某足式移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u15830某足式移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例概述 1303711.1足式移動(dòng)機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 115681.2足式移動(dòng)機(jī)器人轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1262201.3足式移動(dòng)機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)方案 21.1足式移動(dòng)機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本研究課題中所需要設(shè)計(jì)的步行機(jī)器人腿部行走結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究重點(diǎn)主要在于腿部行走機(jī)構(gòu)，并且設(shè)計(jì)使用了互相支撐聯(lián)動(dòng)的立體平面六段式連桿機(jī)構(gòu)。由單獨(dú)一根整體動(dòng)力桿為來(lái)源杠桿進(jìn)行動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，雙腿互相進(jìn)行聯(lián)動(dòng),控制運(yùn)行系統(tǒng)也因此得到了極大簡(jiǎn)化，具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能參數(shù)可詳見(jiàn)軟件圖3-1。1-腳部2-減震裝置3-大腿桿件4-小腿桿件5-大腿連桿6-曲柄7-電機(jī)組件8-軸承端蓋圖3-1移動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)詳圖1.2足式移動(dòng)機(jī)器人轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本文所設(shè)計(jì)的步行式機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎裝置不僅在于它是一種機(jī)器人的腿部與機(jī)體之間相互聯(lián)系的連接裝置,而且在于它們的作用下一個(gè)齒輪帶動(dòng)另外一個(gè)齒輪軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。本文設(shè)計(jì)的四足步行運(yùn)動(dòng)機(jī)器人靠四臺(tái)直流高壓空心杯伺服電機(jī)調(diào)速，進(jìn)行相互配合，以此來(lái)完成機(jī)器人足式的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng),同時(shí)四臺(tái)調(diào)速電機(jī)的自動(dòng)相互配合還大大地減少增加了對(duì)步行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)約束力,可以輕松實(shí)現(xiàn)僅一臺(tái)電機(jī)使用四部電機(jī)的人即可通過(guò)一臺(tái)自動(dòng)控制的四臺(tái)步行運(yùn)動(dòng)機(jī)器人轉(zhuǎn)彎來(lái)輕松進(jìn)行正常轉(zhuǎn)彎工作。本文在足式移動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)機(jī)構(gòu)中加入齒輪傳動(dòng)，使其成為一種實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)下表3-2所示。四足定向步行運(yùn)動(dòng)機(jī)器人四個(gè)轉(zhuǎn)彎工作機(jī)構(gòu)的主要原理工作結(jié)構(gòu)原理主要有以下兩點(diǎn):一點(diǎn)就是當(dāng)一個(gè)機(jī)器人的腿能夠在一個(gè)比較平整的步行道路上同時(shí)想要完全行走時(shí),僅由一個(gè)腳手和放在腿部的一個(gè)電機(jī)手臂來(lái)直接驅(qū)動(dòng)一個(gè)曲柄進(jìn)行運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)一個(gè)機(jī)器人的四個(gè)轉(zhuǎn)彎方向行走;二是當(dāng)一個(gè)步行機(jī)器人遇到碰撞或者遇到較大的道路障礙物不一定能夠完全跨越時(shí),在其扶手抬腿的操作過(guò)程中再由相應(yīng)地電機(jī)擺動(dòng)一個(gè)相的手和腿部,這就是由一個(gè)相應(yīng)地電機(jī)擺動(dòng)一個(gè)較大扭矩的電機(jī)轉(zhuǎn)體,這樣一個(gè)電機(jī)手臂可以直接帶動(dòng)一個(gè)類似圓錐形的傳動(dòng)齒輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn),從而用一個(gè)相的傳動(dòng)軸將一個(gè)機(jī)器人的手和腿逆轉(zhuǎn)移動(dòng)為一個(gè)相的轉(zhuǎn)彎方向運(yùn)動(dòng),四個(gè)相的手臂依次保持旋轉(zhuǎn)方向相應(yīng)的回旋方向和相應(yīng)角度,當(dāng)一個(gè)機(jī)器人能夠躲避這些障礙物的通過(guò)同時(shí),電機(jī)又依次將其手臂逆轉(zhuǎn)移動(dòng)為一個(gè)手臂相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)方向和相應(yīng)角度,這樣電機(jī)才能夠促使一個(gè)機(jī)器人將其回歸方向復(fù)位,然后繼續(xù)朝前行走。1-法蘭盤(pán)2-圓柱銷3-滾動(dòng)軸承4-軸套15-大齒輪軸6-悶蓋7-軸套28-角接觸球軸承9-小錐齒輪10-凸緣聯(lián)軸器11-電機(jī)座12-減速器13-電機(jī)14-編碼器圖3-2轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)構(gòu)1.3足式移動(dòng)機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)方案在四足步行機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)彎架的結(jié)構(gòu)均已經(jīng)設(shè)計(jì)好并且已經(jīng)完成了基礎(chǔ)上,就需要針對(duì)機(jī)器人的整體布局做一個(gè)最終確定。其中具體的內(nèi)容主要包括:四條腿之間的相對(duì)位置關(guān)系,步行腿與機(jī)體之間的聯(lián)系和其他各個(gè)部分之間的連通關(guān)系和其他各個(gè)部分之間的具體組織形式。下面我們就給出了一個(gè)四足型機(jī)器人的具體框架結(jié)構(gòu)示意圖。圖3-4腿的位置布局圖圖3-5腿和機(jī)體連接結(jié)構(gòu)圖圖3-6前后腿的結(jié)構(gòu)圖3-7左右腿機(jī)體結(jié)構(gòu)圖由此我們不僅可以很明顯地清楚看到各個(gè)運(yùn)動(dòng)腿的具體所在位置和人體步行運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與人體轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及各種