一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機器人領(lǐng)域，具體涉及一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]大多數(shù)輪腿式機器人主要采用主動輪式結(jié)構(gòu)，通過電機直接驅(qū)動車輪，并配合腿部的運動實現(xiàn)機器人的前進、后退、轉(zhuǎn)彎等動作，這種結(jié)構(gòu)形式會使得機器人腿部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制自由度較多，不利于機器人運動和控制的實現(xiàn)。
[0003]從動輪式輪腿機器人通過調(diào)整腿部位姿，實現(xiàn)從動輪法向平面與機器人縱向?qū)ΨQ面夾角的調(diào)節(jié)而獲得前進動力，由于不需要在末端的從動滾輪安裝驅(qū)動電機，可以有效簡化機器人輪子部分結(jié)構(gòu)設(shè)計，僅需控制少量自由度實現(xiàn)機器人的運動。
[0004]目前，關(guān)于采用從動輪的龍形車式輪腿機器人的研究，已有通過運用倒立擺等機構(gòu)模擬人體重心的改變使機器人獲得前進動力，盡管如此，對于此類僅需控制少量自由度，并且結(jié)構(gòu)簡單的從動輪式輪腿機器人的研究還不多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對【背景技術(shù)】中現(xiàn)有從動輪式機器人技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的是提供一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機器人，屬于從動輪式機器人的一種，同樣具有控制自由度少的特點。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機器人，包括一對后輪、一個前輪、車體、傳動機構(gòu)、驅(qū)動電機和A形擺臂；所述前輪通過前輪架與車體旋轉(zhuǎn)連接；所述A形擺臂水平設(shè)置，A形擺臂頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與傳動機構(gòu)連接，所述傳動機構(gòu)與驅(qū)動電機相連；所述一對后輪通過一對后輪架與A形擺臂的兩條擺臂旋轉(zhuǎn)連接；所述后輪架與擺臂的旋轉(zhuǎn)軸的軸心線與豎直方向成一傾角；用驅(qū)動電機驅(qū)動所述傳動機構(gòu)帶動所述A形擺臂左右擺動，從而驅(qū)動龍行車式機器人前進。
[0007]進一步地，還包括轉(zhuǎn)向電機，所述轉(zhuǎn)向電機連接前輪架，用以控制所述前輪的行進方向。
[0008]進一步地，所述A形擺臂的兩條擺臂的張角為α度，A形擺臂的擺動幅度在土 α/2以內(nèi)，α角范圍為40~90度。
[0009]進一步地，所述前輪為后偏置輪，當(dāng)所述后輪無法提供動力時，由前輪提供動力。
[0010]進一步地，所述傳動機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，所述曲柄搖桿機構(gòu)包括連桿、曲柄、曲柄軸；所述A形擺臂的頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與連桿鉸鏈連接，所述連桿與曲柄鉸鏈連接，所述曲柄通過車體與曲柄軸固定連接。
[0011]進一步地，所述傳動機構(gòu)為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，所述擺動導(dǎo)桿機構(gòu)包括曲柄、導(dǎo)桿、滑塊；所述的曲柄一端通過車體與驅(qū)動電機固定連接，另一端與滑塊鉸鏈連接，所述滑塊與導(dǎo)桿滑動連接，所述導(dǎo)桿安裝在A形擺臂上，所述A形擺臂的頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接。
[0012]本發(fā)明的工作原理如下:
本發(fā)明通過電機間接驅(qū)動A形擺臂的左右擺動，當(dāng)擺臂擺動時使后輪偏離平衡位置，使其繞軸線偏轉(zhuǎn)一定角度，由于安裝輪子軸線與豎著方向存在傾角會使輪子有回到平衡狀態(tài)的趨勢，此兩者的作用產(chǎn)生了輪子前進時所需要的靜摩擦力。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實質(zhì)性特點和顯著的優(yōu)點:
本發(fā)明通過電機間接驅(qū)動A形擺臂的左右擺動，實現(xiàn)一種新的從動輪式機器人的運動形式。本發(fā)明作為一種新的機器人運動形式，屬于從動輪式機器人，其具有控制自由度少，機構(gòu)簡單的特點；此外，本發(fā)明通過擺臂的變化以調(diào)節(jié)從動輪擺動從而獲得前進動力。本發(fā)明的機器人有很強的趣味性，可用于娛樂表演，也可以作為非完整系統(tǒng)相關(guān)理論研究的驗證平臺。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的實施例1的一種基于曲柄搖桿機構(gòu)的龍行車式機器人的立體示意圖。
[0015]圖2是圖1的斜仰視立體示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的實施例2的一種基于曲柄搖桿機構(gòu)的龍行車式機器人的立體示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。
[0018]實施例1
如圖1、圖2所示，一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機器人，包括一對后輪3、A形擺臂4、前輪7、驅(qū)動電機14、車體15和傳動機構(gòu)；所述前輪7通過前輪架8與車體15旋轉(zhuǎn)連接；所述A形擺臂4水平設(shè)置，A形擺臂4頭部與車體15旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與傳動機構(gòu)連接，所述傳動機構(gòu)與驅(qū)動電機14相連；所述一對后輪3通過一對后輪架2與A形擺臂4的兩條擺臂旋轉(zhuǎn)連接；所述后輪架2與擺臂的旋轉(zhuǎn)軸I的軸心線與豎直方向成一傾角；用驅(qū)動電機14驅(qū)動所述傳動機構(gòu)帶動所述A形擺臂4左右擺動，從而驅(qū)動龍行車式機器人前進。
[0019]進一步的還包括轉(zhuǎn)向電機11，所述轉(zhuǎn)向電機11連接前輪架8，用以控制所述前輪7的行進方向。
[0020]所述A形擺臂4的兩條擺臂的張角為α度，A形擺臂4的擺動幅度在土 α /2以內(nèi)，α角范圍為40~90度。本實施例中α為80度。
[0021]所述前輪7為后偏置輪，當(dāng)所述后輪3無法提供動力時，由前輪7提供動力。
[0022]所述傳動機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，所述曲柄搖桿機構(gòu)包括連桿5、曲柄6、曲柄軸12 ;所述A形擺臂4的頭部與車體15旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與連桿5鉸鏈連接，所述連桿5與曲柄6鉸鏈連接，所述曲柄6通過車體15與曲柄軸12固定連接。
[0023]實施例2
如圖3所示，本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于，所述傳動機構(gòu)為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，所述擺動導(dǎo)桿機構(gòu)包括曲柄6、滑塊16、導(dǎo)桿17 ;所述的曲柄6 —端通過車體15與驅(qū)動電機14固定連接，另一端與滑塊16鉸鏈連接，所述滑塊16與導(dǎo)桿17滑動連接，所述導(dǎo)桿17安裝在A形擺臂4上，所述A形擺臂4的頭部與車體15旋轉(zhuǎn)連接。
【主權(quán)項】
1.一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機器人，其特征在于，包括一對后輪、一個前輪、車體、傳動機構(gòu)、驅(qū)動電機和A形擺臂；所述前輪通過前輪架與車體旋轉(zhuǎn)連接；所述A形擺臂水平設(shè)置，A形擺臂頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與傳動機構(gòu)連接，所述傳動機構(gòu)與驅(qū)動電機相連；所述一對后輪通過一對后輪架與A形擺臂的兩條擺臂旋轉(zhuǎn)連接；所述后輪架與擺臂的旋轉(zhuǎn)軸的軸心線與豎直方向成一傾角；用驅(qū)動電機驅(qū)動所述傳動機構(gòu)帶動所述A形擺臂左右擺動，從而驅(qū)動龍行車式機器人前進。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機器人，其特征在于，還包括轉(zhuǎn)向電機，所述轉(zhuǎn)向電機連接前輪架，用以控制所述前輪的行進方向。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機器人，其特征在于，所述A形擺臂的兩條擺臂的張角為α度，A形擺臂的擺動幅度在±α/2以內(nèi)，α角范圍為40~90度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機器人，其特征在于，所述前輪為后偏置輪，當(dāng)所述后輪無法提供動力時，由前輪提供動力。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機器人，其特征在于，所述傳動機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，所述曲柄搖桿機構(gòu)包括連桿、曲柄、曲柄軸；所述A形擺臂的頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與連桿鉸鏈連接，所述連桿與曲柄鉸鏈連接，所述曲柄通過車體與曲柄軸固定連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機器人，其特征在于，所述傳動機構(gòu)為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，所述擺動導(dǎo)桿機構(gòu)包括曲柄、導(dǎo)桿、滑塊；所述的曲柄一端通過車體與驅(qū)動電機固定連接，另一端與滑塊鉸鏈連接，所述滑塊與導(dǎo)桿滑動連接，所述導(dǎo)桿安裝在A形擺臂上，所述A形擺臂的頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于曲柄調(diào)節(jié)擺臂的龍行車式機器人，包括一對后輪、一個前輪、車體、傳動機構(gòu)、驅(qū)動電機和A形擺臂；所述前輪通過前輪架與車體旋轉(zhuǎn)連接；所述A形擺臂水平設(shè)置，A形擺臂頭部與車體旋轉(zhuǎn)連接，其尾部的一字橫梁與傳動機構(gòu)連接，所述傳動機構(gòu)與驅(qū)動電機相連；所述一對后輪通過一對后輪架與A形擺臂的兩條擺臂旋轉(zhuǎn)連接；所述后輪架與擺臂的旋轉(zhuǎn)軸的軸心線與豎直方向成一傾角；用驅(qū)動電機驅(qū)動所述傳動機構(gòu)帶動所述A形擺臂左右擺動，從而驅(qū)動龍行車式機器人前進。本發(fā)明屬于從動輪式機器人，其具有控制自由度少，機構(gòu)簡單的特點。本發(fā)明的機器人有很強的趣味性，可用于娛樂表演，也可以作為非完整系統(tǒng)相關(guān)理論研究的驗證平臺。
【IPC分類】B62D57/02
【公開號】CN105015638
【申請?zhí)枴緾N201510395970
【發(fā)明人】徐子力, 盧松, 黃智洪, 楊文俊, 李林
【申請人】上海大學(xué)
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月8日