可鉆壁的機(jī)械腿和基于該腿的機(jī)器人及其工作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種可鉆壁的機(jī)械腿和基于該腿的機(jī)器人及其工作方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，足式機(jī)器人越來越廣泛地被用于危險(xiǎn)環(huán)境下輔助搜救和未知環(huán)境探測等，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)作用和科研價(jià)值。例如在煤礦坍塌、地震廢墟和一系列危險(xiǎn)環(huán)境中，足式機(jī)器人就可以安全高效地代替人類去工作。但是，由于一些足式機(jī)器人無清障功能或雖然具有清障功能但設(shè)有額外的清障裝置導(dǎo)致其體積過大，從而無法在狹小的空間中工作，這樣它們就失去了救援探測的意義。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種可鉆壁的機(jī)械腿和基于該腿的機(jī)器人及其工作方法，解決了現(xiàn)有足式機(jī)器人無清障功能或具有清障功能但體積過大技術(shù)中存在的問題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，一種可鉆壁的機(jī)械腿，其特征在于，包括腳底板，腳底板上設(shè)置有矩形連接件，矩形連接件內(nèi)設(shè)置有能夠伸出腳底板的絲杠鉆頭，絲杠鉆頭通過絲杠電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形連接件頂部設(shè)置有若干首尾相連的機(jī)械擺動(dòng)裝置；
[0005]所述機(jī)械擺動(dòng)裝置包括U型連接件，U型連接件上設(shè)置有兩個(gè)舵盤，兩個(gè)舵盤通過舵機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，舵機(jī)通過L型結(jié)構(gòu)件與相鄰的機(jī)械擺動(dòng)裝置的U型連接件連接；
[0006]所述矩形連接件頂部與末端的機(jī)械擺動(dòng)裝置的舵機(jī)相連接，首端的機(jī)械擺動(dòng)裝置的U型連接件上設(shè)置有能夠帶動(dòng)機(jī)械擺動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)，伺服電機(jī)通過U型結(jié)構(gòu)件固定在第一 U型連接件上，第一 U型連接件上設(shè)置有兩個(gè)舵盤。
[0007]所述的機(jī)械擺動(dòng)裝置具有三個(gè)。
[0008]所述的腳底板的邊緣具有鋸齒形齒刃。
[0009]—種基于可鉆壁的機(jī)械腿的機(jī)器人，包括本體，本體上設(shè)置有若干機(jī)械腿，機(jī)械腿的第一 U型連接件與本體連接，第一 U型連接件上的舵盤通過第一舵機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]所述本體為矩形，本體上設(shè)置有四個(gè)機(jī)械腿，四個(gè)機(jī)械腿分別設(shè)置在本體的四個(gè)角上。
[0011]—種基于可鉆壁的機(jī)械腿的機(jī)器人的工作方法，工作時(shí)遇到障礙后，舵機(jī)控制腳底板抬起，絲杠電機(jī)帶動(dòng)絲杠鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，使絲杠鉆頭從腳底板中伸出后，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)矩形連接件轉(zhuǎn)動(dòng)，使絲杠鉆頭鉆削障礙物。
[0012]所述伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)矩形連接件轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使具有鋸齒形齒刃的腳底板旋轉(zhuǎn)，切割障礙物。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中可鉆壁的機(jī)械腿上具有能夠伸縮的絲杠鉆頭，在需要對障礙物進(jìn)行鉆削時(shí)，伺服電機(jī)能夠帶動(dòng)絲杠鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到鉆削的工作方式，清障裝置與腿結(jié)構(gòu)一體化，不需要單獨(dú)加工，集成度高，使用方便。
[0014]進(jìn)一步的，本發(fā)明腳底板的邊緣具有鋸齒形齒刃，在需要對障礙物進(jìn)行切割時(shí)，伺服電機(jī)能夠帶動(dòng)腳底板轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)切割的工作方式。
[0015]本發(fā)明中基于可鉆壁的機(jī)械腿的機(jī)器人，能夠通過在本體上設(shè)置的若干機(jī)械腿，在行走過程中可萬向移動(dòng)，無需轉(zhuǎn)彎，靈活自如，遇到障礙時(shí)，伺服電機(jī)能夠帶動(dòng)絲杠鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到鉆削的工作方式，本機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)小，可適應(yīng)狹小空間環(huán)境，對探測救援具有十分重要的作用。
[0016]本發(fā)明中基于可鉆壁的機(jī)械腿的機(jī)器人的工作方法，在行走過程中遇到障礙時(shí)，可通過絲杠電機(jī)和伺服電機(jī)的配合，使絲杠鉆頭鉆削障礙物，掃除障礙順利前行，工作方法簡單可行。
【【附圖說明】】
[0017]圖1為本發(fā)明可鉆壁的機(jī)械腿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明基于可鉆壁的機(jī)械腿的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明絲矩形連接件內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明可鉆壁的機(jī)械腿的工作狀態(tài)示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0022]參見圖1、圖3和圖4，一種可鉆壁的機(jī)械腿，其特征在于，包括腳底板10，腳底板10的邊緣具有鋸齒形齒刃，腳底板10上設(shè)置有矩形連接件7，矩形連接件7內(nèi)設(shè)置有能夠伸出腳底板10的絲杠鉆頭9，絲杠鉆頭9通過絲杠電機(jī)8驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形連接件7頂部設(shè)置有若干首尾相連的機(jī)械擺動(dòng)裝置；
[0023]機(jī)械擺動(dòng)裝置包括U型連接件2，U型連接件上設(shè)置有兩個(gè)舵盤I，兩個(gè)舵盤I通過舵機(jī)5驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，舵機(jī)5通過L型結(jié)構(gòu)件6與相鄰的機(jī)械擺動(dòng)裝置的U型連接件2連接；
[0024]矩形連接件7頂部與末端的機(jī)械擺動(dòng)裝置的舵機(jī)5相連接，首端的機(jī)械擺動(dòng)裝置的U型連接件2上設(shè)置有能夠帶動(dòng)機(jī)械擺動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)4，伺服電機(jī)4通過U型結(jié)構(gòu)件3固定在第一 U型連接件2-1上，第一 U型連接件2-1上設(shè)置有兩個(gè)舵盤I。
[0025]參見圖2，一種基于可鉆壁的機(jī)械腿的機(jī)器人，包括本體11，本體11上設(shè)置有若干機(jī)械腿，機(jī)械腿的第一 U型連接件2-1與本體11連接，第一 U型連接件2-1上的舵盤I通過第一舵機(jī)5-1驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0026]—種基于可鉆壁的機(jī)械腿的機(jī)器人的工作方法，工作時(shí)遇到障礙后，舵機(jī)5控制腳底板10抬起，絲杠電機(jī)8帶動(dòng)絲杠鉆頭9轉(zhuǎn)動(dòng)，使絲杠鉆頭9從腳底板10中伸出后，伺服電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)矩形連接件7轉(zhuǎn)動(dòng)，使絲杠鉆頭9鉆削障礙物，伺服電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)矩形連接件7轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使具有鋸齒形齒刃的腳底板10旋轉(zhuǎn)，切割障礙物。
[0027]實(shí)施例:
[0028]參見圖1、圖2、圖3和圖4，基于可鉆壁的機(jī)械腿的機(jī)器人的本體11為矩形，本體11上設(shè)置有四個(gè)機(jī)械腿，四個(gè)機(jī)械腿分別設(shè)置在本體11的四個(gè)角上，每條機(jī)械腿上的機(jī)械擺動(dòng)裝置具有三個(gè)；
[0029]每條機(jī)械腿均包括固定在本體11上的第一 U型連接件，第一 U型連接件通過U型結(jié)構(gòu)件3固定伺服電機(jī)4，伺服電機(jī)4連接能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的第二 U型連接件2-2，第二 U型連接件2-2內(nèi)設(shè)置有舵盤，第二舵機(jī)5-2能夠通過舵盤控制第二 U型連接件2-2轉(zhuǎn)動(dòng)，第二舵機(jī)5-2通過第一 L型結(jié)構(gòu)件6-1固定在第三U型連接件2-3上，第三U型連接件2_3內(nèi)設(shè)置有舵盤，第二舵機(jī)5-3能夠通過舵盤控制第三U型連接件2-3轉(zhuǎn)動(dòng)，第三U型連接件2-3通過第二 L型結(jié)構(gòu)件6-2固定在第四U型連接件2-4上，第四U型連接件2-4內(nèi)設(shè)置有舵盤，第三舵機(jī)5-4能夠通過舵盤控制第四U型連接件2-4轉(zhuǎn)動(dòng)，第三舵機(jī)5-4固定在矩形連接件7上，矩形連接件7內(nèi)設(shè)置有能夠伸出腳底板10的絲杠鉆頭9，絲杠鉆頭9通過絲杠電機(jī)8驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形連接件7與腳底板10相連接，腳底板10的邊緣具有鋸齒形齒刃。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可鉆壁的機(jī)械腿，其特征在于，包括腳底板(10)，腳底板(10)上設(shè)置有矩形連接件(7)，矩形連接件(7)內(nèi)設(shè)置有能夠伸出腳底板(10)的絲杠鉆頭(9)，絲杠鉆頭(9)通過絲杠電機(jī)(8)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形連接件(7)頂部設(shè)置有若干首尾相連的機(jī)械擺動(dòng)裝置； 所述機(jī)械擺動(dòng)裝置包括U型連接件(2)，U型連接件上設(shè)置有兩個(gè)舵盤(I)，兩個(gè)舵盤(I)通過舵機(jī)(5)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，舵機(jī)(5)通過L型結(jié)構(gòu)件(6)與相鄰的機(jī)械擺動(dòng)裝置的U型連接件⑵連接； 所述矩形連接件(7)頂部與末端的機(jī)械擺動(dòng)裝置的舵機(jī)(5)相連接，首端的機(jī)械擺動(dòng)裝置的U型連接件(2)上設(shè)置有能夠帶動(dòng)機(jī)械擺動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)(4)，伺服電機(jī)(4)通過U型結(jié)構(gòu)件(3)固定在第一 U型連接件(2-1)上，第一 U型連接件(2-1)上設(shè)置有兩個(gè)舵盤(I)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可鉆壁的機(jī)械腿，其特征在于，所述的機(jī)械擺動(dòng)裝置具有三個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可鉆壁的機(jī)械腿，其特征在于，所述的腳底板(10)的邊緣具有鋸齒形齒刃。4.基于權(quán)利要求1所述的一種可鉆壁的機(jī)械腿的機(jī)器人，其特征在于，包括本體(11)，本體(11)上設(shè)置有若干機(jī)械腿，機(jī)械腿的第一 U型連接件(2-1)與本體(11)連接，第一 U型連接件(2-1)上的舵盤(I)通過第一舵機(jī)(5-1)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于可鉆壁的機(jī)械腿的機(jī)器人，其特征在于，所述本體(II)為矩形，本體(11)上設(shè)置有四個(gè)機(jī)械腿，四個(gè)機(jī)械腿分別設(shè)置在本體(11)的四個(gè)角上。6.權(quán)利要求4所述的一種基于可鉆壁的機(jī)械腿的機(jī)器人的工作方法，其特征在于，工作時(shí)遇到障礙后，舵機(jī)(5)控制腳底板(10)抬起，絲杠電機(jī)⑶帶動(dòng)絲杠鉆頭(9)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)絲杠鉆頭(9)從腳底板(10)中伸出后，伺服電機(jī)⑷轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)矩形連接件(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，使絲杠鉆頭(9)鉆削障礙物。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于可鉆壁的機(jī)械腿的機(jī)器人的工作方法，其特征在于，所述伺服電機(jī)(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)矩形連接件(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使具有鋸齒形齒刃的腳底板(10)旋轉(zhuǎn)，切割障礙物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可鉆壁的機(jī)械腿和基于該腿的機(jī)器人及其工作方法，包括本體，本體上設(shè)置有若干機(jī)械腿，機(jī)械腿的第一U型連接件與本體連接，第一U型連接件上的舵盤通過第一舵機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械腿包括腳底板，腳底板上設(shè)置有矩形連接件，矩形連接件內(nèi)設(shè)置有能夠伸出腳底板的絲杠鉆頭，絲杠鉆頭通過絲杠電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形連接件頂部設(shè)置有若干首尾相連的機(jī)械擺動(dòng)裝置；在行走過程中可萬向移動(dòng)，無需轉(zhuǎn)彎，靈活自如，在需要對障礙物進(jìn)行鉆削時(shí)，伺服電機(jī)能夠帶動(dòng)絲杠鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到鉆削的工作方式，清障裝置與腿結(jié)構(gòu)一體化，不需要單獨(dú)加工，集成度高，使用方便。
【IPC分類】B62D57/032
【公開號】CN105109574
【申請?zhí)枴緾N201510570565
【發(fā)明人】王雄, 高海艷, 楊旭博, 王憨鷹, 吳國亮
【申請人】榆林學(xué)院
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月9日