[發(fā)明專利]基于3D打印技術(shù)的微型仿生六足機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610074526.3
• 申請(qǐng)日: 2016-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN105730546A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉積昊;趙言正;付莊;閆維新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D57/032
• 分類號(hào): B62D57/032
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 徐紅銀;郭國中

1.一種基于3D打印技術(shù)的微型仿生六足機(jī)器人，其特征在于，包括：

機(jī)身承載構(gòu)件，由兩層中心鏤空的正六邊形腹板組成，兩層腹板的頂點(diǎn)處設(shè)有六個(gè)支撐柱，兩層腹板通過六個(gè)支撐柱連接成一體，六個(gè)支撐柱的幾何中心裝配有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，機(jī)身承載構(gòu)件通過六個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別與六只三自由度足機(jī)構(gòu)連接；

三自由度足機(jī)構(gòu)，為三自由度串聯(lián)機(jī)械臂，包括連接機(jī)身承載構(gòu)件的髖骨構(gòu)件、大腿構(gòu)件、小腿構(gòu)件及聯(lián)動(dòng)小腿構(gòu)件的雙連桿機(jī)構(gòu)，其中：髖骨構(gòu)件的一端通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)與機(jī)身承載構(gòu)件連接、另一端與大腿構(gòu)件連接，大腿構(gòu)件的末端串聯(lián)小腿構(gòu)件并與雙連桿機(jī)構(gòu)組成閉合的四連桿機(jī)構(gòu)，從而將機(jī)器人整機(jī)質(zhì)量向機(jī)身幾何中心即所述機(jī)身承載構(gòu)件的中心集中；大腿構(gòu)件、雙連桿機(jī)構(gòu)上分別裝配有驅(qū)動(dòng)電機(jī)；

機(jī)載控制電路板，用于接收運(yùn)動(dòng)控制指令并驅(qū)動(dòng)各驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)六只三自由度足機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)；

所機(jī)身承載構(gòu)件、髖骨構(gòu)件、大腿構(gòu)件、小腿構(gòu)件及雙連桿機(jī)構(gòu)組成機(jī)器人本體，采用3D打印技術(shù)制作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D打印技術(shù)的微型仿生六足機(jī)器人，其特征在于，所述兩層腹板，其中一層為上層腹板，該上層腹板中心設(shè)有圓形鏤空，另一層為底層腹板，該底層腹板中心設(shè)有正六邊形鏤空，正六邊形鏤空周圍設(shè)有用于安裝機(jī)載控制電路板的安裝孔，六個(gè)支撐柱的幾何中心設(shè)有用于裝配驅(qū)動(dòng)電機(jī)的階梯通孔，機(jī)身承載構(gòu)件通過裝配在支撐柱中心階梯通孔的驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別與六只三自由度足機(jī)構(gòu)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D打印技術(shù)的微型仿生六足機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)身承載構(gòu)件采用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩層中心鏤空的正六邊形腹板與六個(gè)支撐柱的一次成型；兩層所述腹板的外邊緣均設(shè)有安裝孔，用于配合安裝3D打印技術(shù)制作的外殼。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D打印技術(shù)的微型仿生六足機(jī)器人，其特征在于，所述三自由度足機(jī)構(gòu)與機(jī)身承載構(gòu)件呈輻射對(duì)稱，且大腿構(gòu)件、雙連桿機(jī)構(gòu)上分別設(shè)有安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)的階梯通孔；六個(gè)支撐柱的幾何中心設(shè)有用于裝配驅(qū)動(dòng)電機(jī)的階梯通孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于3D打印技術(shù)的微型仿生六足機(jī)器人，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)，均設(shè)有編碼器及減速器，按照在三自由度足機(jī)構(gòu)上的安裝位置及轉(zhuǎn)動(dòng)方向，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)分為：電機(jī)軸垂直于機(jī)身承載構(gòu)件的髖關(guān)節(jié)機(jī)身驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)軸平行于機(jī)身承載構(gòu)件的髖關(guān)節(jié)大腿驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及電機(jī)軸平行于機(jī)身承載構(gòu)件并通過雙連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其中：髖關(guān)節(jié)機(jī)身驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝于支撐柱中心的階梯通孔中，用于驅(qū)動(dòng)大腿構(gòu)件實(shí)現(xiàn)在所述機(jī)身承載構(gòu)件腹板平行的平面內(nèi)的擺動(dòng)；髖關(guān)節(jié)大腿驅(qū)動(dòng)電機(jī)大腿構(gòu)件上的階梯通孔內(nèi)，用于驅(qū)動(dòng)大腿構(gòu)件繞電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)大腿構(gòu)件抬起動(dòng)作；膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝于雙連桿機(jī)構(gòu)上的階梯通孔中，并通過雙連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)小腿構(gòu)件繞小腿構(gòu)件上設(shè)置的鉸接裝配孔擺動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于3D打印技術(shù)的微型仿生六足機(jī)器人，其特征在于，所述支撐柱的側(cè)壁設(shè)有安裝緊定螺釘?shù)穆菁y孔，用于固定髖關(guān)節(jié)機(jī)身驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于3D打印技術(shù)的微型仿生六足機(jī)器人，其特征在于，所述髖骨構(gòu)件上設(shè)有配合髖關(guān)節(jié)機(jī)身驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸的第一D型通孔、配合髖關(guān)節(jié)大腿驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸的第二D型通孔，并分別設(shè)有緊定髖關(guān)節(jié)機(jī)身驅(qū)動(dòng)電機(jī)及髖關(guān)節(jié)大腿驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸的螺紋孔，用以配合安裝髖關(guān)節(jié)機(jī)身驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及髖關(guān)節(jié)大腿驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于3D打印技術(shù)的微型仿生六足機(jī)器人，其特征在于，所述髖骨構(gòu)件上還分別設(shè)有安裝髖關(guān)節(jié)機(jī)身驅(qū)動(dòng)電機(jī)及髖關(guān)節(jié)大腿驅(qū)動(dòng)電機(jī)的限位通孔，各通孔中心軸分別與通孔所對(duì)的D型通孔同軸。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于3D打印技術(shù)的微型仿生六足機(jī)器人，其特征在于，所述大腿構(gòu)件的一端設(shè)有用于配合安裝膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的階梯通孔、另一端設(shè)有用于鉸接小腿構(gòu)件的鉸接安裝孔；所述大腿構(gòu)件采用鏤空處理，大腿構(gòu)件鏤空處的一側(cè)設(shè)有膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸配合孔、另一側(cè)設(shè)有膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)限位通孔，同時(shí)還設(shè)有緊定安裝膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸的緊定螺紋孔。