[發(fā)明專利]一種連桿仿腿式行走機構(gòu)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610422978.6
• 申請日: 2016-06-14
• 公開（公告）號: CN106043490B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設計）人: 陳開
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種行走裝置，具體涉及一種連桿仿腿式行走機構(gòu)及方法。

背景技術(shù)

常用的行走機構(gòu)是輪胎和履帶，而腿式行走以多點支撐，交換腿移動的方式，通過腿部與地面生成摩擦力的反作用力推動整體裝置行走，腿式行走機構(gòu)具有良好的越障能力，優(yōu)越的可操作性和地面適應性。常見的腿式結(jié)構(gòu)一般都是左右對稱的，如六足腿式或者四足腿式，而四足腿式是目前更為普遍的。現(xiàn)有的行走機構(gòu)結(jié)構(gòu)復雜，大多是仿人的腿關(guān)節(jié)，自由度一般大于5個，驅(qū)動與控制方式特別困難，很難達到理想效果，成本很高，難以推廣。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種連桿仿腿式行走機構(gòu)及方法，通過曲柄連桿機構(gòu)控制機構(gòu)行走和越障，解決了現(xiàn)有技術(shù)的問題。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種連桿仿腿式行走機構(gòu)，其特征在于，包括主體、軸和連桿機構(gòu)；連桿機構(gòu)通過曲柄與軸連接；

所述連桿機構(gòu)對稱分布與主體兩側(cè)，每一側(cè)的連桿機構(gòu)包括前足連桿機構(gòu)和后足連桿機構(gòu)；所述軸包括前軸和后軸；

前足連桿機構(gòu)包括前足短連桿和前足長連桿，該兩根連桿的運動軌跡位于同一平面；前足短連桿連接前軸，前足長連桿連接后軸；該兩根連桿的一端相互連接；

后足連桿機構(gòu)包括后足短連桿和后足長連桿，該兩根連桿的運動軌跡位于同一平面；后足長連桿連接前軸，后足短連桿連接后軸；該兩根連桿的一端相互連接；

曲柄一端與前軸為轉(zhuǎn)動副約束，曲柄另一端連接前足短連桿和后足長連桿，帶動前足短連桿和后足長連桿轉(zhuǎn)動；前足短連桿與前足長連桿為轉(zhuǎn)動副約束；前足長連桿與后軸為轉(zhuǎn)動副約束。

進一步的，前足短連桿的行走端包括爪形前端，所述爪形前端為直角三角形，其中非直角邊為向內(nèi)彎曲的弧形。該結(jié)構(gòu)能夠更好的抓地，有效增加摩擦力。

進一步的，主體向外依次為前足連桿機構(gòu)和后足連桿機構(gòu)。這連桿所在平面沒有重疊，因而運動時不會發(fā)生干涉。

進一步的，所述主體為梭形主體，主體的底部為弧形。當行走機構(gòu)前行或越障時，若某一只足在運動過程離開地面，底部有細微接觸地面，這時接觸處起到支承的作用，整個行走機構(gòu)有很好的穩(wěn)定性而不至于傾斜

進一步的，所述曲柄通過直流電機控制。

進一步的，曲柄與連桿機構(gòu)連接處通過連接栓連接；連桿機構(gòu)內(nèi)的連接通過連接栓連接。

一種連桿仿腿式行走方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：直流電機帶動曲柄轉(zhuǎn)動，與曲柄連接的前足短連桿開始運動；前足短連桿具體的運動方式是前足短連桿先抬高，當前足短連桿向下運動時，爪形前端同時往前運動；當爪形前端著地后，開始往后運動，由于爪形前端與地面摩擦力作用，整個行走機構(gòu)往前運動，主體兩側(cè)的前足短連桿同時運動，兩側(cè)的后足短連桿往前的推動，整個行走機構(gòu)往前運動；當行走機構(gòu)在前進過程中遇到障礙時，主體底部弧形面與地面接觸，支撐行走機構(gòu)越過障礙。

有益效果：本發(fā)明提供的一種連桿仿腿式行走機構(gòu)及方法，具有以下優(yōu)點：

1)結(jié)構(gòu)簡單，通過簡單的曲柄連桿結(jié)構(gòu)，即可完成行走，連桿端部的爪形前端具有很好的抓地性，主體底部的弧形能很好的幫助行走機構(gòu)越過障礙；而現(xiàn)有的腿式行走機構(gòu)，大多是仿人的腿關(guān)節(jié)，自由度一般大于5個，驅(qū)動與控制方式特別困難，很難達到理想效果，而此處基于曲柄連桿的行走機構(gòu)，只需要一個電機就可以驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單，可以實現(xiàn)簡單的功能。

2)安裝零件少，零件主要以桿件為主，連桿機構(gòu)的特點在于能承受很大的載荷，制造方便，可以節(jié)約生產(chǎn)成本和后期維修的成本。

3)運行巧妙，利用曲柄連桿機構(gòu)的往復運動特點，可以很好的使整個小車前進，同時由于連桿的抬升動作，可以使小車有較好的越過障礙，類似于跳躍的動作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本發(fā)明的側(cè)面示意圖

圖3為本發(fā)明的俯視示意圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。

如圖1、圖2和圖3所示為一種連桿仿腿式行走機構(gòu)，其特征在于，包括主體1、軸和連桿機構(gòu)；連桿機構(gòu)通過曲柄2與軸連接；

所述連桿機構(gòu)對稱分布與主體1兩側(cè)，每一側(cè)的連桿機構(gòu)包括前足連桿機構(gòu)和后足連桿機構(gòu)；所述軸包括前軸7和后軸8；

前足連桿機構(gòu)包括前足短連桿3和前足長連桿4，該兩根連桿的運動軌跡位于同一平面；前足短連桿3連接前軸7，前足長連桿4連接后軸8；該兩根連桿的一端相互連接；