對(duì)分上體行走裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對(duì)分上體行走裝置，包括髖部和腿部，腿部包括兩條行走腿，髖部包括支架，支架的上端設(shè)有水平的螺紋絲桿，支架的下端設(shè)有與螺紋絲桿垂直的主軸，且主軸上設(shè)有分別位于支架兩側(cè)的連接件；螺紋絲桿上設(shè)有兩段外螺紋，兩段外螺紋上分別設(shè)有滑塊，位于支架同一側(cè)的滑塊和連接件之間設(shè)有雙鉸連桿相連；行走腿旋轉(zhuǎn)配合安裝在對(duì)應(yīng)的連接件上；還包括行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)，行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括直行動(dòng)力機(jī)構(gòu)和橫向行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)；直行動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括直行動(dòng)力裝置，直行動(dòng)力裝置的輸出軸與主軸傳動(dòng)連接，主軸與兩條行走腿之間設(shè)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；橫向行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)滑塊同步相向或相背移動(dòng)的橫向動(dòng)力裝置，橫向動(dòng)力裝置與螺紋絲桿傳動(dòng)連接。
【專利說(shuō)明】
對(duì)分上體行走裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種行走器械，具體的為一種對(duì)分上體行走裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]行走是仿人機(jī)器人研究的基礎(chǔ)難題。目前，世界上大多數(shù)機(jī)器人均通過(guò)實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)以模仿人類行走形態(tài)，因此會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人行走動(dòng)作緩慢，且能耗超出人的十倍的缺點(diǎn)，這嚴(yán)重制約了機(jī)器人的續(xù)航、作業(yè)、載荷能力。
[0003]被動(dòng)動(dòng)態(tài)行走是研究雙足(兩條腿)步行系統(tǒng)的一種方法，這個(gè)系統(tǒng)包括人類或其他雙足動(dòng)物，或你想制作或控制的雙足步行機(jī)器人。被動(dòng)動(dòng)態(tài)行走是看待雙足步行的一種方式。與其把它作為一個(gè)持續(xù)不斷的努力保持平衡，不如把雙足行走看做一個(gè)在足部接觸變化的間歇干擾下的持續(xù)的被動(dòng)跌倒，我們可以對(duì)它有一個(gè)更好的理解。然后可以將一串穩(wěn)定持續(xù)的步子看做周期運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析。
[0004]被動(dòng)行走原理的提出為實(shí)現(xiàn)高效自然行走提供了一個(gè)可能的解決途徑，被動(dòng)行走系統(tǒng)是僅依靠重力來(lái)被動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人各關(guān)節(jié)，有許多優(yōu)秀的基于被動(dòng)動(dòng)力學(xué)的雙足行走機(jī)器人被設(shè)計(jì)出來(lái)，包括荷蘭Delft大學(xué)的機(jī)器人Leo ;美國(guó)密歇根大學(xué)的機(jī)器人MABEL;英國(guó)斯特靈大學(xué)的機(jī)器人Runbot等。
[0005]現(xiàn)有的基于被動(dòng)動(dòng)力學(xué)的雙足行走機(jī)器人雖然在一定程度上能夠滿足模仿人類行走的技術(shù)目的，但在平走平衡的控制上仍存在不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)分上體行走裝置，能夠始終保持上體對(duì)分，以提尚彳丁走穩(wěn)定性。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種對(duì)分上體行走裝置，包括髖部和腿部，所述腿部包括兩條行走腿，所述髖部包括支架，所述支架的上端與其旋轉(zhuǎn)配合設(shè)有水平的螺紋絲桿，所述支架的下端與其旋轉(zhuǎn)配合設(shè)有與所述螺紋絲桿垂直的主軸，且所述主軸上與其旋轉(zhuǎn)配合套裝設(shè)有分別位于所述支架兩側(cè)的連接件;所述螺紋絲桿上設(shè)有分別位于所述支架兩側(cè)的兩段外螺紋，兩段所述外螺紋上分別設(shè)有與其旋轉(zhuǎn)配合的滑塊，位于所述支架同一側(cè)的所述滑塊和所述連接件之間設(shè)有雙鉸連桿相連;所述行走腿旋轉(zhuǎn)配合安裝在對(duì)應(yīng)的所述連接件上，且所述行走腿的旋轉(zhuǎn)軸線與所述主軸垂直；
還包括行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)，所述行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)所述主軸旋轉(zhuǎn)的直行動(dòng)力機(jī)構(gòu)和用于驅(qū)動(dòng)所述螺紋絲桿旋轉(zhuǎn)的橫向行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)；所述直行動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括直行動(dòng)力裝置，所述直行動(dòng)力裝置的輸出軸與所述主軸傳動(dòng)連接，所述主軸與兩條所述行走腿之間設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)兩條所述行走腿沿著相反的方向同步轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu);所述橫向行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述滑塊同步相向或相背移動(dòng)的橫向動(dòng)力裝置，所述橫向動(dòng)力裝置與所述螺紋絲桿傳動(dòng)連接。
[0008]進(jìn)一步，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述主軸上并與所述主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)錐齒輪，兩個(gè)所述連接件上分別與其旋轉(zhuǎn)配合安裝設(shè)有與所述主動(dòng)錐齒輪嚙合的從動(dòng)錐齒輪，兩個(gè)所述從動(dòng)錐齒輪對(duì)稱設(shè)置在所述支架的兩側(cè)，所述主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的軸線垂直，且所述行走腿與對(duì)應(yīng)的所述從動(dòng)錐齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]進(jìn)一步，所述行走腿的上端設(shè)有腿部連接件，所述腿部連接件與對(duì)應(yīng)的所述從動(dòng)錐齒輪的轉(zhuǎn)軸相連。
[0010]進(jìn)一步，所述直行動(dòng)力裝置采用電機(jī)。
[0011 ]進(jìn)一步，所述螺紋絲桿分體設(shè)置為兩段，兩段所述螺紋絲桿分別位于所述支架的兩側(cè)并與所述支架旋轉(zhuǎn)配合，且兩段所述外螺紋分別設(shè)置在兩段所述螺紋絲桿上。
[0012]進(jìn)一步，所述橫向動(dòng)力裝置設(shè)置為兩個(gè)并分別與兩段所述螺紋絲桿傳動(dòng)連接。
[0013]進(jìn)一步，所述橫向動(dòng)力裝置采用電機(jī)。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明的對(duì)分上體行走裝置，通過(guò)在支架的上下兩端分別設(shè)置螺紋絲桿和連接件，并在連接件與滑塊之間采用雙鉸連桿相連，如此，啟動(dòng)橫向動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)螺紋絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠驅(qū)動(dòng)兩個(gè)滑塊同步沿著相向或相背的方向移動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)兩個(gè)連接桿繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到驅(qū)動(dòng)兩條行走腿沿著主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)橫向行走;通過(guò)在主軸與兩條行走腿之間設(shè)置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，啟動(dòng)直行動(dòng)力裝置，能夠驅(qū)動(dòng)兩條行走腿分別沿著與主軸垂直的軸線朝相反的方向同步轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)直行的目的；綜上可知，在直行和橫向行走過(guò)程中，髖部等上體結(jié)構(gòu)始終保持對(duì)稱狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)重力平衡，能夠提高行走穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明對(duì)分上體行走裝置實(shí)施例在橫向行走時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明對(duì)分上體行走裝置實(shí)施例在直行時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為髖部的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0017]如圖1所示，為本發(fā)明對(duì)分上體行走裝置實(shí)施例在橫向行走時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的對(duì)分上體行走裝置，包括髖部和腿部，腿部包括兩條行走腿I，髖部包括支架2，支架2的上端與其旋轉(zhuǎn)配合設(shè)有水平的螺紋絲桿3，支架2的下端與其旋轉(zhuǎn)配合設(shè)有與螺紋絲桿3垂直的主軸4，且主軸4上與其旋轉(zhuǎn)配合套裝設(shè)有分別位于支架2兩側(cè)的連接件5。螺紋絲桿3包括分別位于支架2兩側(cè)的兩段外螺紋，兩段外螺紋上分別設(shè)有與其旋轉(zhuǎn)配合的滑塊6，位于支架2同一側(cè)的滑塊6和連接件5之間設(shè)有雙鉸連桿7相連。行走腿I旋轉(zhuǎn)配合安裝在對(duì)應(yīng)的連接件5上，且行走腿I的旋轉(zhuǎn)軸線與主軸4垂直。
[0018]本實(shí)施例的對(duì)分上體行走裝置還包括行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)，行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)主軸4旋轉(zhuǎn)的直行動(dòng)力機(jī)構(gòu)和用于驅(qū)動(dòng)螺紋絲桿3旋轉(zhuǎn)的橫向行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)。本實(shí)施例的直行動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括直行動(dòng)力裝置U，直行動(dòng)力裝置11的輸出軸與主軸4傳動(dòng)連接，主軸4與兩條行走腿I之間設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)兩條行走腿I沿著相反的方向同步轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本實(shí)施例的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在主軸4上并與主軸4同步轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)錐齒輪8，兩個(gè)連接件5上分別與其旋轉(zhuǎn)配合安裝設(shè)有與主動(dòng)錐齒輪8嚙合的從動(dòng)錐齒輪9，兩個(gè)從動(dòng)錐齒輪9對(duì)稱設(shè)置在支架2的兩側(cè)，主動(dòng)錐齒輪8和從動(dòng)錐齒輪9的軸線垂直，且行走腿I與對(duì)應(yīng)的從動(dòng)錐齒輪9同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019]具體的，行走腿I的上端設(shè)有腿部連接件10，腿部連接件10與對(duì)應(yīng)的從動(dòng)錐齒輪9的轉(zhuǎn)軸相連。本實(shí)施例的直行動(dòng)力裝置11采用電機(jī)。
[0020]本實(shí)施例的橫向行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)滑塊6同步相向或相背移動(dòng)的橫向動(dòng)力裝置12，橫向動(dòng)力裝置12與螺紋絲桿3傳動(dòng)連接。具體的，本實(shí)施例的螺紋絲桿3分體設(shè)置為兩段，兩段螺紋絲桿3分別位于支架2的兩側(cè)并與支架2旋轉(zhuǎn)配合，且兩段外螺紋分別設(shè)置在兩段螺紋絲桿3上。對(duì)應(yīng)的，橫向動(dòng)力裝置12設(shè)置為兩個(gè)并分別與兩段螺紋絲桿3傳動(dòng)連接。本實(shí)施例的橫向動(dòng)力裝置12采用電機(jī)。
[0021 ]本實(shí)施例的對(duì)分上體行走裝置的行走方式如下:
直行:啟動(dòng)直行動(dòng)力裝置11，關(guān)閉兩個(gè)橫向動(dòng)力裝置12，此時(shí)橫向行走被鎖死;直行動(dòng)力裝置11驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)主動(dòng)錐齒輪8旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)從動(dòng)錐齒輪9分別與主動(dòng)錐齒輪8嚙合并以相反的旋向驅(qū)動(dòng)兩條行走腿I分別沿著垂直于主軸4的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，即驅(qū)動(dòng)兩條行走腿I前后擺動(dòng)，由于兩個(gè)從動(dòng)錐齒輪9采用相同的錐齒輪，因此兩條行走腿I前后擺動(dòng)的角度相同，髖部等上體部分不受影響，始終保持對(duì)分平衡狀態(tài)；以其中一條行走腿I為支撐腿，另一條為擺動(dòng)腿，完成半步行走后，再切換支撐腿和擺動(dòng)腿，驅(qū)動(dòng)主軸4反向旋轉(zhuǎn)，以完成后半步行走；以此往復(fù)，可實(shí)現(xiàn)直行行走；
橫向行走:啟動(dòng)兩個(gè)橫向動(dòng)力裝置12，關(guān)閉直行動(dòng)力裝置11，此時(shí)直行被鎖死;橫向動(dòng)力裝置12驅(qū)動(dòng)兩個(gè)滑塊6同步相向或相背移動(dòng)，利用雙鉸連桿7驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的連接件5繞著主軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)兩條行走腿I同步向外側(cè)擺動(dòng)或同步向內(nèi)側(cè)擺動(dòng)，在行走腿I擺動(dòng)過(guò)程中，髖部及其上部結(jié)構(gòu)始終保持對(duì)稱平衡狀態(tài)；以其中一條行走腿I為支撐腿，另一條為擺動(dòng)腿，完成半步橫向行走后，再切換支撐腿和擺動(dòng)腿，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)滑塊6向相反的方向移動(dòng)，以完成后半步行走;以此往復(fù)，可實(shí)現(xiàn)橫向行走。
[0022]本實(shí)施例的對(duì)分上體行走裝置，通過(guò)在支架2的上下兩端分別設(shè)置螺紋絲桿3和連接件5，并在連接件5與滑塊6之間采用雙鉸連桿7相連，如此，啟動(dòng)橫向動(dòng)力裝置12驅(qū)動(dòng)螺紋絲桿3轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠驅(qū)動(dòng)兩個(gè)滑塊6同步沿著相向或相背的方向移動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)兩個(gè)連接桿5繞主軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到驅(qū)動(dòng)兩條行走腿I沿著主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)橫向行走;通過(guò)在主軸4與兩條行走腿I之間設(shè)置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，啟動(dòng)直行動(dòng)力裝置11，能夠驅(qū)動(dòng)兩條行走腿I分別沿著與主軸4垂直的軸線朝相反的方向同步轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)直行的目的；綜上可知，在直行和橫向行走過(guò)程中，髖部等上體結(jié)構(gòu)始終保持對(duì)稱狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)重力平衡，能夠提高行走穩(wěn)定性。
[0023]注:兩條行走腿I的旋轉(zhuǎn)軸線可以共線，也可以為兩條相交的直線。
[0024]以上所述實(shí)施例僅是為充分說(shuō)明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種對(duì)分上體行走裝置，包括髖部和腿部，所述腿部包括兩條行走腿，其特征在于:所述髖部包括支架，所述支架的上端與其旋轉(zhuǎn)配合設(shè)有水平的螺紋絲桿，所述支架的下端與其旋轉(zhuǎn)配合設(shè)有與所述螺紋絲桿垂直的主軸，且所述主軸上與其旋轉(zhuǎn)配合套裝設(shè)有分別位于所述支架兩側(cè)的連接件;所述螺紋絲桿上設(shè)有分別位于所述支架兩側(cè)的兩段外螺紋，兩段所述外螺紋上分別設(shè)有與其旋轉(zhuǎn)配合的滑塊，位于所述支架同一側(cè)的所述滑塊和所述連接件之間設(shè)有雙鉸連桿相連;所述行走腿旋轉(zhuǎn)配合安裝在對(duì)應(yīng)的所述連接件上，且所述行走腿的旋轉(zhuǎn)軸線與所述主軸垂直； 還包括行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)，所述行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)所述主軸旋轉(zhuǎn)的直行動(dòng)力機(jī)構(gòu)和用于驅(qū)動(dòng)所述螺紋絲桿旋轉(zhuǎn)的橫向行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)；所述直行動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括直行動(dòng)力裝置，所述直行動(dòng)力裝置的輸出軸與所述主軸傳動(dòng)連接，所述主軸與兩條所述行走腿之間設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)兩條所述行走腿沿著相反的方向同步轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu);所述橫向行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述滑塊同步相向或相背移動(dòng)的橫向動(dòng)力裝置，所述橫向動(dòng)力裝置與所述螺紋絲桿傳動(dòng)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)分上體行走裝置，其特征在于:所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述主軸上并與所述主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)錐齒輪，兩個(gè)所述連接件上分別與其旋轉(zhuǎn)配合安裝設(shè)有與所述主動(dòng)錐齒輪嚙合的從動(dòng)錐齒輪，兩個(gè)所述從動(dòng)錐齒輪對(duì)稱設(shè)置在所述支架的兩偵U，所述主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的軸線垂直，且所述行走腿與對(duì)應(yīng)的所述從動(dòng)錐齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對(duì)分上體行走裝置，其特征在于:所述行走腿的上端設(shè)有腿部連接件，所述腿部連接件與對(duì)應(yīng)的所述從動(dòng)錐齒輪的轉(zhuǎn)軸相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)分上體行走裝置，其特征在于:所述直行動(dòng)力裝置采用電機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的對(duì)分上體行走裝置，其特征在于:所述螺紋絲桿分體設(shè)置為兩段，兩段所述螺紋絲桿分別位于所述支架的兩側(cè)并與所述支架旋轉(zhuǎn)配合，且兩段所述外螺紋分別設(shè)置在兩段所述螺紋絲桿上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對(duì)分上體行走裝置，其特征在于:所述橫向動(dòng)力裝置設(shè)置為兩個(gè)并分別與兩段所述螺紋絲桿傳動(dòng)連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對(duì)分上體行走裝置，其特征在于:所述橫向動(dòng)力裝置采用電機(jī)。
【文檔編號(hào)】B62D57/032GK105905183SQ201610314777
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】唐俊, 李佳諾, 李永, 刁建, 延明珠, 周雪卿, 樊鎖鐘, 蔡浩, 劉國(guó)棟, 金雪亮, 劉娣, 熊詩(shī)琪, 周園, 朱朋, 冷潔, 唐春茂
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