專利名稱：一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)器人的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
機(jī)械行走機(jī)構(gòu)的研究一直以來是機(jī)器人研究的重點(diǎn)，機(jī)械行走機(jī)構(gòu)類型繁多，但仿型機(jī)械行走機(jī)構(gòu)一直是機(jī)器人機(jī)械行走機(jī)構(gòu)研究的主要方向，機(jī)械行走機(jī)構(gòu)的研究多是通過仿形研究，希望能和人腳一樣，通過多自由度的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)來達(dá)到有較強(qiáng)的行走能力的目的。但因仿形機(jī)械行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及的關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)復(fù)雜、腿部運(yùn)動(dòng)控制難度高，制造成本較高，制作難度和要求也較高。我們希望能通過機(jī)械行走機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化來設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)單有效的機(jī)器人機(jī)械行走機(jī)構(gòu)，使得機(jī)器人研究和應(yīng)用領(lǐng)域不斷發(fā)展，不斷出現(xiàn)新的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)方式，改變機(jī)械行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的思路?；诖耍绻苡幸豢罱Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，能比人腳更加靈活，能很好的彌補(bǔ)仿形機(jī)械行走機(jī)構(gòu)行走不穩(wěn)、轉(zhuǎn)向能力差的不足，也是機(jī)械行走機(jī)構(gòu)類型的豐富。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述技術(shù)現(xiàn)狀，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，能比人腳更加靈活，能很好的彌補(bǔ)仿形機(jī)械行走機(jī)構(gòu)行走不穩(wěn)、轉(zhuǎn)向能力差的不足的機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為—種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)，其中包括有行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)及全向輪，行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過聯(lián)軸器與全向輪傳動(dòng)連接；全向輪包括有輪盤和設(shè)置在輪盤上的至少一個(gè)滾子組成，輪盤與滾子旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)配合，滾子的軸心與輪盤的軸心垂直。為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括上述的聯(lián)軸器通過全向輪電機(jī)保持架與底盤連接。上述的全向輪有四個(gè)，呈十字形設(shè)置在底盤下方，相應(yīng)地，行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)、聯(lián)軸器及全向輪電機(jī)保持架也有四個(gè)。上述的全向輪電機(jī)保持架上部與底盤固定連接。上述的全向輪電機(jī)保持架下部伸出有兩個(gè)架腳，每個(gè)架腳上均設(shè)有與聯(lián)軸器外徑相適配的架腳環(huán)，聯(lián)軸器穿過架腳環(huán)并與架腳連接配合。上述的滾子等弧距設(shè)置在輪盤盤邊上。上述的滾子數(shù)量為七個(gè)至十個(gè)。上述的滾子數(shù)量為九個(gè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)，其中包括有行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)及全向輪，行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過聯(lián)軸器與全向輪傳動(dòng)連接；全向輪包括有輪盤和設(shè)置在輪盤上的至少一個(gè)滾子組成，輪盤與滾子旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)配合，滾子的軸心與輪盤的軸心垂直。本實(shí)用新型的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)可以用在軟指移物機(jī)器人上，軟指移物機(jī)器人主要實(shí)現(xiàn)異型面物體的抓取、升降和移動(dòng)，利用全向輪三自由度移動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的行動(dòng)控制，使機(jī)器人按要求平穩(wěn)的移動(dòng)到指定位置。動(dòng)力總體設(shè)計(jì)軟指移物機(jī)器人主要實(shí)現(xiàn)制定機(jī)器人在確定位置抓取物體，主要的動(dòng)作體現(xiàn)在機(jī)器人整體的位移和物體的抓取，其動(dòng)作包含了四個(gè)全向輪的兩對(duì)直線運(yùn)動(dòng)和四個(gè)全向輪的繞底盤中心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，機(jī)械臂的上下運(yùn)動(dòng)，抓取物體時(shí)的擠壓運(yùn)動(dòng)和乳膠套內(nèi)部真空抽取等。因動(dòng)作均是非關(guān)聯(lián)的，故在動(dòng)力分配上采取了獨(dú)立電機(jī)分配。四個(gè)全向輪分別由四個(gè)電機(jī)控制，大小臂根據(jù)自身受力和運(yùn)動(dòng)特征采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。軟指抓取物體時(shí)，軟指對(duì)物體的擠壓動(dòng)作用氣缸進(jìn)行控制。操控設(shè)計(jì)選擇1.整車的控制包括車輪電機(jī)的啟動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)；機(jī)器人手臂控制包括電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)。2.電機(jī)控制方式選擇由于線控的方式易于控制且有很好的穩(wěn)定性，具有受外界干擾少，成本低等優(yōu)點(diǎn)。3.遙控器的方式的選擇首先，我們考慮的是開關(guān)的選擇，我們考慮過三種開關(guān)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)，微動(dòng)開關(guān)和撥動(dòng)式開關(guān)。從按鈕的舒適度來講，點(diǎn)動(dòng)式開關(guān)按起來比較舒服，也比較靈活，所以我們選擇了點(diǎn)動(dòng)開關(guān)。電機(jī)控制設(shè)計(jì)全向輪電機(jī)控制由電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊Y-2389控制，模塊是由兩塊BTN7970B和LS244芯片組成，驅(qū)動(dòng)是由TTL電平，由五個(gè)端口電源+5VGND正轉(zhuǎn)INl反轉(zhuǎn)IN2使能en輸出Vcc和 GND, outl 和 out2 組成。工作原理利用全向輪三自由度移動(dòng)系統(tǒng)控制機(jī)器人在平面內(nèi)移動(dòng)，使機(jī)器人穩(wěn)定到達(dá)指定位置，來抓取和移動(dòng)物品。全向輪有四個(gè)，呈十字形設(shè)置在底盤下方，相應(yīng)地，行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)、聯(lián)軸器及全向輪電機(jī)保持架也有四個(gè)。輪盤與滾子旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)配合，滾子的軸心與輪盤的軸心垂直。每個(gè)行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制一個(gè)全向輪，一個(gè)全向輪又有兩種行走方式通過輪盤的前后運(yùn)動(dòng)以及通過滾子的左右運(yùn)動(dòng)。因此，在控制裝置的控制下，全向輪可以向任意方向隨意移動(dòng)，解決了仿形機(jī)械行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)復(fù)雜、腿部運(yùn)動(dòng)控制難度高的問題。移動(dòng)系統(tǒng)采用全向輪三自由度結(jié)構(gòu)，保證機(jī)器人在移動(dòng)過程中的穩(wěn)定性，也可以保證在物體抓取時(shí)，機(jī)器人在受到被抓物體反作用力的狀態(tài)下保持平衡。軟指移物機(jī)器人可以應(yīng)用與日常生活中，如玩具整理和收集、工具的抓取和移動(dòng)以及作為其他家庭裝備的輔助裝置。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。[0031]圖1至圖2所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。其中的附圖標(biāo)記為行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、全向輪2、輪盤21、滾子22、聯(lián)軸器3、全向輪電機(jī)保持架4、架腳41、架腳環(huán)42、底盤5。如圖1至圖2所示，本實(shí)用新型的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)，其中包括有行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)I及全向輪2，行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)I通過聯(lián)軸器3與全向輪2傳動(dòng)連接；全向輪2包括有輪盤21和設(shè)置在輪盤21上的至少一個(gè)滾子22組成，輪盤21與滾子22旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)配合，滾子22的軸心與輪盤21的軸心垂直。實(shí)施例中，聯(lián)軸器3通過全向輪電機(jī)保持架4與底盤5連接。實(shí)施例中，全向輪2有四個(gè)，呈十字形設(shè)置在底盤5下方，相應(yīng)地，行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、聯(lián)軸器3及全向輪電機(jī)保持架4也有四個(gè)。實(shí)施例中，全向輪電機(jī)保持架4上部與底盤5固定連接。實(shí)施例中，全向輪電機(jī)保持架4下部伸出有兩個(gè)架腳41，每個(gè)架腳41上均設(shè)有與聯(lián)軸器3外徑相適配的架腳環(huán)42，聯(lián)軸器3穿過架腳環(huán)42并與架腳41連接配合。實(shí)施例中，滾子22等弧距設(shè)置在輪盤21盤邊上。實(shí)施例中，滾子22數(shù)量為七個(gè)至十個(gè)。實(shí)施例中，滾子22數(shù)量為九個(gè)。本實(shí)用新型的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)可以用在軟指移物機(jī)器人上，軟指移物機(jī)器人主要實(shí)現(xiàn)異型面物體的抓取、升降和移動(dòng)，利用全向輪三自由度移動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的行動(dòng)控制，使機(jī)器人按要求平穩(wěn)的移動(dòng)到指定位置。動(dòng)力總體設(shè)計(jì)軟指移物機(jī)器人主要實(shí)現(xiàn)制定機(jī)器人在確定位置抓取物體，主要的動(dòng)作體現(xiàn)在機(jī)器人整體的位移和物體的抓取，其動(dòng)作包含了四個(gè)全向輪的兩對(duì)直線運(yùn)動(dòng)和四個(gè)全向輪的繞底盤中心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，機(jī)械臂的上下運(yùn)動(dòng)，抓取物體時(shí)的擠壓運(yùn)動(dòng)和乳膠套內(nèi)部真空抽取等。因動(dòng)作均是非關(guān)聯(lián)的，故在動(dòng)力分配上采取了獨(dú)立電機(jī)分配。四個(gè)全向輪分別由四個(gè)電機(jī)控制，大小臂根據(jù)自身受力和運(yùn)動(dòng)特征采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。軟指抓取物體時(shí)，軟指對(duì)物體的擠壓動(dòng)作用氣缸進(jìn)行控制。操控設(shè)計(jì)選擇1.整車的控制包括車輪電機(jī)的啟動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)；機(jī)器人手臂控制包括電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)。2.電機(jī)控制方式選擇由于線控的方式易于控制且有很好的穩(wěn)定性，具有受外界干擾少，成本低等優(yōu)點(diǎn)。3.遙控器的方式的選擇首先，我們考慮的是開關(guān)的選擇，我們考慮過三種開關(guān)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)，微動(dòng)開關(guān)和撥動(dòng)式開關(guān)。從按鈕的舒適度來講，點(diǎn)動(dòng)式開關(guān)按起來比較舒服，也比較靈活，所以我們選擇了點(diǎn)動(dòng)開關(guān)。電機(jī)控制設(shè)計(jì)全向輪電機(jī)控制由電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊Y-2389控制，模塊是由兩塊BTN7970B和LS244芯片組成，驅(qū)動(dòng)是由TTL電平，由五個(gè)端口電源+5VGND正轉(zhuǎn)INl反轉(zhuǎn)IN2使能en輸出Vcc和 GND, outl 和 out2 組成。[0052]工作原理利用全向輪三自由度移動(dòng)系統(tǒng)控制機(jī)器人在平面內(nèi)移動(dòng)，使機(jī)器人穩(wěn)定到達(dá)指定位置，來抓取和移動(dòng)物品。全向輪2有四個(gè)，呈十字形設(shè)置在底盤5下方，相應(yīng)地，行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、聯(lián)軸器3及全向輪電機(jī)保持架4也有四個(gè)。輪盤21與滾子22旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)配合，滾子22的軸心與輪盤21的軸心垂直。每個(gè)行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)I控制一個(gè)全向輪2，一個(gè)全向輪2又有兩種行走方式通過輪盤21的前后運(yùn)動(dòng)以及通過滾子22的左右運(yùn)動(dòng)。因此，在控制裝置的控制下，全向輪2可以向任意方向隨意移動(dòng)，解決了仿形機(jī)械行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)復(fù)雜、腿部運(yùn)動(dòng)控制難度高的問題。移動(dòng)系統(tǒng)采用全向輪三自由度結(jié)構(gòu)，保證機(jī)器人在移動(dòng)過程中的穩(wěn)定性，也可以保證在物體抓取時(shí)，機(jī)器人在受到被抓物體反作用力的狀態(tài)下保持平衡。軟指移物機(jī)器人可以應(yīng)用與日常生活中，如玩具整理和收集、工具的抓取和移動(dòng)以及作為其他家庭裝備的輔助裝置。本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例已被闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員做出的各種變化或改型都不會(huì)脫離本實(shí)用新型的范圍。
權(quán)利要求1.一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)，其特征是包括有行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)(I)及全向輪(2)，所述的行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)(I)通過聯(lián)軸器(3)與全向輪(2)傳動(dòng)連接；所述的全向輪(2)包括有輪盤(21)和設(shè)置在輪盤(21)上的至少一個(gè)滾子(22)組成，所述的輪盤(21)與滾子(22)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)配合，所述的滾子(22)的軸心與輪盤(21)的軸心垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)，其特征是所述的聯(lián)軸器(3)通過全向輪電機(jī)保持架⑷與底盤(5)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)，其特征是所述的全向輪(2)有四個(gè)，呈十字形設(shè)置在底盤(5)下方，相應(yīng)地，所述的行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)(I)、聯(lián)軸器(3)及全向輪電機(jī)保持架⑷也有四個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)，其特征是所述的全向輪電機(jī)保持架(4)上部與所述的底盤(5)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)，其特征是所述的全向輪電機(jī)保持架(4)下部伸出有兩個(gè)架腳(41)，所述的每個(gè)架腳(41)上均設(shè)有與聯(lián)軸器(3)外徑相適配的架腳環(huán)(42)，所述的聯(lián)軸器(3)穿過架腳環(huán)(42)并與所述的架腳(41)連接配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)，其特征是所述的滾子(22)等弧距設(shè)置在輪盤(21)盤邊上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)，其特征是所述的滾子(22)數(shù)量為七個(gè)至十個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)，其特征是所述的滾子(22)數(shù)量為九個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)，其中包括有行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)及全向輪，行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過聯(lián)軸器與全向輪傳動(dòng)連接；全向輪包括有輪盤和設(shè)置在輪盤上的至少一個(gè)滾子組成，輪盤與滾子旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)配合，滾子的軸心與輪盤的軸心垂直。本實(shí)用新型的一種機(jī)器人用行走機(jī)構(gòu)可以用在軟指移物機(jī)器人上，利用全向輪三自由度移動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的行動(dòng)控制，使機(jī)器人按要求平穩(wěn)的移動(dòng)到指定位置。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，能比人腳更加靈活，能很好的彌補(bǔ)仿形機(jī)械行走機(jī)構(gòu)行走不穩(wěn)、轉(zhuǎn)向能力差的不足的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B62D57/02GK202896722SQ20122064290
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者崔海, 陳罡, 沈博侃, 張淑敏, 張必彩, 陳杰 申請(qǐng)人:浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院