CN104443100A - 用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构 - Google Patents

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CN104443100A CN201410659391.8A CN201410659391A CN104443100A CN 104443100 A CN104443100 A CN 104443100A CN 201410659391 A CN201410659391 A CN 201410659391A CN 104443100 A CN104443100 A CN 104443100A
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张淑珍
张阳阳
杨萍
苏军昌
李翠明
王彦云
段红燕
郑海霞
李春玲
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Lanzhou University of Technology
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Lanzhou University of Technology
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/024—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members specially adapted for moving on inclined or vertical surfaces

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Abstract

用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构，包括有货箱（1），支架（2），第一连杆（3），第二连杆（4），舵机（5），第一转臂（6），第二转臂（7），支座（8），横梁（9），阶梯攀爬机器人底盘（10），所述的支架（2）顶部设有两个压条（2-a），两侧各设有4个第一连接孔（2-b）；所述的重心调节机构有8个结构相同的第一连杆（3），所述第一连杆（3）两端设有第二连接孔（3-a）；有4个结构相同的第二连杆（4），所述的第二连杆（4）的一端设有两个第三连接孔（4-a），另一端设有一个第四连接孔（4-b）；有两个结构相同的所述横梁（9）。

Description

用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构
技术领域   
本发明涉及越障运输车在阶梯攀爬技术中部分结构的改进技术领域，尤其是涉及一种用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构。
背景技术    
国内外有多种形式的阶梯攀爬机器人重心调节机构，例如专利“一种重心可变的起重机防后倾装置及包括该装置的起重机”（公告号CN102491208A）和专利“具有多自由度调节重心功能的两轮轮椅”（公告号CN103948476A）。前者利用平衡杆自重，将平衡杆一段卡在凹槽中，形成自锁，达到重心调节的目的；后者使用配重块，通过调整配重块的位置，来实现重心调节。前者只有当平衡杆旋转角度较大时，才能形成自锁，达到重心调节的目的，不适用于阶梯攀爬过程中的重心调节；后者需要附加配重块，对阶梯攀爬机器人造成过大的负载，影响阶梯攀爬机器人的攀爬能力。与此同时，现有的阶梯攀爬机器人，主要以完成阶梯障碍物的跨越为目的，很少有在阶梯越障的基础上附加载重等实用功能，相应的对阶梯攀爬过程中的重心问题也没有充分考虑。若要将阶梯攀爬机器人应用到实际生产和社会服务中，越障过程中的重心调节问题，必然需要妥善解决。
发明内容    
本发明的目的是提供一种用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构。
本发明是用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构，包括有货箱1，支架2，第一连杆3，第二连杆4，舵机5，第一转臂6，第二转臂7，支座8，横梁9，阶梯攀爬机器人底盘10，支架2顶部设有两个压条2-a，两侧各设有4个第一连接孔2-b；所述的重心调节机构有8个结构相同的第一连杆3，所述第一连杆3两端设有第二连接孔3-a；有4个结构相同的第二连杆4，所述的第二连杆4的一端设有两个第三连接孔4-a，另一端设有一个连第四接孔4-b；有两个结构相同的所述横梁9。
本发明的有益效果是：机构简单，能实现了越障过程中的重心调节，保证了负载物体在越障过程中水平状态，同时增强了越障过程的稳定性，避免了在越障过程中出现翻车现象，有效解决了阶梯攀爬机器人负载重心平衡问题，使阶梯攀爬机器人具有可靠的实用价值。
附图说明
图1是本发明的结构原理主视图，图2是本发明图1的俯视图，图3是本发明图1的左视图，图4是本发明在机器人爬楼梯时重心调节示意图。
具体实现方式：
如图1~图4，本发明是用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构，包括有货箱1，支架2，第一连杆3，第二连杆4，舵机5，第一转臂6，第二转臂7，支座8，横梁9，阶梯攀爬机器人底盘10，支架2顶部设有两个压条2-a，两侧各设有4个第一连接孔2-b；所述的重心调节机构有8个结构相同的第一连杆3，所述第一连杆3两端设有第二连接孔3-a；有4个结构相同的第二连杆4，所述的第二连杆4的一端设有两个第三连接孔4-a，另一端设有一个连第四接孔4-b；有两个结构相同的所述横梁9。
本发明利用平行四边形机构变形时平行杆之间始终保持平行的原理，保证货箱在阶梯攀爬机器人爬越台阶时始终保持水平状态。所述的舵机5驱动所述的第一转臂6、带动所述的第二转臂7运动，通过所述的支座8带动所述的横梁9，再带动两侧所述的第二连杆4摆动。阶梯攀爬机器人在攀爬时，车体倾斜，由控制器控制所述的舵机5转动，通过所述的支架2、所述的第一连杆3、所述的第二连杆4之间的运动传递，使所述的第二连杆4处于竖直状态时，所述的支架2的中心线也处于竖直状态，从而保证固定在所述支架2上所述货箱1保持水平状态。
如图1、3、4所示，所述的用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构，第一连杆3两端设有第二连接孔3-a，所述第二连杆4的一端设有两个第三连接孔4-a，另一端设有一个第四连接孔4-b；所述的支架2上左侧两孔距LCD与右侧两孔距LCD相等，第二连杆4的两个第三连接孔4-a之间的距离LAB与支架2上两个第一连接孔2-b之间的距离LCD相等。
如图1所示，所述的第一连杆3的一端与所述的支架2通过所述的第一连接孔2-b铰接，另一端与所述的第二连杆4通过第三连接孔4-a铰接；所述的第二连杆4通过第四连接孔4-b与阶梯攀爬机器人底盘10铰接。
如图1、图2所示，所述的支架2通过其上的压条2-a与货箱1相固联。
如图1、图2、图3所示，所述第一转臂6固连在所述舵机5输出轴上，所述第二转臂7与所述的第一转臂6铰接，所述的第二转臂7与所述支座8铰接，所述的支座8与右侧横梁9相固连。
如图1、图2、图3、图4所示，所述的舵机5驱动所述第一转臂6、带动所述第二转臂7运动，通过所述的支座8带动所述横梁9，再带动两侧所述第二连杆4摆动。
如图4所示，阶梯攀爬机器人在攀爬时，车体倾斜，由控制器控制所述的舵机5转动，通过所述支架2、所述第一连杆3、所述第二连杆4之间的运动传递，使所述的第二连杆4处于竖直状态时，所述的支架2的中心线也处于竖直状态，从而保证固定在所述的支架2上所述货箱1保持水平状态。
该重心调节机构，使用舵机作为动力源，实现了自动调节货箱重心，避免了阶梯攀爬过程中重心倾斜的问题，有效地提高了阶梯攀爬机器人的实用性和可靠性，最终有利于实现阶梯攀爬机器人在实际中的应用。

Claims (7)

1.用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构，包括有货箱（1），支架（2），第一连杆（3），第二连杆（4），舵机（5），第一转臂（6），第二转臂（7），支座（8），横梁（9），阶梯攀爬机器人底盘（10），其特征在于：所述的支架（2）顶部设有两个压条（2-a），两侧各设有4个第一连接孔（2-b）；所述的重心调节机构有8个结构相同的第一连杆（3），所述第一连杆（3）两端设有第二连接孔（3-a）；有4个结构相同的第二连杆（4），所述的第二连杆（4）的一端设有两个第三连接孔（4-a），另一端设有一个第四连接孔（4-b）；有两个结构相同的所述横梁（9）。
2.根据权利要求1所述的用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构，其特征在于：所述的支架（2）通过其上的压条（2-a）与货箱（1）相固联。
3.根据权利要求1所述的用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构，其特征在于：所述的第一连杆（3）一端与所述的支架（2）通过第一连接孔（2-b）和支架（2）铰接，另一端与第二连杆（4）通过第二连接孔（3-a）和第三连接孔（4-a）相联，形成铰链连接。
4.所述的支架（2）左侧两孔距（LCD）与右侧两孔距（LCD）相等，所述第二连杆（4）上两个第三连接孔（4-a）之间的距离（LAB）与所述支架（2）上两个第一连接孔（2-b）之间的距离（LCD）相等。
5.根据权利要求1所述的用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构，其特征在于：所述的第二连杆（4）通过第四连接孔（4-b）与阶梯攀爬机器人底盘（10）形成铰链连接。
6.根据权利要求1所述的用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构，其特征在于：所述的舵机（5）转轴与所述第一转臂（6）相联，所述的第一转臂（6）与第二转臂（7）铰链连接，第二转臂（7）与所述支座（8）铰接，所述支座（8）与右侧所述横梁（9）相固连。
7.根据权利要求1所述的用于阶梯攀爬机器人的重心调节机构，其特征在于：所述的舵机（5）驱动第一转臂（6）、带动第二转臂（7）旋转，通过所述支座（8）带动所述横梁（9），带动两侧的所述第二连杆（4）摆动；控制器通过控制所述舵机（5）的转动角度，使所述第二连杆（4）保持竖直，从而保证所述货箱（1）保持水平状态。
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