[实用新型]一种六足步行机机构

说明书

本实用新型属于步行机器人执行机构技术领域。

目前为提高陆地、水下各种环境中机器人的作业精度并适应不平地理环境下及海底及每底作业移动，世界上许多国家都在研制各种步行式移动机器人，如日本专利(公开号为59-110575，为日本机械研究所制造)其结构为六足机，每支腿机械形式是三个首尾相接的连杆和机架本体组成一个曲柄连杆机构，当曲柄转动时，则在摆杆的延长线的的某点作相应的步态运动形式(其中包括曲线运动或拟直线运动，由此点和摆杆固联一个和地面垂直的杆为脚杆，当此点作拟直线运动时，脚杆支撑本体向前移动，当此点带动脚杆作曲线运动时，脚杆以机械本体为支撑向前迈进。以上结构的步行机有如下不足，步行动作不灵活、稳定性差、整体刚度不好，结构控制软硬件复杂。

为解决以上之不足，本实用新型提供一种六足步行机，采用三连杆缩放型，脚数为6，步行方式是三点交互着地的步行方式，其支架和竖腿采用簿壁箱体结构，具有结构简单、刚度好，承载能力强，自适应控制简单。

本实用新型的结构(如图1所示)，主要由转体、水平支架的梁架、竖腿、竖腿驱动元件及梁架之间相对转动驱动元件构成，采用三连杆缩放型。转体的具体结构形式为内外轴套，外轴套为轴承支座，内轴套上下两端分别装有滚珠轴承；水平支架的具体结构是由两组梁架构成，为了受力均匀，其中一组梁架分上下两层结构，每层各有三条伸出的横梁，三条横梁之间都有加强筋，这两层梁架与转体的轴承支座结合为一体，水平支架全部采用薄壁方箱结构，转体两侧梁架可以以转轴为中心作相对转动；竖腿的结构为六条腿(如图2所示)，其中每条腿采用内外两层薄壁方箱结构，具体由外壳体，内壳体和直线驱动元件组成(如图3所示)，其中驱动元件两个相对运动部分分别固定联接在外壳体和内壳体之间，内外壳体相对运动即为腿的伸缩运动，六支竖腿分别与水平支架梁架的六个横梁的端部采用绞链形式连接，竖腿可绕水平支架绞链点摆动；水平支架梁架每个横梁上的绞链点和相应腿顶端的绞链点之间也采用直线驱动元件，所有驱动元件皆为伺服油缸，其驱动元件的直线经复运动变成了竖腿绕横梁绞链点的摆动，其中两组横梁之间也装有驱动元件，以上所述之驱动元件皆为液压伺服缸结构形式，即是一般通常的液压机构，由缸体、活塞和管路组成，工作时是通过外部液压泵的作用促使缸体内活塞作相对运动，其运动位置的大小和限位由外部控制系统通过油路管道来实现间接控制。实现了梁架可绕转体的转轴作相对转动，从座标方位来看，可实现步行机的转向及全方位运动。

其工作原理：水平支架梁架的一组横梁联接三条竖腿伸出着地支承本体。而另三条竖腿收起，同时每条上驱动元件驱动每条腿作协调摆动，由此往复交替进行实现了前进、后退、启动横梁之间的驱动元件，可实现步行机转向及全方位运动。

本实用新型之优点：竖腿采用伸缩和摆动等复合机构，动作灵活，移动效率高；整机主体(水平支架)采用两体结构、减少了关节、结构简单、转向控制容易；水平支架和竖腿皆采用簿壳方箱结构、减轻了重量、增加了抗弯抗扭强度；驱动元件采用液压伺服缸结构，具有力矩大、控制准确、适合于各种环境中作业使用。

结合附图说明其实施例：

图1为六足步行机执行机构总体结构图；

图2为六足步行机执行机构俯视图；

图3为六足步行机执行机构竖腿结构图。

由图1知，1为转体，由内外轴套线成，外轴套为轴承支座，内轴套上下两端分别装有滚珠轴承，2为上下两层结构梁架，与转体1轴承支座固定，3为中间水平支架架梁，与转轴1连接，4、5、6和7、8、9为六条竖腿，10为每个横梁和每个竖腿之间的驱动元件，11为横梁上绞链点，12为每一横梁和每个竖腿之间的绞链点，13为驱动元件与竖腿之间之绞链点，由图2知，14为组横梁之间之驱动元件，15、16为驱动元件14之两端绞链点，17为一组梁之间加有的加强筋，其竖腿结构如图3所示，18为外壳体，20为内壳体，21为足脚，19为腿内驱动元件，决定腿的伸缩运动，所有的驱动元件(10、14、19)皆采用液压伺服缸结构，即是一般动用的液压机构，由缸体、活塞和附加的管路组成，其活塞活动位置由外部控制系统来实现。全部横梁和竖腿采用薄壁方箱结构。