一種三自由度行走機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機器人，具體涉及一種三自由度行走機器人。
【背景技術】
[0002]機器人是二十世紀人類最偉大的發明之一，人類對于機器人的研究由來已久。上世紀70年代，計算機技術、控制技術、傳感技術和人工智能技術迅速發展，機器人技術也隨之進入高速發展階段，成為綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多門學科而形成的高新技術。其本質是感知、決策、行動和交互四大技術的綜合，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領域。機器人應用水平是一個國家工業自動化水平的重要標志。
[0003]機器人主要分為兩類:工業機器人以及其他特種機器人，自1962年美國推出世界上第一臺工業機器人以來，機器人在工業發達國家得到了迅速發展。根據國際工業機器人聯合會統計，2014年全球工業機器人銷量達22.5萬臺，全球工業機器人銷量前5名分別是中國、韓國、日本、美國以及德國，這5大市場的銷量占全球總銷量的3/4。另外日本擁有的機器人總數占了全世界機器人總數的一半左右，繼續保持機器人王國的地位。除日本外，全世界還有許多工業發達的國家，如美國、俄羅斯和西歐一些國家的機器人產業發展得也很快。
[0004]行走機器人是具有人形的仿人形機器人，目前已研發出的行走機器人多為4自由度及以上的仿人形機器人，但4自由度以上的人形機器人存在機構復雜、調控難度大以及制作工藝困難等問題。

【發明內容】

[0005]針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是:如何提供一種結構簡單，制作容易，操控難度小的三自由度行走機器人。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案:
一種三自由度行走機器人，包括機架，機架上左右對稱設置有行走裝置，行走裝置包括擺動裝置、水平設置的無杠液壓缸I和豎直設置的無杠液壓缸II，所述無杠液壓缸I包括沿所述機架前后方向水平設置的缸管I和在缸管I外周沿所述缸管I長度方向滑動配合的滑座I，所述無杠液壓缸II包括豎直設置的缸管II和在缸管II外周沿所述缸管II長度方向滑動配合的滑座II，所述缸管II的底端與所述滑座I頂部連接，所述滑座II通過沿所述機架前后方向水平設置的鉸軸與所述機架鉸接配合；
所述擺動裝置位于所述滑座II的左右任意一側，所述擺動裝置包括驅動裝置、受力運動裝置和擺動塊，所述驅動裝置包括沿所述機架前后方向設置的驅動軸，驅動軸連接于所述擺動塊的偏心點且能夠驅動所述擺動塊繞該偏心點進行往返擺動，所述擺動塊上設有沿所述擺動塊擺動方向的弧形滑槽，所述受力運動裝置包括設置在所述弧形滑槽內且與所述弧形滑槽滾動配合的滾動部件，所述弧形滑槽與所述滑座II之間設有偏轉連接軸，偏轉連接軸的一端與所述滑座II固定連接，另一端與所述滾動部件轉動配合。
[0007]本發明中，分別可以實現機器人的站立和下蹲、前進和后退以及左移和右移的動作，其結構簡單，制作容易，操控難度小。其中，通過控制無杠液壓缸II，使滑座II能夠沿缸管II長度方向上下移動，滑座II與機架鉸接連接的關系，同時驅使機架上升或下降，從而完成機器人的站立和下蹲動作。
[0008]當機器人在站立狀態下，整體重心在整個機器人中心，其中一個行走裝置(右腳)中的擺動裝置，在驅動裝置的帶動下，擺動塊以其上的偏心點為擺動中心進行往返擺動，擺動塊在擺動的時候，還可以調節機架的重心，同時另外一個行走裝置(左腳)中的滑座II向下移動，因為滑座II鉸接連接在機架上，相對缸管II向上移，相當于機器人抬起左腳，此時機器人的重心偏向于右腳，右腳獨立站立；再控制右腳上的滑座I向前移動，帶動整個機器人前移，同時左腳的滑座I向后移，使缸管I向前伸；然后左腳的滑座II向上移動，相對缸管II向下移，使左腳接觸到地面，同時右腳中擺動裝置的驅動裝置控制擺動塊反轉，使機器人重心調整到中心，恢復到站立狀態，此時完成向前一步的移動。之后左、右腳輪換交替動作，使機器人前行。反之也可以實現機器人的向后行進。
[0009]當機器人在站立狀態下，右腳中的擺動塊偏心轉動，同時左腳中的缸管II上移，使機器人重心偏向右腳，靠右腳獨立站立；然后左腳中的擺動塊偏心轉動，使左腳中的缸管II向左側偏轉分開；接著左腿中的缸管II下移，使左腳接觸到地面，此時處于右腿站立、左腿斜支撐狀態；然后右腿中的缸管II下移，機架向左偏移，同時控制左腿中的缸管II上移，使機器人整體重心偏向于左腳，此時處于左腳站立，右腿斜支撐狀態；然后右腳中的缸管II繼續上移，并控制右腳中的擺動塊偏心轉動，使右腳中的缸管II向左側偏轉，同時左腳中的擺動塊偏心轉動，使機架和左腳向右偏，讓機器人恢復到站立狀態。重復上述動作過程，能夠使機器人向左行進。反之也可以實現機器人的向右行進。
[0010]作為優化，所述擺動塊為半圓形偏心輪，所述弧形滑槽的弧度小于所述半圓形偏心輪的弧度。在制作時，半圓形偏心輪可以減少生產工藝，降低生產成本，節約生產時間，提高生產效率。
[0011 ] 作為優化，所述滾動部件為滾動輪，所述滾動輪的滾動面與弧形滑槽滾動配合，所述滾動輪的一側設有向另一側穿設的且與所述滾動輪轉動配合的轉軸，所述偏轉連接軸與所述滾動部件的連接端設有凹形槽，所述轉軸的兩端分別與所述凹形槽的內側槽壁連接。滾動輪在弧形滑槽內滾動，偏轉連接軸的端部通過轉軸與滾動輪轉動配合，使偏心輪在偏心轉動時，偏轉連接軸伸縮自己，無卡阻現象，且易于安裝和維護。
[0012]作為優化，所述無杠液壓缸I的底部連接有水平設置的足底板。使機器人擁有像人一樣的腳板，站得很穩。
[0013]綜上所述，本發明的有益效果在于:本發明結構簡單，制作容易，操控難度小，動作靈活，不僅可以使機器人完成站立和下蹲動作，還能完成前進、后退、左移和右移的動作。
【附圖說明】
[0014]為了使發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中:
圖1為本發明的立