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CN103963869A - 一种椭圆齿轮传动行走机器人及其制造方法 - Google Patents

一种椭圆齿轮传动行走机器人及其制造方法 Download PDF

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CN103963869A
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王岳林
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Abstract

本发明涉及一种椭圆齿轮传动行走机器人及其制造方法,包括机架下部设置有四条腿部组件，机架内部安装有变速电机，变速电机通过锥形齿轮与传动轴相连，在传动轴的端部固定安装有主动椭圆齿轮，与主动椭圆齿轮相啮合的从动椭圆齿轮连接腿部组件中的传动连杆，传动连杆分别与大腿连杆、设置在机架上的摆动连杆相连，大腿连杆一端与机架相连，另一端与小腿相连，与小腿相连的小腿连杆与摆动连杆连接在一起。本发明具有四足动物的运动特点，结构简单、控制容易、自身重量轻便、传动效率高、可靠性高、能稳定连续的仿生行走，在人类难以涉足的危险地面及起伏不平的山地中搬运等工作有着广泛的应用前景。

Description

一种椭圆齿轮传动行走机器人及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种椭圆齿轮传动行走机器人及其制造方法，属于机器人技术领域。
背景技术
机器人的移动方式主要有轮式、履带式和足式。其中轮式、履带式受地形的限制，其工作范围较小。足式机器人能在崎岖地面的环境中工作，能够满足人民的特殊需要，使足式机器人越来越受到世界科学家的关注。
目前足式机器人主要采用多电机驱动及液压驱动方式。多电机驱动方式，传动效率低、控制难度高、造价成本高；液压驱动反应慢，自身体积大，控制复杂,不能做到稳定连续的仿生行走。
发明内容
为了解决上述现有的技术问题，本发明采用如下技术方案：一种椭圆齿轮传动行走机器人及其制造方法包括机架下部设置有四条腿部组件，机架内部安装有变速电机，变速电机通过锥形齿轮与传动轴相连，在传动轴的端部固定安装有主动椭圆齿轮，与主动椭圆齿轮相啮合的从动椭圆齿轮连接腿部组件中的传动连杆，传动连杆分别与大腿连杆、设置在机架上的摆动连杆相连，大腿连杆一端与机架相连，另一端与小腿相连，与小腿相连的小腿连杆与摆动连杆连接在一起。所述的主动椭圆齿轮与从动椭圆齿轮形成一椭圆齿轮组，各椭圆齿轮的轴心点靠齿轮最长方向的一侧偏移。所述的与四条腿部组件相连的各椭圆齿轮组中的主动椭圆齿轮与水平线的夹角成阵列状态分布或是根据腿部行走要求来固定连接在传动轴上。
本发明的有益效果是：结构简单、控制容易、自身重量轻便、传动效率高、可靠性高、能稳定连续的仿生行走，在人类难以涉足的危险地面及起伏不平的山地中搬运等工作有着广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明的椭圆齿轮传动行走机器人主体结构示意图；
图2是本发明的腿部组件与椭圆齿轮组结构图；
图3是本发明的4个椭圆齿轮组的安装角度图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明具体实施方法做进一步说明。
如图1 、图2所示，一种椭圆齿轮传动行走机器人及其制造方法包括机架1内部安装有双输出轴的变速电机2，变速电机两轴端部各安装有锥形齿轮3，与之啮合的另一锥形齿轮3分别固定在平行于机架1中的两根传动轴4上，传动轴4的端部与主动椭圆齿轮5中的中心孔13固定连接，主动椭圆齿轮5相啮合的从动椭圆齿轮6内的中心孔14设置在机架1上。
所述的机架1两侧下方位连接有四条结构相同的腿部组件；腿部组件包括连接机架1的大腿10的下端连接小腿12，中间连接大腿连杆9；连接在机架1侧面的摆动连杆8下端连接小腿连杆11，中间连接三角形的传动连杆7，小腿连杆11的另一端与小腿12相连，大腿连杆9的另一端与传动连杆7的其中一角相连，传动连杆7的另一角连接在从动椭圆齿轮6中的输出轴15。
以上所述的两根传动轴在同时间内必须是同方向同速度旋转。
以上所述的各椭圆齿轮组相互啮合，能够自由转动， 椭圆齿轮上任何一点，在相同的时间内转动的角度是一样的，而齿轮边上任何一点的线速度是不一样的， 利用齿轮边上的线速度不一样的特性，使从动椭圆齿轮来带动腿部连杆组件在周期时间内产生不同的运动速度，使跨腿时间在周期时间的1/4完成，行走时间在周期时间的3/4完成；四腿周而复始。
如图3所示，传动四条腿部的四组椭圆齿轮分别安置在机架的四个方位，其中传动左前腿组件、左后腿组件、右前腿组件、右后腿组件的各椭圆齿轮组连接位置如图3中的a、b、c、d四个方位安置，使四条腿部组件同一时间内的运动姿势各不相同；从而达到连续平衡行走目的。

Claims (3)

1.一种椭圆齿轮传动行走机器人及其制造方法，其特征包括机架下部设置有四条腿部组件，机架内部安装有变速电机，变速电机通过锥形齿轮与传动轴相连，在传动轴的端部固定安装有主动椭圆齿轮，与主动椭圆齿轮相啮合的从动椭圆齿轮连接腿部组件中的传动连杆，传动连杆分别与大腿连杆、设置在机架上的摆动连杆相连，大腿连杆一端与机架相连，另一端与小腿相连，与小腿相连的小腿连杆与摆动连杆连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种椭圆齿轮传动行走机器人及其制造方法，其特征在于所述的主动椭圆齿轮与从动椭圆齿轮形成一椭圆齿轮组，各椭圆齿轮的轴心点靠齿轮最长方向的一侧偏移。
3.根据权利要求1或2所述的一种椭圆齿轮传动行走机器人及其制造方法，其特征在于所述的与四条腿部组件相连的各椭圆齿轮组中的主动椭圆齿轮与水平线的夹角成阵列状态分布或是根据腿部行走要求来固定连接在传动轴上。
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