[實用新型]仿生六輪腿全驅動行走機構

有效

• 申請號: 201320154186.7
• 申請日: 2013-03-31
• 公開（公告）號: CN203211417U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 洪哲浩;周平章;李靜;宋承斌
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 齊安全;胡景陽

技術領域

本實用新型涉及一種屬于仿生機器人應用領域的行走機械，更確切地說，本實用新型涉及一種仿生六輪腿六電機全驅動式行走機構。

背景技術

長時間以來，輪子的滾動已被人們認為是運動的最簡單和最自然的形式，但近年來有越來越多的人開始關注“腿”這一運動機械。很顯然，相比于輪子，腿在越障方面有極大的優勢。一個眾所周知的事實是，在自然界中沒有現成的硬路面，動物的行動完全是越野行為，在動物運動的本身系統中根本找不到輪子或轉動關節。正如著名土壤—車輛力學研究專家培克（M.G.Bekker）所言；“車輪成為普遍應用的運輸機構的原因不一定是因為它的效率高，而可能是因為允許它在上面滾動的道路”。但開發腿式機器人的最大困難在于對“腿”的實時控制，這涉及到傳感、控制、關節自由度的實現機構等一系列問題。除此之外，腿式機械還有一個最大的弊端在于傳動效率低，或者說能夠達到的運動速度遠低于人們的心理預期。

考慮到純輪式機械與純腿式機械的局限性，人們開始考慮將“輪”與“腿”結合起來，以兼顧速度與越障能力。其代表有中國專利公告（開）號為CN102649450A，公告（開）日為2012.8.29日，申請號為CN201210103257.0，發明名稱為“多關節鏈節式機器人”，發明人為北京理工大學的羅慶生等；還有中國專利公告（開）號為CN102180205A,公告（開）日為2011.09.14，申請號為CN201110089738.6，發明名稱為“一種輪腿式機器人”，發明人為河南科技大學的付三玲等。在國外，美國Case?Western?Reserve?University研發的Whegs系列和University?of?Michigan、UC?Berkeley和加拿大McGill?University共同研制的RHex仿生蟑螂機器人也是輪腿式行走機械中比較成功的代表。但上述研究成果的共同特點是采用了很多傳感器和復雜的控制邏輯來實現運動過程。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服了現有技術采用了很多傳感器和復雜的控制邏輯的問題，提供了仿生六輪腿全驅動行走機構。

為解決上述技術問題，本實用新型是采用如下技術方案實現的：所述的仿生六輪腿全驅動行走機構包括輪腿行走機械部分。所述的輪腿行走機械部分包括前車架、后車架、中部自由度關節裝置、輪腿與驅動組合體。

所述的輪腿是指前左輪腿、中左輪腿、后左輪腿、后右輪腿、中右輪腿與前右輪腿。

所述的驅動組合體是指前左驅動組合體、中左驅動組合體、后左驅動組合體、后右驅動組合體、中右驅動組合體與前右驅動組合體。

中部自由度關節裝置固定安裝于后車架。前端底板的中間位置，前車架的后端插入后車架前端的開口之間，并采用中部自由度關節裝置中的連接桿將兩者轉動連接，前左驅動組合體安裝在前車架的前左處并與前左輪腿固定連接，前右驅動組合體安裝在前車架的前右處并與前右輪腿固定連接，中左驅動組合體安裝在后車架的前左處并與中左輪腿固定連接，后左驅動組合體安裝在后車架的后左處并與后左輪腿固定連接，后右驅動組合體安裝在后車架的后右處并與后右輪腿固定連接，中右驅動組合體安裝在后車架的前右處并與中右輪腿固定連接。

技術方案中所述的前左驅動組合體包括前左電機、前左測速碼盤與前左超越離合器；中左驅動組合體包括中左電機、中左測速碼盤與中左超越離合器；后左驅動組合體包括后左電機、后左測速碼盤與后左超越離合器；后右驅動組合體包括后右電機、后右測速碼盤與后右超越離合器；中右驅動組合體包括中右電機、中右測速碼盤與中右超越離合器；前右驅動組合體包括前右電機、前右測速碼盤與前右超越離合器；前左驅動組合體、中左驅動組合體與后左驅動組合體的結構相同，后右驅動組合體、中右驅動組合體與前右驅動組合體的結構相同，右側三個驅動組合體與左側三個驅動組合體為鏡像對稱；前左測速碼盤套裝在前左電機的輸出軸上為固定連接，前左電機的輸出軸與前左超越離合器的輸入端固定連接，前左超越離合器的輸出端采用法蘭盤與螺釘和前左輪腿固定連接。

技術方案中所述的中部自由度關節裝置由連接桿、蝸桿、蝸輪、支座、1號滾針軸承、2號滾針軸承與2個結構相同的3號滾針軸承組成。所述的連接桿是以中心為對稱的階梯軸類件，連接桿的中心位置加工有用于安裝蝸輪的鍵槽，鍵槽的兩側設置有與前車架后端連接的正六棱柱體，兩正六棱柱體的外端是用于安裝和后車架轉動連接的1號滾針軸承與2號滾針軸承的圓柱體。蝸輪套裝在水平放置的連接桿的中心處并采用平鍵連接，蝸桿采用兩個結構相同的3號滾針軸承垂直地安裝在支座上的兩個軸承孔內為轉動連接，蝸輪與蝸桿嚙合連接。