CN101439736A - 全地形移动机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明属于先进制造与自动化技术领域，具体地说是一种全地形的移动机器人。包括车箱体、腿部结构和驱动轮，所述腿部结构共六套，分别安装在车箱体前、中、后，并在车箱体两侧左右对称，驱动轮共六套，分别安装在腿部结构的末端；所述腿部结构的过渡法兰盘与安装在车箱体内部的蜗轮蜗杆减速箱的输出法兰盘栓接，安装在驱动轮中间的转接法兰盘与安装在腿部结构末端的传动轴栓接。由于本发明具有六轮腿，它的移动机构为轮式，具有六条可以旋转360°的腿，采用本发明能够在平坦地形高速运动及自主过沟、越坎、爬坡等。

Description

全地形移动机器人
技术领域
本发明属于先进制造与自动化技术领域，具体地说是一种具有六轮腿、适用于全地形的移动机器人。
技术背景
随着自动化技术的不断发展，用于平坦地形、楼梯、管道等环境的移动机器人取了长足发展，有轮式、履带式、轮—腿—履带复合等结构。但具有六轮腿、适用于全地形的移动机器人却未见报道。随着移动机器人应用的逐步深入，研制一种具有六轮腿、适用于全地形的移动机器人具有很大的必要性。这种机器人可以自主过沟、越坎、爬坡等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有六轮腿、适用于全地形的移动机器人，它的移动机构为轮式，具有六条可以旋转360°的腿，能够在平坦地形高速运动及自主过沟、越坎、爬坡等。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：包括车箱体、腿部结构和驱动轮，所述腿部结构共六套，分别安装在车箱体前、中、后，并在车箱体两侧左右对称，驱动轮共六套，分别安装在腿部结构的末端；所述腿部结构的过渡法兰盘与安装在车箱体内部的蜗轮蜗杆减速箱的输出法兰盘栓接，安装在驱动轮中间的转接法兰盘与安装在腿部结构末端的传动轴栓接。腿部结构均可在蜗轮蜗杆减速箱输出法兰盘的带动下旋转，实现摆腿动作，驱动轮在传动轴的带动下旋转，实现车体移动；
所述车箱体包括箱体、腿部驱动机构和控制部分，所述腿部驱动机构和控制部分安装在箱体内；所述箱体由超硬铝焊接制成，强度高，重量轻；所述腿部驱动机构由腿部组合电机、蜗轮蜗杆减速箱和驱动器组成，蜗轮蜗杆减速箱的底座与箱体栓接，蜗轮蜗杆减速箱的输入轴与腿部组合电机通过联轴器相连，蜗轮蜗杆减速箱的输出法兰盘与腿部结构的过渡法兰盘相连，驱动腿部组合电机的驱动器安装在蜗轮蜗杆减速箱的上面；控制部分安装在箱体的中间，位于箱体的前后位置可以调整，以适应重心的需要(根据越障的要求，箱体的重心要在中间偏后的位置)；
所述腿部结构由过渡法兰盘、摆腿、驱动组合电机、伞齿轮和传动轴组成，过渡法兰盘栓接在摆腿的一端，与蜗轮蜗杆减速箱的输出法兰盘相连；驱动组合电机、伞齿轮和传动轴安装在摆腿的另一端，伞齿轮的输入轴与驱动组合电机相连，伞齿轮的输出与传动轴键连；
所述驱动轮由标准轮胎和转接法兰盘组成，与标准轮胎栓接的转接法兰盘与腿部结构的传动轴相连。
本发明具有如下优点：
1.运动速度快、效率高。本发明全地形移动机器人的移动机构为轮式结构，与履带式结构相比运动速度快、效率高，最快速度可达15Km/h。
2.爬坡和越障功能更好。本发明全地形移动机器人具有六套腿部结构，可以通过改变腿部结构与车箱体的夹角(夹角由控制部件、组合电机、蜗轮蜗杆减速箱确定)来改变全地形移动机器人的位置和姿态，这样的结构更有利于过沟和越坎。所采用的蜗轮蜗杆减速箱具有自锁功能，可以减轻电机负荷。
3.结构简单、灵活。本发明全地形移动机器人可以在多种环境中完成复杂的工作，但是自身的结构简单。两侧的驱动轮运动速度相同时，实现前进和后退，两侧的驱动轮运动速度不同时实现转弯。
附图说明
图1-1为全地形移动机器人装配结构示意图。
图1-2为图1-1的俯视图。
图1-3为图1-1的左视图。
图2为车箱体的装配结构示意图。
图3-1为腿部结构的装配结构示意图。
图3-2为图3-1的左视图
图4-1为驱动轮的装配结构示意图。
图4-2为图4-1的左视图。
图5为腿部驱动机构装配结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-1、1-2、1-3、3-1、3-2、4-1、4-2所示，全地形移动机器人由车箱体1、腿部结构2和驱动轮3三部分组成，所述腿部结构2共六套，分别安装在车箱体1的前、中、后，并在车箱体1两侧左右对称；驱动轮3共六套，分别安装在腿部结构2的末端；所述腿部结构2的过渡法兰盘7与安装在车箱体1内部的蜗轮蜗杆减速箱的输出法兰盘栓接，安装在驱动轮3中间的转接法兰盘13与安装在腿部结构末端的传动轴11栓接。六套腿部结构2均可在蜗轮蜗杆减速箱输出法兰盘的带动下旋转，实现摆腿动作，驱动轮3在传动轴11的带动下旋转，实现车体移动。
如图2、5所示，所述车箱体1包括箱体4、腿部驱动机构5和控制部分6，所述腿部驱动机构5和控制部分6安装在箱体4内；所述箱体4由硬铝焊接制成，强度高，重量轻；所述腿部驱动机构5由腿部组合电机14、蜗轮蜗杆减速箱15和驱动器16组成，蜗轮蜗杆减速箱15的底座与箱体4栓接，蜗轮蜗杆减速箱15的输入轴与腿部组合电机14通过联轴器相连，蜗轮蜗杆减速箱15的输出法兰盘与腿部结构2的过渡法兰盘7相连，驱动腿部组合电机14的驱动器16安装在蜗轮蜗杆减速箱15的上面；控制部分6为现有技术，安装在箱体4的中间，相对于箱体4的前后位置可以调整，以适应重心的需要(根据越障的要求，箱体4的重心要在中间偏后的位置)；
如图3-1、3-2、5所示，所述腿部结构2由过渡法兰盘7、摆腿8、驱动组合电机9、伞齿轮10和传动轴11组成，过渡法兰盘7栓接在摆腿8的一端，与蜗轮蜗杆减速箱15的输出法兰盘相连；驱动组合电机9、伞齿轮10和传动轴11安装在摆腿8的另一端，伞齿轮10的输入轴与驱动组合电机9相连，伞齿轮10的输出与传动轴11键连。驱动组合电机9经伞齿轮10传动，带动传动轴11旋转。由驱动器16驱动的腿部组合电机14经蜗轮蜗杆减速箱15传动，带动与过渡法兰盘7栓接的摆腿8旋转。因此，腿部结构2可以绕蜗轮蜗杆减速箱15的输出法兰盘的中心360°旋转；
如图4-1、4-2所示，所述驱动轮3由标准轮胎12和转接法兰盘13组成，与标准轮胎12栓接的转接法兰盘13与腿部结构2的传动轴11相连。传动轴11旋转带动标准轮胎12旋转，实现全地形移动机器人的运动。驱动轮3在腿部结构2的末端，当腿部结构2旋转时，驱动轮3位于车箱体1的不同位置；
如图1-1、1-2、1-3所示，所述箱体4的重心在重心偏后的位置，当位于车箱体1中间的腿部结构2绕与之相连的蜗轮蜗杆减速箱15的法兰盘中心向前旋转(带动与之相连的驱动轮3向前运动)、位于车箱体1后面的腿部结构2绕与之相连得蜗轮蜗杆减速箱15的法兰盘中心向后旋转(带动与之相连的驱动轮3向后运动)时，重心位于中间和后面的驱动轮3之间，前面的腿部结构2和与之相连的驱动轮3即可抬起，越过障碍。当位于车箱体1前面的腿部结构2绕与之相连的蜗轮蜗杆减速箱15的法兰盘中心向前旋转(带动与之相连的驱动轮3向前运动)、位于车箱体1后面的腿部结构2绕与之相连的蜗轮蜗杆减速箱15的法兰盘中心向后旋转(带动与之相连的驱动轮3向后运动)时，重心此时位于前面和后面的驱动轮3之间，中间的腿部结构2和与之相连的驱动轮3即可抬起，越过障碍。当位于车箱体1前面的腿部结构2绕与之相连的蜗轮蜗杆减速箱15的法兰盘中心向前旋转(带动与之相连的驱动轮3向前运动)、位于车箱体1中间的腿部结构2绕与之相连的蜗轮蜗杆减速箱15的法兰盘中心向后旋转(带动与之相连的驱动轮3向后运动)时，重心此时位于前面和中间的驱动轮3之间，后面的腿部结构2和与之相连的驱动轮3即可抬起，越过障碍。因此这样的结构可以适用于多种地形，而且所采用的轮式移动机构效率高、运动速度快。

Claims (5)

1.一种全地形移动机器人，其特征是：包括车箱体(1)、腿部结构(2)和驱动轮(3)，所述腿部结构(2)共六套，分别安装在车箱体(1)的前、中、后，并在车箱体(1)两侧左右对称，驱动轮(3)共六套，分别安装在腿部结构(2)的末端；所述腿部结构(2)的过渡法兰盘(7)与安装在车箱体(1)内部的蜗轮蜗杆减速箱(15)的输出法兰盘栓接，安装在驱动轮(3)中间的转接法兰盘(13)与安装在腿部结构(2)末端的传动轴(11)栓接。
2.按照权利要求1所述全地形移动机器人，其特征是：所述车箱体(1)包括箱体(4)、腿部驱动机构(5)和控制部分(6)，所述腿部驱动机构(5)和控制部分(6)安装在箱体(4)内；所述腿部驱动机构(5)由腿部组合电机(14)、蜗轮蜗杆减速箱(15)和驱动器(16)组成，蜗轮蜗杆减速箱(15)的底座与箱体(4)栓接，蜗轮蜗杆减速箱(15)的输入轴与腿部组合电机(14)通过联轴器相连，蜗轮蜗杆减速箱(15)的输出法兰盘与腿部结构(2)的过渡法兰盘(7)相连，驱动腿部组合电机(14)的驱动器(16)安装在蜗轮蜗杆减速箱(15)的上面，可以调整箱体(4)重心的控制部分(6)安装在箱体(4)的中间。
3.按照权利要求1所述全地形移动机器人，其特征是：所述腿部结构(2)由过渡法兰盘(7)、摆腿(8)、驱动组合电机(9)、伞齿轮(10)和传动轴(11)组成，栓接在摆腿(8)一端的过渡法兰盘(7)与蜗轮蜗杆减速箱(15)的输出法兰盘相连；驱动组合电机(9)、伞齿轮(10)和传动轴(11)安装在摆腿(8)的另一端，伞齿轮(10)的输入轴与驱动组合电机(9)相连，伞齿轮(10)的输出与传动轴(11)键连。
4.按照权利要求1所述全地形移动机器人，其特征是：所述驱动轮(3)由标准轮胎(12)和转接法兰盘(13)组成，与标准轮胎(12)栓接的转接法兰盘(13)与腿部结构(2)的传动轴(11)相连。
5.按照权利要求1所述全地形移动机器人，其特征是：所述箱体(4)采用超硬铝材料焊接制成。
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