[发明专利]“门内马斯摆杆”与步行机械腿装置

说明书

原申请日：2001年1月1日

原申请号：01101766.X

发明名称：“门内马斯摆杆”与精确直线驱动装置和卡当离合器

本发明涉及用于机器人、机器动物乐园、四腿步行车、假足和昆虫或动物步行玩具以及大、中、小、微型等多种用途步行或爬行系列装置产品。

在自然界中人类、鸟类、走兽、昆虫等都是靠腿的摆动、伸缩运动来行走的，师法自然，模仿生物腿足来设计新式机械腿是走捷径的方法。目前各种媒体披露或报导的步行机器人的行走机构大多是采用液压油缸，滚珠丝杠等作直线驱动，或直接在腿结构的每个关节点上都使用一个驱动器。这样在步幅折返时所产生的惯性冲击力大，需要的驱动力大，不适用于快步行走，使用众多的驱动器，势必存在结构笨重、控制复杂、昂贵、难以普及等不足之处。

本发明的目的就是为了避免现有技术中的上述不足而提供一种“门氏杆”与步行机械腿装置和一种“门氏杆”与步行机械腿装置中属于昆虫或爬行类步态步行的机械腿装置；这种装置用“门氏杆”作为步行机械腿中大腿摆动的动力杆，把改进的缩放仪机构和双平行四边形换向机构作为抬腿、行走的步行机械腿中的缩放控制机构，把行程调整等装置综合运用到控制步幅大小变化的有档控制、无级控制和按固定步幅行走(不变摆动角)的以及站立自锁和转向等，把脚机构作为地面适应机构，从而简化了结构，增加了运行的可靠性，弥补了现有技术的不足之处，形成一种独具特色的步行机械腿新装置。

本发明的目的是通过以下途径来达到的，“门内马斯摆杆”与步行机械腿装置是通过卡当圆行星机构作为动力输入，其特征在于“门氏杆”上轴销的轴心被约束在和壳体固连的横梁板的横槽内沿横轴线作直线往复运动，“门氏杆”上轴销的轴心被约束在以几何中心O为圆心的壳体端面环槽之中，滑套一端套在立柱座滑杆上，另一端插入“门氏杆”上的力臂直移点孔内沿纵轴线作上下滑动并绕力臂直移点中心转动；卡当驱动销的轴心被限制在“门氏杆”背后对称的纵槽内，迫使直线轨迹点和圆轨迹点运动合成按椭圆运动规律驱动无固定支点的“门氏杆”在两折返点之间作竖向、半周期往复摆动；缩放仪上的固定点G与“门氏杆”固定铰连，缩放仪上的缩放点S被限制在“门氏杆”上的槽内受控于双平行四边形换向缩放机构，缩放仪上的踝关节点H按轨迹作抬腿“返回行程”，按轨迹作迈步“工作行程”；横向轴销与脚机构为地面附着适应机构。

为了实现本发明的目的，是通过以下技术方案来达到的，具体是主输入齿轮和连结套通过内套齿或键与输入轴同轴线固连，左右的曲柄销要保证相位角错开180°，安装于两个壳体上的左右轴承之间成总体输入；左右的行星齿轮节圆直径与内齿圈套中的内齿圈节圆直径之比为1∶2，左右卡当驱动销和滚轮分别置入相应门氏杆背面的纵槽中，驱动左右门氏摆杆作有序的前后摆动。

横梁板与壳体用两个精密圆柱埋头螺栓紧固，要求横梁板上横槽的对称轴线与横轴线重合，在横梁板对称的两端处的孔中的销轴上安装着紧贴横梁板平面的两个摇臂，两端分别与上下接触件的齿板用轴销铰连，组成圆弧形平移的双平行四边形换向机构。“门氏杆”直移点的轴销上滚轮外再空套着与针轮固连一体的小齿轮。“门氏杆”中部边缘固定凸耳的孔中安装着穿过横梁板和上下齿板缝隙的齿条，上凸耳座用螺钉牢固于“门氏杆”上，齿条与针轮压成一体的小齿轮啮合，齿条下端轴径处与滑块上端的凸耳座孔中用销子固连，若针轮作正反旋转，则与小齿轮啮合的齿条通过与凸耳座固连的滑块上的固定轴销，将缩放仪上c杆d杆处的缩放点S沿“门氏杆”下端的燕尾槽作上下运动。