一种机械腿收纳结构及收缩式机械腿的制作方法

[0001]
本实用新型涉及机器人，尤其是涉及一种机械腿收纳结构。


背景技术：

[0002]
随着机器人技术的不断发展，机器人已不仅仅局限于工业机器人，各种各样的特种机器人蓬勃发展，其中多足机器人即为其中一类。多足机器人通常又可分为双足、四足、六足、八足机器人等，与轮式、履带式机器人相比，多足机器人通常具有更好的机动性和适应复杂地形的能力，其研究具有重要的科学意义和实际应用价值。
[0003]
目前市面上的多足机器人主要有连杆式、舵机式、液压式，其中连杆式足部机构占地面积小，但连杆式无论是速度、越障能力都是三种结构最差的，液压式主要用于重载的情况下，通常体积最大而且占地面积也最大，舵机式的则比较轻盈灵活，市面上的多足机器人中舵机式占比很大，但现今舵机式多足机器人断电存放时，普遍采用的做法是让足部直接外露，这样会存在足部机构占地面积大、搬运时会由于舵机断电自锁能力差足部机构出现断电运动情况等，不易于机器人存放和搬运的问题，在导致空间资源被浪费的同时亦给使用者增加了麻烦，阻碍了多足机器人的推广和普及。


技术实现要素：

[0004]
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供之一在于提供一种能够解决断电时机器人腿部占用空间大、腿结构产生二次运动问题的机械腿收纳结构。
[0005]
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之二在于提供一种不使用时，能够收纳的收缩式机械腿。
[0006]
本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：
[0007]
一种机械腿收纳结构，包括收缩式机械腿及收容体，所述收缩式机械腿包括基节机构、第一腿节机构、第二腿节机构以及胫节机构，所述基节机构转动安装于所述收容体，所述第一腿节机构与所述基节机构连接，所述第二腿节机构与所述第一腿节机构转动连接，所述胫节机构转动安装于所述第二腿节机构，所述第一腿节机构、第二腿节机构以及胫节机构相对所述收容体转动使所述第一腿节机构、第二腿节机构以及胫节机构收缩并收容于所述收容体。
[0008]
进一步地，所述收缩式机械腿还包括辅助轮，所述辅助轮转动安装于所述第二腿节机构，所述胫节机构与所述第二腿节机构之间角度减小使所述辅助轮着地，辅助所述收缩式机械腿收容至所述收容体。
[0009]
进一步地，所述收缩式机械腿还包括辅助轮，所述辅助轮转动安装于第一腿节机构，所述第一腿节机构与所述第二腿节机构之间角度调整使所述辅助轮着地，辅助所述收缩式机械腿收容至所述收容体。
[0010]
进一步地，所述收容体包括第一收容部、第二收容部以及安装板，所述安装板固定于所述第二收容部内并将所述第二收容部分隔成安装空间及收容空间，所述基节机构转动
安装于所述安装空间，所述收容空间与所述第一收容部连通。
[0011]
进一步地，所述收容空间与所述第一收容部形成l形空间。
[0012]
进一步地，所述基节机构包括基节法兰、基节舵机、基节支撑块以及基节连接块，所述基节舵机通过所述基节法兰与所述收容体转动连接，所述基节连接块通过所述基节支撑块与所述基节舵机连接。
[0013]
进一步地，所述第一腿节机构包括第一腿节支撑块、第一腿节舵机、第一腿节法兰以及第一腿节主体，所述第一腿节舵机通过所述第一腿节支撑块与所述基节连接块连接，所述第一腿节主体通过所述第一腿节法兰与所述第一腿节舵机转动连接。
[0014]
进一步地，所述第二腿节机构包括第二腿节法兰、第二腿节舵机及第二腿节主体，所述第二腿节舵机通过所述第二腿节法兰与所述第一腿节主体转动连接，所述第二腿节主体与所述第二腿节舵机连接。
[0015]
进一步地，所述胫节机构包括胫节法兰、胫节舵机、接触足固定块以及接触足，所述胫节舵机通过所述胫节法兰转动安装于所述第二腿节主体，所述接触足通过所述接触足固定块与所述胫节舵机连接。
[0016]
本实用新型的目的之二采用如下技术方案实现：
[0017]
一种收缩式机械腿，包括基节机构、第一腿节机构、第二腿节机构以及胫节机构，所述第一腿节机构与所述基节机构连接，所述第二腿节机构与所述第一腿节机构转动连接，所述胫节机构转动安装于所述第二腿节机构，所述第一腿节机构、第二腿节机构以及胫节机构相对所述基节机构转动使所述第一腿节机构、第二腿节机构以及胫节机构收缩。
[0018]
相比现有技术，本实用新型机械腿收纳结构具有以下优点：
[0019]
(1)机械腿收纳结构在收缩形式下将无用的机械腿收缩至收容体内大大减少机械腿的占地面积，可解决多足机器人在断电时机械腿占地面积大浪费空间资源的问题。
[0020]
(2)收缩式机械腿收缩形式下由于无四个总线舵机的联动配合，经收缩后的机械腿难以在收容体内二次运动，可解决多足机器人在断电时由于机械腿自锁能力差带来的二次运动给使用人员带来的麻烦。
[0021]
(3)收缩式机械腿在收缩形式下仅有少部分机构露在收容体外，因此在放置时机器人的重量主要由收容体承受，减少了舵机的负荷，有利于提高机器人的使用时间。
[0022]
(4)收缩式机械腿可通过多个结合的方式应用于四足、六足等不同足数的多足机器人上，通过配合使用为机器人提供收缩功能，而不仅仅局限于单一一种足数的多足机器人。
[0023]
(5)机械腿收纳结构应用于多足机器人上断电时除开能转换成收缩形式存放，也可以按照市面上普遍的形式进行存放，使得使用者能有更多的选择：例如在短时间内需要多次使用而存放空间又足够的前提下，可以选择按普通形式存放，这样方便快速启动。而在较长时间不使用、存放空间不足、需要防止机构二次运动的情况下，就可以用收缩形式。
附图说明
[0024]
图1为本实用新型机械腿收纳结构的立体图；
[0025]
图2为图1的机械腿收纳结构的收容体的立体剖视图；
[0026]
图3为图1的机械腿收纳结构的收缩式机械腿的立体图；
[0027]
图4为图1的机械腿收纳结构的立体剖视图；
[0028]
图5为图1的机械腿收纳结构的收纳状态示意图。
[0029]
图中：10、收容体；11、第一收容部；12、第二收容部；120、安装空间；122、收容空间；13、安装板；20、收缩式机械腿；21、基节机构；210、基节法兰；211、基节舵机；212、基节支撑块；213、基节连接块；22、第一腿节机构；221、第一腿节支撑块；222、第一腿节舵机；223、第一腿节法兰；224、第一腿节主体；225、第一主体；226、第二主体；23、第二腿节机构；231、第二腿节法兰；232、第二腿节舵机；233、第二腿节主体；24、胫节机构；241、胫节法兰；242、胫节舵机；243、接触足固定块；244、接触足；25、辅助轮。
具体实施方式
[0030]
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0031]
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0032]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0033]
请参阅图1至图5，为本实用新型一种机械腿收纳结构包括收容体10及收缩式机械腿20。
[0034]
收容体10包括第一收容部11、第二收容部12以及安装板13，安装板13固定于第二收容部12内并将第二收容部12分隔成安装空间120及收容空间122，收容空间122与第一收容部11连通。收容空间122与第一收容部11形成l形空间。
[0035]
收缩式机械腿20包括基节机构21、第一腿节机构22、第二腿节机构23、胫节机构24以及辅助轮25。
[0036]
基节机构21包括基节法兰210、基节舵机211、基节支撑块212以及基节连接块213，基节舵机211通过基节法兰210转动安装于收容体10的第二收容部12，此时基节机构21位于安装空间120内。基节机构21能够在第二收容部12内转动。基节连接块213通过基节支撑块212与基节舵机211连接。
[0037]
第一腿节机构22包括第一腿节支撑块221、第一腿节舵机222、第一腿节法兰223以及第一腿节主体224。第一腿节舵机222通过第一腿节支撑块221与基节连接块213连接接受基节机构21传递过来的扭矩。第一腿节主体224包括第一主体225以及第二主体226。第一主体225以及第二主体226分别呈u形。第一主体225以及第二主体226通过螺栓螺母固定，连接
处形成加强筋，增加第一腿节主体224的结构强度。第一主体225两端部通过第一腿节法兰223与第一腿节舵机222转动连接。
[0038]
第二腿节机构23包括第二腿节法兰231、第二腿节舵机232及第二腿节主体233。第二腿节舵机232通过第二腿节法兰231与第一腿节机构22的第二主体226转动连接，接受第一腿节机构22传递过来的扭矩；从而令第一腿节舵机222控制第二腿节机构23。第二腿节主体233与第二腿节舵机232连接。第二腿节主体233呈八字形设置。
[0039]
胫节机构24包括胫节法兰241、胫节舵机242、接触足固定块243以及接触足244。胫节舵机242通过胫节法兰241转动安装于第二腿节主体233，接受第二腿节机构23传递过来的扭矩。接触足244通过接触足固定块243与胫节舵机242固定连接。
[0040]
辅助轮25的数量为四个，四个辅助轮25通过螺钉分别与第一腿节主体224以及第二腿节主体233相连；四个辅助轮25在收缩式机械腿20收缩和伸展时起降低与地面摩擦力的作用。
[0041]
当机器人由正常工作形式转换为断电后的收缩形式时。具体变换如下：在即将断电时，可通过对四个舵机的联动控制令基节机构21、第一腿节机构22、第二腿节机构23和胫节机构24组成合适的角度收缩进收容体10中。最开始时先令基节舵机211转动使整个收缩式机械腿20处于进入收容体10的正确平面，同时胫节机构24与第二腿节机构23之间的角度减少使得第二腿节主体233上的辅助轮25着地。第二腿节机构23与第一腿节机构22亦转动成合适角度，后由第一腿节舵机222转动使得第一腿节主体224上的辅助轮25慢慢着地，第一腿节主体224上的辅助轮25慢慢进入收容体10的内部，最后由第一腿节舵机222继续转动，第二腿节舵机232与胫节舵机242联动，令已进入收容体10的收缩式机械腿20保持正确位置，未进入的部分继续进入，直到收缩式机械腿20大部分收缩进收容体10中；从收缩形式转换为正常工作形式则采取相反的步骤。
[0042]
通过利用多个该收缩式机械腿20组合应用于多足机器人后，可为多足机器人提供收缩功能。机械腿收纳结构在收缩形式下将无用的机械腿收缩至收容体10内大大减少机械腿的占地面积，可解决多足机器人在断电时机械腿占地面积大浪费空间资源的问题。收缩式机械腿20收缩形式下由于无四个总线舵机的联动配合，经收缩后的机械腿难以在收容体10内二次运动，可解决多足机器人在断电时由于机械腿自锁能力差带来的二次运动给使用人员带来的麻烦。收缩式机械腿20在收缩形式下仅有少部分机构露在收容体10外，因此在放置时机器人的重量主要由收容体10承受，减少了舵机的负荷，有利于提高机器人的使用时间。收缩式机械腿20可通过多个结合的方式应用于四足、六足等不同足数的多足机器人上，通过配合使用为机器人提供收缩功能，而不仅仅局限于单一一种足数的多足机器人。机械腿收纳结构应用于多足机器人上断电时除开能转换成收缩形式存放，也可以按照市面上普遍的形式进行存放，使得使用者能有更多的选择：例如在短时间内需要多次使用而存放空间又足够的前提下，可以选择按普通形式存放，这样方便快速启动。而在较长时间不使用、存放空间不足、需要防止机构二次运动的情况下，就可以用收缩形式。
[0043]
以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进演变，都是依据本实用新型实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本实用新型的保护范围。

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