CN218806218U - 一种自平衡轮腿式双足机器人 - Google Patents
一种自平衡轮腿式双足机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN218806218U CN218806218U CN202223544432.8U CN202223544432U CN218806218U CN 218806218 U CN218806218 U CN 218806218U CN 202223544432 U CN202223544432 U CN 202223544432U CN 218806218 U CN218806218 U CN 218806218U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- main control
- gyroscope
- thigh
- thighs
- frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 claims abstract description 38
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 244000309466 calf Species 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 abstract description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 102100038612 Calmodulin-regulated spectrin-associated protein 3 Human genes 0.000 description 1
- 101000741294 Homo sapiens Calmodulin-regulated spectrin-associated protein 3 Proteins 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种自平衡轮腿式双足机器人，包括机架、大腿、小腿、连杆、脚轮，所述机架上设置有主控电路板、电池、陀螺仪，所述机架两侧对称设置有与其铰接连接的大腿，所述大腿上端与所述机架铰接连接，下端与所述小腿上部铰接连接，所述小腿下端设置有与其旋转连接的脚轮，所述大腿一侧设置有连杆，所述连杆一端与所述机架铰接连接，另一端与所述小腿顶端铰接连接。本实用新型通过陀螺仪提高了机器人的平稳性，占用空间小、灵活性强；采用腿轮式移动，可在复杂路况下行走。本实用新型中陀螺仪上惯性飞轮低速旋转，产生惯性扭矩使得机器人可以快速回到平衡位置，达到稳定机器人中心平衡的技术效果，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，具体是指一种自平衡轮腿式双足机器人。
背景技术
目前常见的机器人移动机构有轮式、腿式、履带式和复合式等，轮式和履带式机器人难以满足越障、爬坡、跨沟等地形适用性要求，而腿式机器人采用离散支撑形式，具有越障能力强的特点。随着移动机器人应用场景从单一、结构化的环境逐渐拓展到复杂、非结构化的环境，传统的腿式和轮式移动机器人难以胜任复杂环境和复杂任务的需求。
为了提高机器人的地形适用性，吸取了轮式和腿式机器人的优点，国内外学者开展了特殊结构移动机器人关键技术的研究。申请号：201310355161.8公开了一种复杂地形轮腿式移动机器人，包括：平台、均匀设置于平台边缘的六个轮腿系统，各轮腿系统结构相同，包括：转向机构、翻转机构、摆动提升机构、旋转机构和轮子，其中：转向机构固定于平台上且与翻转机构相连，摆动提升机构的两端分别与翻转机构和旋转机构相连，轮子连接于旋转机构的底部。该机器实现了轮式运动和腿式运动的相互切换，但其轮足为六个，给电机的驱动带来较大难度，结构较为复杂且承载力不足，机器稳定性不佳。
国外典型的双足轮腿混合结构式机器人主要有：美国波士顿公司研制的Handle机器人，苏黎世联邦理工学院研制的Ascento机器人等。国内典型代表有：2019年，哈尔滨工业大学深圳小区研制的SR600轮腿机器人；2020年，南方科技大学的Hua Chen等人研制的能实现跳跃的机器人NeZha等。
为了提高机器人适用复杂地形的能力，提高其稳定性和承载力，亟需一种自平衡轮腿式双足机器人。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供一种自平衡轮腿式双足机器人，目的是通过加装机械陀螺仪提高了机器人的稳定性且运用飞轮产生惯性的原理以达到快速平衡的技术效果，客观的解决了轮腿式机器人无法适用复杂地形的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种自平衡轮腿式双足机器人，包括机架、大腿、小腿、连杆、脚轮，所述机架上设置有主控电路板、电池、陀螺仪，所述机架两侧对称设置有与其铰接连接的大腿，所述大腿上端与所述机架铰接连接，下端与所述小腿上部铰接连接，所述小腿下端设置有与其旋转连接的脚轮，所述大腿一侧设置有连杆，所述连杆一端与所述机架铰接连接，另一端与所述小腿顶端铰接连接；
所述机架上设置有舵机，所述舵机输出端固定连接有舵机齿轮，所述大腿上部一侧设置有与所述舵机齿轮配合的大腿齿轮，所述舵机通过所述舵机齿轮、大腿齿轮的配合驱动所述大腿伸缩与弯曲。
进一步的，所述机架上水平设置有重心调节板，所述重心调节板上端固定设置有用于放置所述电池7的电池盒，其下端设置有所述陀螺仪，所述机架上固定设置有主控固定板，所述主控固定板上设置有主控电路板，所述主控电路板与所述电池7、舵机电性连接。
进一步的，所述陀螺仪包括固定座、陀螺仪电机、惯性飞轮，所述惯性飞轮与所述固定座旋转连接，其外圈设置有飞轮固定件，所述陀螺仪电机与所述主控电路板电性连接。
进一步的，所述大腿、小腿、连杆均为对称设置的两个，所述小腿下端内侧设置有脚轮电机，所述脚轮电机与所述脚轮传动连接，其用于驱动所述脚轮旋转，所述脚轮电机与所述主控电路板电性连接。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：本实用新型通过陀螺仪提高了机器人的平稳性，占用空间小、灵活性强；采用腿轮式移动，可在复杂路况下行走。本实用新型中陀螺仪上惯性飞轮低速旋转，产生惯性扭矩使得机器人可以快速回到平衡位置，达到稳定机器人中心平衡的技术效果，实用性强。
附图说明
图1是本实用新型一种自平衡轮腿式双足机器人的结构示意图。
图2是本实用新型一种自平衡轮腿式双足机器人的剖视图。
图3是本实用新型一种自平衡轮腿式双足机器人的正视图。
图4是本实用新型一种自平衡轮腿式双足机器人的俯视图。
如图所示：1、机架，1.1、重心调节板，1.11、电池盒，1.2、主控固定板，2、大腿，2.1、大腿齿轮，3、小腿，4、连杆，5、脚轮，6、主控电路板，7、电池，8、陀螺仪，8.1、固定座，8.2、陀螺仪电机，8.3、惯性飞轮，8.31、飞轮固定件，9、舵机，9.1、舵机齿轮，10、脚轮电机。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例：
结合附图1～4，一种自平衡轮腿式双足机器人，包括机架1、大腿2、小腿3、连杆4、脚轮5，所述机架1上设置有主控电路板6、电池7、陀螺仪8，所述机架1两侧对称设置有与其铰接连接的大腿2，所述大腿2上端与所述机架1铰接连接，下端与所述小腿3上部铰接连接，所述小腿3下端设置有与其旋转连接的脚轮5，所述大腿2一侧设置有连杆4，所述连杆4一端与所述机架1铰接连接，另一端与所述小腿3顶端铰接连接；
所述机架1上设置有舵机9，所述舵机9输出端固定连接有舵机齿轮9.1，所述大腿2上部一侧设置有与所述舵机齿轮9.1配合的大腿齿轮2.1，所述舵机9通过所述舵机齿轮9.1、大腿齿轮2.1的配合驱动所述大腿2伸缩与弯曲。
所述机架1上水平设置有重心调节板1.1，所述重心调节板1.1上端固定设置有用于放置所述电池7的电池盒1.11，其下端设置有所述陀螺仪8，所述机架1上固定设置有主控固定板1.2，所述主控固定板1.2上设置有主控电路板6，所述主控电路板6与所述电池7、舵机9电性连接。主控电路板上设置有单片机、驱动器、蓝牙模块、充电口、开关，单片机采用STM32单片机。
所述陀螺仪8包括固定座8.1、陀螺仪电机8.2、惯性飞轮8.3，所述惯性飞轮8.3与所述固定座8.1旋转连接，其外圈设置有飞轮固定件8.31，所述陀螺仪电机8.2与所述主控电路板6电性连接。陀螺仪电机驱动惯性飞轮旋转，形成惯性转矩，辅助机器人进行动静平衡。
所述大腿2、小腿3、连杆4均为对称设置的两个，所述小腿3下端内侧设置有脚轮电机10，所述脚轮电机10与所述脚轮5传动连接，其用于驱动所述脚轮5旋转，所述脚轮电机10与所述主控电路板6电性连接。脚轮电机要求能够进行速度检测，故采用编码电机。
本实用新型在具体实施时，利用陀螺仪平衡检测的原理，通过主控电路板控制舵机、脚轮电机、陀螺仪电机来保证机器人移动的平稳性，舵机带动大腿伸展与弯曲，类似人体大腿的完全与伸直。脚轮在脚轮电机的驱动下旋转达到前后移动的效果。脚轮与大腿、小腿的配合实现了腿式与轮式的巧妙结合，可以适用复杂的地形，来满足日益变化的需求。
以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种自平衡轮腿式双足机器人，其特征在于，包括机架、大腿、小腿、连杆、脚轮，所述机架上设置有主控电路板、电池、陀螺仪，所述机架两侧对称设置有与其铰接连接的大腿，所述大腿上端与所述机架铰接连接，下端与所述小腿上部铰接连接，所述小腿下端设置有与其旋转连接的脚轮，所述大腿一侧设置有连杆，所述连杆一端与所述机架铰接连接，另一端与所述小腿顶端铰接连接；
所述机架上设置有舵机，所述舵机输出端固定连接有舵机齿轮，所述大腿上部一侧设置有与所述舵机齿轮配合的大腿齿轮，所述舵机通过所述舵机齿轮、大腿齿轮的配合驱动所述大腿伸缩与弯曲。
2.根据权利要求1所述的一种自平衡轮腿式双足机器人，其特征在于，所述机架上水平设置有重心调节板，所述重心调节板上端固定设置有用于放置所述电池的电池盒，其下端设置有所述陀螺仪，所述机架上固定设置有主控固定板，所述主控固定板上设置有主控电路板，所述主控电路板与所述电池、舵机电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种自平衡轮腿式双足机器人，其特征在于，所述陀螺仪包括固定座、陀螺仪电机、惯性飞轮，所述惯性飞轮与所述固定座旋转连接，其外圈设置有飞轮固定件，所述陀螺仪电机与所述主控电路板电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种自平衡轮腿式双足机器人，其特征在于，所述大腿、小腿、连杆均为对称设置的两个，所述小腿下端内侧设置有脚轮电机，所述脚轮电机与所述脚轮传动连接，其用于驱动所述脚轮旋转，所述脚轮电机与所述主控电路板电性连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223544432.8U CN218806218U (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种自平衡轮腿式双足机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223544432.8U CN218806218U (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种自平衡轮腿式双足机器人 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218806218U true CN218806218U (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=87257214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202223544432.8U Active CN218806218U (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种自平衡轮腿式双足机器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218806218U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116729041A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-09-12 | 迈胜医疗设备有限公司 | 基于麦克纳姆轮的协同搬运自平衡机器人及协作搬运系统 |
| WO2025043990A1 (zh) * | 2023-08-31 | 2025-03-06 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 一种轮足结构及机器人 |
-
2022
- 2022-12-27 CN CN202223544432.8U patent/CN218806218U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116729041A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-09-12 | 迈胜医疗设备有限公司 | 基于麦克纳姆轮的协同搬运自平衡机器人及协作搬运系统 |
| WO2025043990A1 (zh) * | 2023-08-31 | 2025-03-06 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 一种轮足结构及机器人 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN218806218U (zh) | 一种自平衡轮腿式双足机器人 | |
| CN104369790B (zh) | 一种双足机器人行走机构 | |
| CN108556957B (zh) | 一种用于可变胞无人地面移动系统的可折叠腿部机构 | |
| CN211032803U (zh) | 一种双轮足混合自平衡机器人 | |
| CN201291928Y (zh) | 一种六足行走机器人装置 | |
| CN104443085B (zh) | 履带式六自由度移动机器人 | |
| CN109157381B (zh) | 一种扶手式智能跌倒防护助行康复机器人 | |
| CN114735105B (zh) | 一种电液混合驱动的仿人机器人下肢机构 | |
| CN108382484A (zh) | 一种可灵活转向行进的多足步行机器人 | |
| CN102849140B (zh) | 一种多运动模式仿生移动机器人 | |
| CN104875798B (zh) | 变电站轮履复合可切换式移动机器人 | |
| CN203228864U (zh) | 连杆式四足爬行机器人 | |
| CN102616295A (zh) | 一种基于模块化的多关节链节式机器人 | |
| CN203005598U (zh) | 四脚爬行机器人 | |
| CN109606501A (zh) | 基于四连杆机构的四足机器人 | |
| CN104890760A (zh) | 一种仿恐龙机器人 | |
| CN217778811U (zh) | 移动装置及机器人 | |
| CN111515963A (zh) | 一种多功能双机械臂移位机器人 | |
| CN211765952U (zh) | 一种并联轮足式机器人腿结构及移动机器人 | |
| CN206813144U (zh) | 基于球面并联机构的轮腿式移动机器人 | |
| CN110126937A (zh) | 仿生四足机器人及步态控制方法 | |
| CN109080727B (zh) | 一种六足步行机器人 | |
| CN220699621U (zh) | 轮足式半人马机器人 | |
| CN216943341U (zh) | 一种仿脊柱形六足轮腿机器人 | |
| CN112046639A (zh) | 双足机器人 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |