一种凸轮联动式四足步行机的制作方法

文档序号:21265729发布日期:2020-06-26 22:40阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种凸轮联动式四足步行机,包括左前腿(1)、右前腿(2)、左后腿(3)、右后腿(4)、传动系统(5)、以及工作台(6),各部分通过支架固定于工作台上,其特征是:电机(51)的运动和动力通过齿轮系传递给各轴;两条前腿的大腿凸轮(11、21)安装在前横轴(56)上,两条后腿的大腿凸轮(31、41)安装在后横轴(57)上,当各大腿凸轮(11、21、31、41)转动并分别带动各腿顶杆(12、22、32、42)移动时,固连于各顶杆(12、22、32、42)上的大腿部(13、23、33、43)随其同步移动,从而实现各大腿部(13、23、33、43)分别沿各大腿轴(111、211、311、411)的平移;四个小腿凸轮(14、24、34、44)分别安装在各下置横轴(113、213、313、413)上,当各小腿凸轮(14、24、34、44)转动并分别带动各小腿部(15、25、35、45)绕各小腿心轴(114、214、314、414)摆动时,实现小腿的抬腿运动;各小腿支架(117、217、317、417)分别固连于各大腿部(13、23、33、43)上,实现各小腿部(15、25、35、45)随各大腿部(13、23、33、43)的平移;四个大腿凸轮(11、21、31、41)在安装时保持各凸轮之间具有一定的转角相位差,实现当一条腿相对工作台(6)向前平移时,另外三条腿相对工作台(6)向后平移,且相对向前平移腿上的小腿部发生摆动,而相对向后平移各条腿上的小腿部保持直立,随着四条腿的依次抬腿完成一个步态周期。

2.根据权利要求1所述的一种凸轮联动式四足步行机,其特征是:电机(51)的运动和动力经主锥齿轮(521、522)传递给主轴(53),再经传动比为1的前分流锥齿轮(541、542)和后分流锥齿轮(551、552)分别传递给前横轴(56)和后横轴(57),前横轴(56)带动两条前腿的大腿凸轮(11、21)转动,后横轴(57)带动两条后腿的大腿凸轮(31、41)转动。

3.根据权利要求1所述的一种凸轮联动式四足步行机,其特征是:各条腿的由大腿到小腿的运动传递路线为,前横轴(56)或后横轴(57)的运动由各条腿的上置锥齿轮(171、172、271、272、371、372、471、472)分别传递给各大腿轴(111、211、311、411),再由圆柱齿轮(181、182、281、282、381、382、481、482)分别传递给各下置纵轴(112、212、312、412),最后由下置锥齿轮(191、192、291、292、391、392、491、492)分别传递给各条腿上的下置横轴(113、213、313、413),由各下置横轴(113、213、313、413)分别带动各小腿凸轮(14、24、34、44)转动。

4.根据权利要求1所述的一种凸轮联动式四足步行机,其特征是:圆柱齿轮(181、281、381、481)分别安装在各大腿轴(111、211、311、411)上,各条腿上的圆柱齿轮(181、281、381、481)既能分别随各大腿轴(111、211、311、411)一起转动又能分别随各大腿部(13、23、33、43)一起沿各大腿轴(111、211、311、411)移动。

5.根据权利要求1所述的一种凸轮联动式四足步行机,其特征是:根据步态要求,四个大腿凸轮(11、21、31、41)在安装时保持各凸轮之间具有一定的转角相位差,完成抬腿相与落地相依次交替的步态周期。

6.根据权利要求1所述的一种凸轮联动式四足步行机,其特征是:抬腿相的小腿摆动,落地相的小腿直立。

7.根据权利要求1所述的一种凸轮联动式四足步行机,其特征是:当各大腿凸轮(11、21、31、41)转动使各大腿部(13、23、33、43)相对于工作台(6)向前运动时,相应小腿凸轮(14、24、34、44)完成推程以及回程,实现相应小腿部(15、25、35、45)的摆动;当各大腿凸轮(11、21、31、41)转动使各大腿部(13、23、33、43)相对于工作台(6)向后运动时,相应小腿凸轮(14、24、34、44)处于近休,实现相应小腿部(15、25、35、45)的直立。

8.根据权利要求5~7中任一项所述的一种凸轮联动式四足步行机,其特征是:调整大腿凸轮(11、21、31、41)推程角与回程角的比例关系,可以分别实现三足步态和二足步态。


技术总结
本发明提供一种凸轮联动式四足步行机,采用单一驱动力通过两路凸轮机构实现大腿平移和小腿摆动的运动解耦。大腿部的凸轮机构实现腿部平移运动,小腿部的凸轮机构实现抬腿运动。四个大腿凸轮之间具有一定的转角相位差,以满足四足交替的相位变化要求。当一条腿处于抬腿相时,其上凸轮摆杆机构带动小腿摆动,完成抬腿运动;当一条腿处于落地相时,其上凸轮摆杆机构处于休止期,使小腿保持直立。随着四条腿的依次抬腿完成一个步态周期。该步行机既可以保证每条腿的行走运动规律,又能实现行走过程中每一瞬时都有三足支撑,具有稳定性高的特点,且该步行机仅需一个驱动器,控制简单,传动精巧,利于整体结构的轻量化和小型化。

技术研发人员:孙严伟;杨文浩;胡秀中;秦德通;朱宝强;杨思程;杨嘉文;谢欣琪;韩吉冰鑫;孔凌嘉;赵杰亮;王文中
受保护的技术使用者:北京理工大学
技术研发日:2020.04.13
技术公布日:2020.06.26
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