[實用新型]機器四足動物的行走機構

有效

• 申請號: 201220329489.3
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN202715243U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 孫亮波;桂慧;黃天茂;黃波閔;王尤興
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: A63H11/20
• 分類號: A63H11/20;A63H3/46;A63H3/48;A63H29/22;A63H31/08
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

技術領域

本實用新型涉及仿真機器人的機械傳動設計，具體為一種機器四足動物的行走機構。

背景技術

現有的仿真機器人或機器動物的行走機構多是采用行走輪，這種方法簡單易行，但缺點是與真實的四足動物行走步態相差較大，而且其行走需要地面平整，否則很容易被卡住或絆倒。高級的機器人有可邁步的行走機構，但需要多個液壓控制裝置或控制電機，成本較高，協調控制難度較大。

實用新型內容

本實用新型的目的是設計一種機器四足動物的行走機構，多個齒輪和連桿組合傳遞動力，實現四條腿的交叉邁步行進。

本實用新型設計的機器四足動物的行走機構，包括機器動物的軀干體架和4條腿，在機器動物的軀干體架下方安裝有4條相同的腿，每條腿均包括順序連接的上腿、膝關節、下腿和腳，上腿包括2根C形的上連桿，2個C形上連桿背靠背、呈X形，2個上連桿的上端各連接1根水平的滑槽桿，滑槽桿與軀干體架縱向中心線垂直，滑槽桿外端嵌于上腿外殼內的弧形滑槽內，位于前后的2根滑槽桿內端分別與三角擺件上方的前后2個角鉸接。上腿外殼與軀干體架固接，2個滑槽為開口相對的對稱的C形滑槽。三角擺件為三根桿相互固接的三角形，一個角朝下，后腿上方的三角擺件朝下的角可轉動地安裝于后腿軸，后腿軸與傳動軸平行、固定安裝于驅干體架。前腿上方的三角擺件向下的角可轉動地安裝于前腿軸，前腿軸與傳動軸平行、固定安裝于驅干體架。三角擺件可為等腰三角形，朝下的角為頂角。

膝關節為2個圓盤，圓盤可轉動地安裝于關節中軸，圓盤盤面與關節中軸垂直，關節中軸與滑槽桿平行，關節中軸兩側有與之平行的2根關節邊軸，關節邊軸的兩端分別與膝關節圓盤的內側固接，連接2個圓盤。下腿有4根下連桿，下連桿的上端分別固接于2個圓盤的前后側緣。處于前方的2根下連桿底端與腳的頂面的中前部連接，處于后方的2根下連桿底端與腳的底面后緣相連接。為減少阻力，腳的底面為弧面。

傳動軸橫穿驅干、與驅干縱向中心線垂直，傳動軸可轉動地安裝于驅干體架，傳動軸與驅動裝置連接，傳動軸左右兩端各安裝有后曲柄輪，后曲柄輪的盤面上固裝有與盤面垂直的曲柄。后拉桿一端與后曲柄輪的曲柄鉸接，后拉桿另一端鉸接于后腿上方前一根滑槽桿的內端。前曲柄輪可轉動地安裝于前曲柄軸左右兩端，前曲柄軸與傳動軸平行、固定安裝于驅干體架；前曲柄輪的盤面上固裝有與盤面垂直的曲柄；傳動軸經傳動裝置與前曲柄輪連接，前拉桿一端與前曲柄輪17的曲柄鉸接，前拉桿另一端鉸接于前腿上方前一根滑槽桿的內端。

當傳動軸轉動時，后曲柄輪轉動，其上的曲柄隨之做圓周運動，曲柄經后拉桿拉或推三角擺件上方的前角，三角擺件以后腿軸為中心擺動，當三角擺件的前角上升時、其后角下降，與三角擺件上方的前后角鉸接的前后2根滑槽桿則沿各自的滑槽交替上下移動，與前后2根滑槽桿相鉸接的前后上連桿交替向上擺動，前后上連桿交替拉動前后2個關節邊軸，膝關節的圓盤以關節中軸為中心擺動，連接于膝關節的圓盤前后緣的下連桿隨之擺動。因處于后方的下連桿連接腳的底面后緣，而處于前方的下連桿連接腳的頂面中前部，故腳向后擺動抬起向前邁步著地，實現行走。

當傳動軸轉動時，經傳動機構帶動前曲柄輪轉動，前曲柄輪帶動前拉桿，拉或推前腿上方的三角擺件，以同樣方式帶動前腿邁步行走。

所述傳動軸和前曲柄輪之間的傳動裝置包括傳動曲柄輪和傳動連桿。所述后曲柄輪為齒輪，傳動曲柄輪為與后曲柄輪相配合的齒輪，傳動曲柄輪與后曲柄輪嚙合。傳動曲柄輪可轉動地安裝于副傳動軸左右兩端，副傳動軸與傳動軸平行、固定安裝于驅干體架。傳動曲柄輪的盤面上固裝有與盤面垂直的曲柄。傳動連桿一端與前曲柄輪的曲柄鉸接、另一端與傳動曲柄輪的曲柄鉸接。

后曲柄輪轉動帶動與之嚙合的傳動曲柄輪、傳動連桿，使前曲柄輪轉動。

安裝時調節前后曲柄輪上曲柄的初始位置，處于左側的前曲柄輪上的曲柄，在其前曲柄輪上所處位置，與處于右側的前曲柄輪上的曲柄，在其前曲柄輪上所處位置相差180度；處于右側的后曲柄輪上的曲柄，在其后曲柄輪上所處位置，與處于左側的前曲柄輪上的曲柄，在其前曲柄輪上所處位置相同；處于左側的后曲柄輪上的曲柄在其后曲柄輪上所處位置與處于右側的前曲柄輪上的曲柄在其前曲柄輪上所處位置相同。左前腿和右后腿動作同步，右前腿和左后腿動作同步，左前腿和右前腿的動作相位相差180度，交替抬起、著地動作。

所述傳動軸連接的驅動裝置可以是電動機，也可以是發條。