[发明专利]仿生六轮腿行走机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种属于仿生机器人应用领域的行走机械，更确切地说，本发明涉及一种仿生六轮腿行走机构。

背景技术

长时间以来，轮子的滚动已被人们认为是运动的最简单和最自然的形式，但近年来有越来越多的人开始关注“腿”这一运动机械。很显然，相比于轮子，腿在越障方面有极大的优势。一个众所周知的事实是，在自然界中没有现成的硬路面，动物的行动完全是越野行为，在动物运动的本身系统中根本找不到轮子或转动关节。正如著名土壤—车辆力学研究专家培克（M.G.Bekker）所言；“车轮成为普遍应用的运输机构的原因不一定是因为它的效率高，而可能是因为允许它在上面滚动的道路”。但开发腿式机器人的最大困难在于对“腿”的实时控制，这涉及到传感、控制、关节自由度的实现机构等一系列问题。除此之外，腿式机械还有一个最大的弊端在于传动效率低，或者说能够达到的运动速度远低于人们的心理预期。

考虑到纯轮式机械与纯腿式机械的局限性，人们开始考虑将“轮”与“腿”结合起来，以兼顾速度与越障能力。其代表有中国专利公告（开）号为CN102649450A，公告（开）日为2012.8.29日，申请号为CN201210103257.0，发明名称为“多关节链节式机器人”，发明人为北京理工大学的罗庆生等；还有中国专利公告（开）号为CN102180205A,公告（开）日为2011.09.14，申请号为CN201110089738.6，发明名称为“一种轮腿式机器人”，发明人为河南科技大学的付三玲等。在国外，美国Case Western Reserve University研发的Whegs系列和University of Michigan、UC Berkeley和加拿大McGill University共同研制的RHex仿生蟑螂机器人也是轮腿式行走机械中比较成功的代表。但上述研究成果的共同特点是采用了很多传感器和复杂的控制逻辑来实现运动过程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术采用了很多传感器和复杂的控制逻辑的问题，提供了仿生六轮腿行走机构。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的仿生六轮腿行走机构包括前车架、前传动部分、转向总成、后车架、后传动部分、中部自由度装置和轮腿。

所述的轮腿包括前左轮腿、中左轮腿、后左轮腿、后右轮腿、中右轮腿与前右轮腿。

前传动部分安装在前车架上，后传动部分安装在后车架上；中部自由度装置固定于后车架底板前端的中部，前车架的后端插入后车架前端开口的中间处，采用中部自由度装置中的中部自由度连接杆将两者转动连接；前左轮腿与前右轮腿依次安装在前传动部分中的前轴的左端与右端，中左轮腿与中右轮腿依次安装在后传动部分中的中间轴的左端与右端，后左轮腿与后右轮腿依次安装在后传动部分中的后轴的左端与右端；转向总成的一端即舵机安装在前车架的舵机支撑板上，转向总成的另一端即前左球头销与前右球头销依次和前左轮腿与前右轮腿转动连接。

技术方案中所述的中左轮腿与后车架、后左轮腿与后车架、后右轮腿与后车架、中右轮腿与后车架之间依次安装有中左悬挂总成、后左悬挂总成、后右悬挂总成与中右悬挂总成。中左悬挂总成、后左悬挂总成、后右悬挂总成与中右悬挂总成的结构相同，中左悬挂总成与中右悬挂总成是镜像对称地安装在中左轮腿与后车架和中右轮腿与后车架之间，后左悬挂总成与后右悬挂总成是镜像对称地安装在后左轮腿与后车架和后右轮腿与后车架之间。

技术方案中所述的前传动部分包括前轴、1号同步轮、2号同步轮、前车架电机与1号同步带。前轴采用轴承安装在前车架中的相互平行的前车架左壁与前车架右壁的前端为转动连接，前车架电机安装在前轴后侧的前车架的底板上，前车架电机输出轴的回转轴线与前轴的回转轴线平行。1号同步轮套装在前轴中的前轴中间半轴的左端并采用平键连接，2号同步轮安装在前车架电机的输出端上，1号同步轮与2号同步轮通过1号同步带相连接。

技术方案中所述的前轴包括前左测速码盘、前左扭转顺从适应机构、前轴左侧半轴、前轴中间半轴、前轴右侧半轴、前右测速码盘、前右扭转顺从适应机构、前左端接头与前右端接头。前轴中间半轴的左端通过前左扭转顺从适应机构与前轴左侧半轴的右端相连接，前轴中间半轴的右端通过前右扭转顺从适应机构与前轴右侧半轴的左端相连接，前左测速码盘套装在前轴左侧半轴左端的左圆锥体部分上并粘接，左圆锥体部分左端的左圆柱体与前左端接头固定连接，前右测速码盘套装在前轴右侧半轴右端的右圆锥体部分上并粘接，右圆锥体部分右端的右圆柱体与前右端接头固定连接。