[实用新型]机器四足动物的行走机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及仿真机器人的机械传动设计，具体为一种机器四足动物的行走机构。

背景技术

现有的仿真机器人或机器动物的行走机构多是采用行走轮，这种方法简单易行，但缺点是与真实的四足动物行走步态相差较大，而且其行走需要地面平整，否则很容易被卡住或绊倒。高级的机器人有可迈步的行走机构，但需要多个液压控制装置或控制电机，成本较高，协调控制难度较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种机器四足动物的行走机构，多个齿轮和连杆组合传递动力，实现四条腿的交叉迈步行进。

本实用新型设计的机器四足动物的行走机构，包括机器动物的躯干体架和4条腿，在机器动物的躯干体架下方安装有4条相同的腿，每条腿均包括顺序连接的上腿、膝关节、下腿和脚，上腿包括2根C形的上连杆，2个C形上连杆背靠背、呈X形，2个上连杆的上端各连接1根水平的滑槽杆，滑槽杆与躯干体架纵向中心线垂直，滑槽杆外端嵌于上腿外壳内的弧形滑槽内，位于前后的2根滑槽杆内端分别与三角摆件上方的前后2个角铰接。上腿外壳与躯干体架固接，2个滑槽为开口相对的对称的C形滑槽。三角摆件为三根杆相互固接的三角形，一个角朝下，后腿上方的三角摆件朝下的角可转动地安装于后腿轴，后腿轴与传动轴平行、固定安装于驱干体架。前腿上方的三角摆件向下的角可转动地安装于前腿轴，前腿轴与传动轴平行、固定安装于驱干体架。三角摆件可为等腰三角形，朝下的角为顶角。

膝关节为2个圆盘，圆盘可转动地安装于关节中轴，圆盘盘面与关节中轴垂直，关节中轴与滑槽杆平行，关节中轴两侧有与之平行的2根关节边轴，关节边轴的两端分别与膝关节圆盘的内侧固接，连接2个圆盘。下腿有4根下连杆，下连杆的上端分别固接于2个圆盘的前后侧缘。处于前方的2根下连杆底端与脚的顶面的中前部连接，处于后方的2根下连杆底端与脚的底面后缘相连接。为减少阻力，脚的底面为弧面。

传动轴横穿驱干、与驱干纵向中心线垂直，传动轴可转动地安装于驱干体架，传动轴与驱动装置连接，传动轴左右两端各安装有后曲柄轮，后曲柄轮的盘面上固装有与盘面垂直的曲柄。后拉杆一端与后曲柄轮的曲柄铰接，后拉杆另一端铰接于后腿上方前一根滑槽杆的内端。前曲柄轮可转动地安装于前曲柄轴左右两端，前曲柄轴与传动轴平行、固定安装于驱干体架；前曲柄轮的盘面上固装有与盘面垂直的曲柄；传动轴经传动装置与前曲柄轮连接，前拉杆一端与前曲柄轮17的曲柄铰接，前拉杆另一端铰接于前腿上方前一根滑槽杆的内端。

当传动轴转动时，后曲柄轮转动，其上的曲柄随之做圆周运动，曲柄经后拉杆拉或推三角摆件上方的前角，三角摆件以后腿轴为中心摆动，当三角摆件的前角上升时、其后角下降，与三角摆件上方的前后角铰接的前后2根滑槽杆则沿各自的滑槽交替上下移动，与前后2根滑槽杆相铰接的前后上连杆交替向上摆动，前后上连杆交替拉动前后2个关节边轴，膝关节的圆盘以关节中轴为中心摆动，连接于膝关节的圆盘前后缘的下连杆随之摆动。因处于后方的下连杆连接脚的底面后缘，而处于前方的下连杆连接脚的顶面中前部，故脚向后摆动抬起向前迈步着地，实现行走。

当传动轴转动时，经传动机构带动前曲柄轮转动，前曲柄轮带动前拉杆，拉或推前腿上方的三角摆件，以同样方式带动前腿迈步行走。

所述传动轴和前曲柄轮之间的传动装置包括传动曲柄轮和传动连杆。所述后曲柄轮为齿轮，传动曲柄轮为与后曲柄轮相配合的齿轮，传动曲柄轮与后曲柄轮啮合。传动曲柄轮可转动地安装于副传动轴左右两端，副传动轴与传动轴平行、固定安装于驱干体架。传动曲柄轮的盘面上固装有与盘面垂直的曲柄。传动连杆一端与前曲柄轮的曲柄铰接、另一端与传动曲柄轮的曲柄铰接。

后曲柄轮转动带动与之啮合的传动曲柄轮、传动连杆，使前曲柄轮转动。

安装时调节前后曲柄轮上曲柄的初始位置，处于左侧的前曲柄轮上的曲柄，在其前曲柄轮上所处位置，与处于右侧的前曲柄轮上的曲柄，在其前曲柄轮上所处位置相差180度；处于右侧的后曲柄轮上的曲柄，在其后曲柄轮上所处位置，与处于左侧的前曲柄轮上的曲柄，在其前曲柄轮上所处位置相同；处于左侧的后曲柄轮上的曲柄在其后曲柄轮上所处位置与处于右侧的前曲柄轮上的曲柄在其前曲柄轮上所处位置相同。左前腿和右后腿动作同步，右前腿和左后腿动作同步，左前腿和右前腿的动作相位相差180度，交替抬起、着地动作。

所述传动轴连接的驱动装置可以是电动机，也可以是发条。