CN104443101A - 一种用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构 - Google Patents

一种用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构 Download PDF

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Abstract

一种用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构，包括有3组相同的弧形轮（1）,每组弧形轮（1）包括弧形轮胎（2），曲线三角形轮毂（3），外盘滑动轴（4），内盘转轴（5）;所述的弧形轮（1）通过外盘滑动轴（4）与外盘（6）滑动连接并通过内盘转轴（5）与内盘（7）铰接，所述的变形轮机构还包括驱动元件舵机（8），所述的曲线三角形轮毂（3）外沿设有 L形搭接边（3-a），曲线三角形轮毂（3）外沿分别固联弧形轮胎（2），所述曲线三角形轮毂（3）上设有滑动槽（3-b）和联接孔（3-c），曲线三角形轮毂（3）三部分结构相同；两个内盘（7）分别设有三个联接孔（7-a）；两个外盘（6）分别设有三个联接孔（6-a）。

Description

一种用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构
技术领域   
本发明涉及一种越障运输车在阶梯攀爬技术中部件结构改进技术领域，尤其是涉及一种用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构。
背景技术    
国内外设计了多种结构的阶梯攀爬机器人变形轮机构，例如专利 “一种变形车轮越障车”（公告号CN203753266U）与专利“可攀爬式运输车”（公告号CN202806825U）。前者通过电机控制齿条，使两个轮片产生夹角，实现越障；后者通过两个三角支撑架的相对运动，带动铰链四杆机构，完成变形轮变形。前者只考虑了一些小障碍，面对楼梯这种实际应用中很常见的连续障碍，这种变形轮无法适应，不能完成阶梯攀爬的任务；后者由于在变形轮上使用了铰链连接，使得这种变形轮在负载状态下，很难保持变形姿态，这种变形轮在实际应用中存在稳定性差，应用价值较低的问题。
发明内容    
本发明的目的在于避免现有技术的不足而提供一种用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构，从而有效解决现有技术中的问题。
本发明是用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构，包括有3组相同的弧形轮1,每组弧形轮1包括弧形轮胎2，曲线三角形轮毂3，外盘滑动轴4，内盘转轴5; 所述的弧形轮1通过外盘滑动轴4与外盘6滑动连接并通过内盘转轴5与内盘7铰接，变形轮机构还包括驱动元件舵机8；所述的曲线三角形轮毂3外沿设有 L形搭接边3-a，曲线三角形轮毂3外沿分别固联弧形轮胎2，曲线三角形轮毂3上设有滑动槽3-b，和连接孔3-c，曲线三角形轮毂3三部分结构相同；两个内盘7分别设有三个连接孔7-a；两个外盘6分别设有三个连接孔6-a。
本发明的有益效果是：所述的用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构，该机构结构设计简单，成本较低，实现了阶梯连续障碍的攀爬，保证了阶梯攀爬的可靠性，同时增强了机器人的攀爬能力，有效解决了攀爬阶梯障碍的稳定性问题，提高了阶梯攀爬机器人在实际应用中的价值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，图2是本发明图1的局部结构放大图，图3是本发明图1的左视图，图4是本发明图1的变形状态图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，所述的用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构，包括有3组相同弧形轮1，所述的每组弧形轮1包括弧形轮胎2，曲线三角形轮毂3，外盘滑动轴4，内盘转轴5，所述的变形轮机构还包括外盘6，内盘7，舵机8，所述的曲线三角形轮毂3外沿设有L形搭接边3-a，所述的曲线三角形轮毂3外沿设有弧形轮胎2，轮毂3上设有滑动槽3-b，和连接孔3-c；两个内盘7分别设有三个连接孔7-a；两个外盘6分别设有三个连接孔6-a。
本发明是利用曲柄滑块机构的运动特性构成的变形轮机构。外盘6上均布三个外盘滑动轴4，内盘7上均布三个内盘转轴5，当舵机8带动内盘7转动时，内盘转轴5与外盘滑动轴4发生相对运动，外盘滑动轴4在曲线三角形轮毂3上的滑动槽3-b中滑动，从而使变形轮L形搭接边3-a发生错位，完成变形轮的变形。
所述的L形搭接边3-a两两相互搭接使变形轮呈圆形，三个内盘转轴5与连接孔7-a、连接孔3-c对应形成铰链连接，三个外盘滑动轴4与连接孔7-a滑动连接，外盘滑动轴4穿过滑动槽3-b，可在曲线三角形轮毂3的滑动槽3-b内滑动。
所述的一个外盘6与舵机8固联，一个内盘7与舵机8的转轴相联。舵机8初始位置时，外盘滑动轴4与内盘转轴5之间的相对距离最短，曲线三角形轮毂3的L形搭接边3-a两两搭接，变形轮整体呈圆形；当舵机8带动内盘7转动时，外盘滑动轴4沿曲线三角形轮毂3上的滑动槽3-b滑动，内盘转轴5与外盘滑动轴4发生相对运动，使变形轮搭接边发生偏移，偏移程度随外盘滑动轴4在曲线三角形轮毂3上的滑动槽3-b中的滑动而逐渐变大；如图4所示，当舵机8转动到最大位置时，外盘滑动轴4与内盘转轴5相对距离最大，所述的变形轮整体呈三边分离最大状态，即可顺利攀爬阶梯。
所述的变形轮机构，使用舵机作为动力源，实现变形轮自动变形，根据路面实际情况改变变形轮形状，适应阶梯路面攀爬，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自动攀爬阶梯。

Claims (4)

1.一种用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构，包括有3组相同的弧形轮（1）,每组弧形轮（1）包括弧形轮胎（2），曲线三角形轮毂（3），外盘滑动轴（4），内盘转轴（5）; 所述的弧形轮（1）通过外盘滑动轴（4）与外盘（6）滑动连接并通过内盘转轴（5）与内盘（7）铰接，所述的变形轮机构还包括驱动元件舵机（8），其特征在于：所述的曲线三角形轮毂（3）外沿设有 L形搭接边（3-a），曲线三角形轮毂（3）外沿分别固联弧形轮胎（2），所述曲线三角形轮毂（3）上设有滑动槽（3-b）和联接孔（3-c），曲线三角形轮毂（3）三部分结构相同；两个内盘（7）分别设有三个联接孔（7-a）；两个外盘（6）分别设有三个联接孔（6-a）。
2.根据权利要求1所述的用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构，其特征在于：所述的 L形搭接边（3-a）两两相互搭接，使变形轮呈圆形，三个内盘转轴（5）与联接孔（7-a）、联接孔（3-c）对应形成铰链联接，三个外盘滑动轴（4）与联接孔（6-a）滑动连接，外盘滑动轴（4）穿过滑动槽（3-b），能在轮毂（3）的滑动槽（3-b）内滑动。
3.根据权利要求1所述的用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构，其特征在于：所述的一个外盘（6）与舵机（8）固联，一个内盘（7）与舵机（8）的转轴相联。
4.根据权利要求1所述的用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构，其特征在于：所述的舵机（8）在初始位置时，曲线三角形轮毂（3）三部分的 L形搭接边（3-a）两两搭接，变形轮整体呈圆形，能在平坦路面行驶；舵机（8）转动到最大位置时，变形轮整体呈三边分离最大状态，实现阶梯攀爬。
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