[發(fā)明專利]大軸距高動態(tài)四足機(jī)器人的整體式輕質(zhì)機(jī)架及其加工工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010864746.2
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112025163B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈文川;曾翔;秦建;孫翊;馬書根;袁建軍;蒲華燕;蘇桂淦;王澤宇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué);蘇州新虎將精密機(jī)電有限公司
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04;B23P15/00;B62D57/032
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

本發(fā)明公開了一種大軸距高動態(tài)四足機(jī)器人的整體式輕質(zhì)機(jī)架及其加工工藝，包括頭部、軀干、尾部；頭部包括頭部桿件框架、肢體連接結(jié)構(gòu)；頭部桿件框架包括左側(cè)軸承座固定桿組、右側(cè)軸承座固定桿組、側(cè)擺板上固定桿、側(cè)擺板下固定桿；左側(cè)軸承座固定桿組包括左前軸承座固定桿、左后軸承座固定桿；右側(cè)軸承座固定桿組包括右前軸承座固定桿、右后軸承座固定桿；肢體連接結(jié)構(gòu)包括軸承座、腿足安裝桿；整體式輕質(zhì)機(jī)架由若干空心桿件組成；左側(cè)軸承座固定桿組和右側(cè)軸承座固定桿組的壁厚大于其余桿件的壁厚；所有桿件均通過焊接工藝和L型角座進(jìn)行固定連接。本發(fā)明有效解決了整體式輕質(zhì)機(jī)架各腿組主軸間的大軸距尺寸跨度與高定位精度需求間的矛盾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人身體機(jī)架技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種大軸距高動態(tài)四足機(jī)器人的整體式輕質(zhì)機(jī)架及其加工工藝。

背景技術(shù)

足式機(jī)器人因其潛在具有的靈活運(yùn)動能力和地形適應(yīng)能力，一直是機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。自波士頓動力公司的大狗機(jī)器人誕生以來，規(guī)格各異的高性能四足機(jī)器人樣機(jī)不斷推陳出新。盡管四足機(jī)器人的動態(tài)運(yùn)動能力不斷提升，但當(dāng)前大型重載四足機(jī)器人整機(jī)研制仍存在諸多技術(shù)難題。

機(jī)器人機(jī)身是連接并定位腿足肢體機(jī)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)。采用焊接工藝的整體框架式結(jié)構(gòu)作為機(jī)身方案，是破解機(jī)身大承載能力需求與自身設(shè)計(jì)質(zhì)量限制間矛盾的方法之一。但對于大尺寸整體式輕質(zhì)機(jī)架，如何解決各腿組主軸間的大軸距尺寸跨度與相互間共線共面精度需求間的矛盾，以及如何有效抵御高動態(tài)運(yùn)動對機(jī)身結(jié)構(gòu)帶來的強(qiáng)交變載荷，成為新的技術(shù)挑戰(zhàn)。

因此，如何提供一種大軸距高動態(tài)四足機(jī)器人的整體式輕質(zhì)機(jī)架及其加工工藝是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種大軸距高動態(tài)四足機(jī)器人的整體式輕質(zhì)機(jī)架及其加工工藝，采用承載式機(jī)架結(jié)構(gòu)，有助于提升機(jī)器人整體的抗沖擊能力，綜合運(yùn)用分段焊接、機(jī)加工等工藝實(shí)現(xiàn)整體式輕質(zhì)機(jī)架表面精度高、質(zhì)量輕、負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種大軸距高動態(tài)四足機(jī)器人的整體式輕質(zhì)機(jī)架，包括：頭部、軀干、尾部；

所述頭部、軀干、尾部依次連接組成整體式輕質(zhì)機(jī)架，其結(jié)構(gòu)前后主體對稱、左右主體對稱；

所述頭部包括頭部桿件框架、肢體連接結(jié)構(gòu)；所述頭部桿件框架包括左側(cè)軸承座固定桿組、右側(cè)軸承座固定桿組、側(cè)擺板上固定桿、側(cè)擺板下固定桿；所述左側(cè)軸承座固定桿組包括左前軸承座固定桿、左后軸承座固定桿；所述右側(cè)軸承座固定桿組包括右前軸承座固定桿、右后軸承座固定桿；所述肢體連接結(jié)構(gòu)包括軸承座、腿足安裝桿；

所述尾部與頭部的結(jié)構(gòu)相同；

所述整體式輕質(zhì)機(jī)架由若干空心桿件組成；左側(cè)軸承座固定桿組和右側(cè)軸承座固定桿組的壁厚大于其余桿件的壁厚，以承受大負(fù)載和預(yù)留加工余量；所有桿件均通過焊接工藝和L型角座進(jìn)行固定連接。

優(yōu)選的，所述頭部的側(cè)擺板上固定桿的安裝面F_a1與側(cè)擺板下固定桿的安裝面F_a2共面；

安裝在同一側(cè)的腿足安裝桿的軸線位于同一水平線上，對稱安裝在機(jī)身兩側(cè)的若干腿足安裝桿的軸線位于同一水平面內(nèi)。

優(yōu)選的，所述整體式輕質(zhì)機(jī)架采用分段式加工，分別對頭部、軀干、尾部進(jìn)行預(yù)安裝、焊接、平面銑削和孔加工一系列工序，隨后通過電木治具、L型角座和長型扁鐵將三部分進(jìn)行安裝固定，最后焊接成一個整體。

優(yōu)選的，所述電木治具含有與所述空心桿件形狀相同的槽口，兩相鄰槽口之間的距離為槽距，用于約束相鄰桿件之間的距離和平行度關(guān)系；

所述L型角座，用于初步約束所述整體式輕質(zhì)機(jī)架中各桿件的位置關(guān)系；