机械设计大赛作品之三足机器人
随着各种技术的快速发展，机器人逐渐融入人类的各种活动中，他们在灾难救援、日常生活、军事行动、工业生产等方面扮演着愈加重要的角色。目前美国的bigdog、日本的asimo的能力已经让人叹为观止了，今后对于机器人的进一步研究必将有增无减。机器人的智能、行动能力必将是一个的热门课题。这款三足机器人是来自哈尔滨工业大学参赛队伍在机械设计比赛中的作品，在“3D学生汇”的大赛专区可以获得相关作品的三维图片以及设计文档。此基于上述背景，将对三足“仿生”机器人进行研究与探讨。所谓三足“仿生”机器人，就是其运动原理模仿人类的行走。人在行走时，单腿腾空，身体前倾，为不稳定平衡状态。而本课题将要研究的三足机器人也是模仿这一过程，当其一条腿腾空时，重心前倾，另两条机械腿与机身构成一个不稳定平衡态，这样更有利于向重心倾斜方向移动，较传统的稳定平衡态中的机器人运动方式更加迅速，节能。这种仿生的运动方式可使该类型机器人的机械足加长而不影响运动中的稳定性，从而为其较轻松跨越障碍提供了可能。并且，当适度改造其机械足，通过某种方式可以使其在一定距离上进行跃动，为其机动性的显著提升创造了可能。此外，三足仿生机器人较之二足仿生机器人来说又有稳定性好、适于崎岖地形行动等优势。
根据越障的需要，设计拥有升高重心与降低重心移动方式的机器人。并根据机器人的行走方式设计其大致外形结构。为使机器人顺利越障，考虑增长机器人的机械足，并设计机械足的位置及自由度以增强其灵活性与稳定性。为使机器人能够实现跳跃，设计机械足使其能够实现弹性势能、重力势能等与动能的相互转化。根据前期的设计构想以及项目进行中的的调整，设计团队顺利的设计出三足机器人的结构。该结构主要是一个移动平台外加摄像组件。
移动平台（机器人主体）的脚部，可以给它套上不同功能的“鞋子”，以满足不同不路面特征。膝关节处有弹跳装置，提高了其跨越障碍的能力。髋关节处配有弹簧，可以有效减轻机械腿的冲击，增强系统稳定性，并且此处“大腿”部分可以绕轴360°旋转，并配有两个运动方向垂直的舵机，使平台的灵活性得到提升。构想平台的主体结构上有一个底座借口，及通过这个底座可以搭载连接不同的功能组件，如红外探测装置、提取样本的装置、钻探装置等，以实现平台功能多样化，最大化地满足用户的需求。
并且我们已经完成了该移动平台和两个模块的设计建模、装配、爆破、动画演示环节。
这款机器人主要的创新点在于第一点模块化设计，以一个机械平台搭载功能组件的模式，充分保证了机器人的专业能力和多功能，机械平台专注机器人的移动，将功能组件安全快速运到工作环境中，而功能组件则去完成特定的任务，从而可以极大地满足不同的用户需求。第二点多样的行进方式，弹跳，机器人可以进行弹跳，在遇到已无法用普通方式逾越障碍时，膝关节弹跳结构和髋关节的避震弹簧配合，能轻松跨过一些障碍。翻转，以两条腿为支撑，第三条腿通过主体下部，同时主体也一起180°翻转，在运动过程中，先抬高中心，增加其重力势能，然后第三只腿离地，摆动，将重力势能转化为动能，实现节能降耗。普通前进，如普通机器人一样，通过腿部的侧向平移前进。获取或者了解更多机械设计大赛、工业设计大赛作品推荐可进入“3D学生汇”大赛专区了解详情。
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