雙足行走機(jī)器人及其重心調(diào)節(jié)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及雙足行走機(jī)器人及其重心調(diào)節(jié)裝置。用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置包括動力件、轉(zhuǎn)動軸、基座、配重件，所述基座安裝在所述機(jī)器人的腰部，所述動力件安裝在基座上，所述轉(zhuǎn)動軸穿設(shè)在所述配重件上，所述轉(zhuǎn)動軸接收動力件的動力進(jìn)行轉(zhuǎn)動并帶動所述配重件沿轉(zhuǎn)動軸的軸線運(yùn)動。本實(shí)用新型的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置能起到以下有益技術(shù)效果：能以較簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)，從而保證機(jī)器人穩(wěn)定行走。
【專利說明】
雙足行走機(jī)器人及其重心調(diào)節(jié)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置、以及包括該重心調(diào)節(jié)裝置的雙足行走機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]如何實(shí)現(xiàn)雙足行走機(jī)器人的穩(wěn)定行走一直是雙足行走機(jī)器人的運(yùn)動難題，因?yàn)殡p足行走機(jī)器人在行走過程中，支撐腳與地面之間是單向的、未驅(qū)動的。如果不能有效控制，很容易發(fā)生機(jī)器人繞其支撐腳邊緣傾倒的情況。1972年南斯拉夫?qū)W者Vukobratovic博士提出的ZMP(Zero Movement Point)控制方法被作為仿人機(jī)器人的動態(tài)穩(wěn)定控制的基本準(zhǔn)則。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)提出了一種基于逆動力學(xué)模型的自適應(yīng)PID控制器的設(shè)計方法，該方法是通過復(fù)雜的控制和算法實(shí)現(xiàn)，其控制和算法復(fù)雜，對于受地面約束的仿人機(jī)器人，該方法不能實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定控制。
[0004]現(xiàn)有論文 “Inverse Dynamics Control with Floating Base and Constraints，，提出了一種使用逆動力學(xué)控制器來控制仿人機(jī)器人穩(wěn)定行走的方法，但該方法是通過優(yōu)化關(guān)節(jié)力矩來控制穩(wěn)定行走，并不一定能滿足ZMP等地面約束，從而不能保證機(jī)器人穩(wěn)定行走。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的一個目的在于，提供一種用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置，其能以較簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)，從而保證機(jī)器人穩(wěn)定行走。
[0006]本實(shí)用新型的以上目的通過一種用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置來實(shí)現(xiàn)，該用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置包括動力件、轉(zhuǎn)動軸、基座、配重件，所述基座安裝在所述機(jī)器人的腰部，所述動力件安裝在基座上，所述轉(zhuǎn)動軸穿設(shè)在所述配重件上，所述轉(zhuǎn)動軸接收動力件的動力進(jìn)行轉(zhuǎn)動并帶動所述配重件沿轉(zhuǎn)動軸的軸線運(yùn)動。
[0007]根據(jù)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置能起到以下有益技術(shù)效果:能以較簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)，從而保證機(jī)器人穩(wěn)定行走。其中，轉(zhuǎn)動軸接收動力件的動力進(jìn)行轉(zhuǎn)動并帶動配重件沿轉(zhuǎn)動軸的軸線運(yùn)動，從而使得整個雙足行走機(jī)器人的重心能夠在左右方向上有所變化，以達(dá)到調(diào)節(jié)重心的目的。
[0008]較佳的是，所述基座上設(shè)有一個以上的導(dǎo)軌軸，所述導(dǎo)軌軸穿設(shè)在所述配重件上引導(dǎo)所述配重件沿轉(zhuǎn)動軸的軸線運(yùn)動。
[0009]較佳的是，所述導(dǎo)軌軸的數(shù)量為兩個，且兩個所述導(dǎo)軌軸在所述基座上以轉(zhuǎn)動軸為中心線對稱設(shè)置。
[0010]較佳的是，所述轉(zhuǎn)動軸為絲杠，所述絲杠上設(shè)有與其嚙合的螺母，所述螺母連接至所述配重件。
[0011]較佳的是，所述配重件為電池連接塊，所述電池連接塊上安裝有電池。
[0012]較佳的是，所述電池連接塊上設(shè)置有用于固定所述電池的電池固定架。
[0013]較佳的是，所述配重件上設(shè)有與導(dǎo)軌軸數(shù)量相等的導(dǎo)軌軸通孔，所述導(dǎo)軌軸插入所述導(dǎo)軌軸通孔內(nèi)。
[0014]較佳的是，所述配重件上設(shè)有轉(zhuǎn)動軸通孔，所述轉(zhuǎn)動軸插入所述轉(zhuǎn)動軸通孔內(nèi)。
[0015]較佳的是，所述動力件為電機(jī);所述轉(zhuǎn)動軸的兩端均通過軸承安裝在基座上。
[0016]本實(shí)用新型的另一目的在于，提供一種雙足行走機(jī)器人，其能保證機(jī)器人穩(wěn)定行走。
[0017]本實(shí)用新型的以上目的通過一種雙足行走機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)，該雙足行走機(jī)器人包括如前所述的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置。
[0018]根據(jù)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的雙足行走機(jī)器人能起到以下有益技術(shù)效果:能以較簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)，從而保證機(jī)器人穩(wěn)定行走。其中，轉(zhuǎn)動軸接收動力件的動力進(jìn)行轉(zhuǎn)動并帶動配重件沿轉(zhuǎn)動軸的軸線運(yùn)動，從而使得整個雙足行走機(jī)器人的重心能夠在左右方向上有所變化，以達(dá)到調(diào)節(jié)重心的目的。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的雙足行走機(jī)器人的整體示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置的主視圖；
[0021]圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置的立體圖；
[0022]圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置中的電池連接塊的立體圖。
[0023]附圖標(biāo)記為:
[0024]1、動力件；
[0025]2、聯(lián)軸器；
[0026]3、轉(zhuǎn)動軸；
[0027]4、基座；
[0028]5、螺母；
[0029]6、配重件；
[0030]7、電池；
[0031]8、軸承；
[0032]9、電池固定架；
[0033]41、導(dǎo)軌軸；
[0034]61、導(dǎo)軌軸通孔；
[0035]62、轉(zhuǎn)動軸通孔；
[0036]63、螺栓孔；
[0037]100、重心調(diào)節(jié)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0039]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的雙足行走機(jī)器人的整體示意圖。圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置的主視圖。圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置的立體圖。圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置中的電池連接塊的立體圖。
[0040]根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施方式，如圖1-3所示，用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置100包括動力件1、轉(zhuǎn)動軸3、基座4、配重件6，基座4安裝在機(jī)器人的腰部，動力件I安裝在基座4上，轉(zhuǎn)動軸3穿設(shè)在配重件6上，轉(zhuǎn)動軸3接收動力件I的動力進(jìn)行轉(zhuǎn)動并帶動配重件6沿轉(zhuǎn)動軸3的軸線運(yùn)動。
[0041]這樣，能以較簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)，從而保證機(jī)器人穩(wěn)定行走。其中，動力件接收外部的控制信號進(jìn)行轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸接收動力件的動力進(jìn)行轉(zhuǎn)動并帶動配重件沿轉(zhuǎn)動軸的軸線運(yùn)動，從而使得整個雙足行走機(jī)器人的重心能夠在左右方向上有所變化，以達(dá)到調(diào)節(jié)重心的目的。
[0042]較佳的是，基座4上設(shè)有一個以上的導(dǎo)軌軸41(如圖3所示)，導(dǎo)軌軸41穿設(shè)在配重件6上引導(dǎo)配重件6沿轉(zhuǎn)動軸3的軸線運(yùn)動。
[0043]較佳的是，導(dǎo)軌軸41的數(shù)量為兩個(如圖3所示)，且兩個導(dǎo)軌軸41在基座4上以轉(zhuǎn)動軸3為中心線對稱設(shè)置。
[0044]較佳的是，轉(zhuǎn)動軸3為絲杠，絲杠上設(shè)有與其嚙合的螺母5，螺母5連接至配重件6(如圖2和3所示)。
[0045]這樣，轉(zhuǎn)動軸(絲杠)接收動力件的動力進(jìn)行轉(zhuǎn)動，由于螺母與絲杠嚙合，從而使得固定在螺母上的配重件在基座上沿轉(zhuǎn)動軸的軸線直線移動，從而改變了該裝置的重心，從而使得整個雙足行走機(jī)器人的重心能夠在左右方向上有所變化，以達(dá)到調(diào)節(jié)重心的目的。
[0046]較佳的是，配重件6為電池連接塊，電池連接塊上安裝有電池7(如圖2和3所示)。
[0047]這樣，本實(shí)用新型的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置充分利用雙足行走機(jī)器人原有電池作為重心調(diào)節(jié)配重，避免增加額外配重，節(jié)省了雙足行走機(jī)器人的內(nèi)部空間，并降低了雙足行走機(jī)器人的行走能耗。
[0048]較佳的是，電池連接塊上設(shè)置有用于固定電池7的電池固定架9(如圖2和3所示)。
[0049]這樣，電池與電池連接塊之間的固定更加穩(wěn)定可靠。
[0050]較佳的是，配重件6上設(shè)有與導(dǎo)軌軸41數(shù)量相等的導(dǎo)軌軸通孔61(如圖4所示)，導(dǎo)軌軸41插入導(dǎo)軌軸通孔61內(nèi)。
[0051]這樣，配重件得到導(dǎo)軌軸的有效支承，保證配重件沿著基座上的導(dǎo)軌軸沿直線穩(wěn)定可靠地移動。
[0052]較佳的是，配重件6上設(shè)有轉(zhuǎn)動軸通孔62(如圖4所示)，轉(zhuǎn)動軸3插入轉(zhuǎn)動軸通孔62內(nèi)。
[0053]這樣，進(jìn)一步保證配重件沿著基座上的導(dǎo)軌軸沿直線穩(wěn)定可靠地移動。
[0054]較佳的是，動力件I為電機(jī);轉(zhuǎn)動軸3的兩端均通過軸承8安裝在基座4上(如圖2和3所示)。
[0055]這樣，選取電機(jī)作為動力件的較佳形式;轉(zhuǎn)動軸得到軸承的有效支承，進(jìn)一步保證配重件沿轉(zhuǎn)動軸的軸線穩(wěn)定可靠地移動。
[0056]較佳的是，用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置100還包括聯(lián)軸器2(如圖2和3所示)，聯(lián)軸器2的一端(例如，圖2中的右端)連接至動力件I的輸出端，聯(lián)軸器2的另一端(例如，圖2中的左端)連接至轉(zhuǎn)動軸3。
[0057]較佳的是，電池固定架9上設(shè)有螺紋孔(未示出)，配重件6上設(shè)有螺栓孔63(例如，如圖4所示，設(shè)有四個螺栓孔63)，電池固定架9通過擰入螺栓孔63和螺紋孔的螺栓而固定于配重件6。
[0058]當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型公開內(nèi)容的基礎(chǔ)上可以理解，螺栓連接僅僅是連接固定的一種較佳方式。本實(shí)用新型也可采用其他連接固定方式，例如焊接、鉚接等。上述變型同樣落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0059]根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施方式，雙足行走機(jī)器人包括如前所述的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置100。
[0060]該雙足行走機(jī)器人可以是任何形式的雙足行走機(jī)器人，例如看護(hù)陪伴機(jī)器人、智能機(jī)器人、寵物機(jī)器人、雙足寵物玩具等。
[0061]以上對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，上述【具體實(shí)施方式】并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在以上公開內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行多種修改，而不超出本實(shí)用新型的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括動力件、轉(zhuǎn)動軸、基座、配重件，所述基座安裝在所述機(jī)器人的腰部，所述動力件安裝在基座上，所述轉(zhuǎn)動軸穿設(shè)在所述配重件上，所述轉(zhuǎn)動軸接收動力件的動力進(jìn)行轉(zhuǎn)動并帶動所述配重件沿轉(zhuǎn)動軸的軸線運(yùn)動。2.如權(quán)利要求1所述的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述基座上設(shè)有一個以上的導(dǎo)軌軸，所述導(dǎo)軌軸穿設(shè)在所述配重件上引導(dǎo)所述配重件沿轉(zhuǎn)動軸的軸線運(yùn)動。3.如權(quán)利要求2所述的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述導(dǎo)軌軸的數(shù)量為兩個，且兩個所述導(dǎo)軌軸在所述基座上以轉(zhuǎn)動軸為中心線對稱設(shè)置。4.如權(quán)利要求1所述的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動軸為絲杠，所述絲杠上設(shè)有與其嚙合的螺母，所述螺母連接至所述配重件。5.如權(quán)利要求1所述的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述配重件為電池連接塊，所述電池連接塊上安裝有電池。6.如權(quán)利要求5所述的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述電池連接塊上設(shè)置有用于固定所述電池的電池固定架。7.如權(quán)利要求2所述的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述配重件上設(shè)有與導(dǎo)軌軸數(shù)量相等的導(dǎo)軌軸通孔，所述導(dǎo)軌軸插入所述導(dǎo)軌軸通孔內(nèi)。8.如權(quán)利要求1所述的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述配重件上設(shè)有轉(zhuǎn)動軸通孔，所述轉(zhuǎn)動軸插入所述轉(zhuǎn)動軸通孔內(nèi)。9.如權(quán)利要求1所述的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述動力件為電機(jī);所述轉(zhuǎn)動軸的兩端均通過軸承安裝在基座上。10.—種雙足行走機(jī)器人，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9中任一項所述的用于雙足行走機(jī)器人的重心調(diào)節(jié)裝置。
【文檔編號】B62D37/04GK205601951SQ201620452249
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】深圳光啟合眾科技有限公司