杯电机轴固定孔28，曲柄销固定孔29，曲柄销紧定螺钉孔30。在所述的机身4上水平间隔120°均匀固定有三个摇杆支架2，摇杆11通过摇杆转轴10固定在摇杆支架2上，摇杆11可以绕摇杆转轴10转动；腿8固定在摇杆11上，且与摇杆11无相对运动；一个铝合金球形接头14通过小套筒16连接在摇杆11上；一个铝合金球形接头14通过大套筒19与曲柄20连接；与摇杆11上连接的铝合金球形接头14(1)和与曲柄20连接的铝合金球形接头14(2)通过铝合金球形接头连杆17相连；曲柄20通过其上的空心杯电机轴固定孔28与空心杯电机7的输出轴相连，并用顶丝通过曲柄定位顶丝孔27固定在一起；编码器6与空心杯电机7同轴固定，并采集空心杯电机7的实时数据，电源及控制电路5与空心杯电机7的电力输入相连为空心杯电机7供电。

三个空心杯电机7分别通过两个螺钉固定在机身4上，电源及控制电路5也通过螺钉固定机身4上。

摇杆支架2通过两个摇杆支架固定螺钉9固定在机身4上。

曲柄20通过曲柄定位顶丝3固定在空心杯电机7的输出轴上，且可以随空心杯电机7的输出轴一起转动。

摇杆转轴10两端用卡簧12限位，使得摇杆转轴10只转动不发生横向滑动。

通过小套筒16与摇杆11相连的铝合金球形接头14通过铝合金球形接头14上的通孔用摇杆销15固定。

通过大套筒19与曲柄20相连的铝合金球形接头14通过铝合金球形接头14上的通孔用曲柄销18固定。

摇杆销15用摇杆销紧定螺钉13锁紧在摇杆11上，与摇杆11无相对运动。

所述的曲柄20的数目为三个，分别为固定在3个摇杆支架2的腿9提供动力。

两个铝合金球形接头14的高度分别通过小套筒16和大套筒19来调节。

本发明采用了三足独立驱动的方式，三足呈120°的角度圆周布置，可以实现足式机器人的全向运动。空间曲柄摇杆机构连续高效的转动和高效率大功率的空心杯电机为机器人腿部提供了动力十足。机器人每一条腿的驱动电机都采用了编码器进行位置和速度闭环控制，使得机器人可以完成很多复杂的动作，三足机器人运行稳定，具有实用推广价值，并能作为后续研究的基础。

附图说明

图1本发明系统示意图

图2本发明摇杆的结构图

图3本发明摇杆支架的结构图

图4本发明曲柄的结构图