CN104443114A - 一种基于倒立摆调整重心的龙行车式滑行机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于倒立摆调整重心的龙行车式滑行机器人，包括后轮、后轮架、倾斜转轴、右腿臂、质量块、摆杆、倒立摆控制装置、固定板、左腿臂、平台、前轮架、前轮，机器人的后轮架可以绕与腿臂末端的连接处自由转动，且转动轴线与地面的垂线之间有一定的夹角；在固定板上安装倒立摆装置及其控制装置，使倒立摆能绕其转轴往复摆动，从而快速调整摆动机构重心位置；机器人的转向通过平台上的控制装置控制前轮架转动实现；当倒立摆左右摆动时，促使平台和腿臂共同绕前轮架的旋转轴左右摆动，使后轮与地面的摩擦力提供机器人前进的动力。

Description

一种基于倒立摆调整重心的龙行车式滑行机器人
技术领域
本发明属于机器人技术领域，涉及一种基于倒立摆调整重心的龙行车式滑行机器人。
背景技术
机器人技术自二十世纪60年代初出现以来，其发展已经取得了长足的进步，各种各样特殊用途的机器人在现实生活中的广泛应用。目前机器人虽然多种多样，但是主要类型分为轮式，履带式，腿式，蠕动式，轮腿混合式等。目前多数机器人在轮式运动的情况下都是通过在车轮轴上安装电机等驱动装置，直接驱动车轮转动而实现机器人前进、后退或转弯等动作。然而这种驱动方式对于一些轮腿混合式机器人而言，由于要安装电机及一些配套装置，使得机器人腿部重量大大增加，从而不利于机器人驱动腿部运动。
参照溜冰运动原理，采用从动轮的运动方式，是一种新型的轮式运动方式，由于不需要在末端的轮轴上安装电机，这样可以有效的减少机器人轮子部分的重量和结构设计的复杂性。因此基于此思想，国内外对从动轮式的机器人研究也正逐渐受到广泛关注。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于倒立摆调整重心的龙行车式滑行机器人，基于龙行车的运动原理的龙行车式滑行机器人，属于从动轮式机器人的一种，具有结构及控制简单，运动形式新颖等特点。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于倒立摆调整重心的龙行车式滑行机器人，包括后轮、后轮架、倾斜转轴、右腿臂、质量块、摆杆、倒立摆控制装置、固定板、左腿臂、平台、前轮架、前轮；所述后轮安装在后轮架上，所述后轮架与右腿臂和左腿臂末端的楔形块连接，后轮架绕两腿臂旋转的倾斜转轴与地面的垂直线之间有一定的夹角；所述右腿臂的另一端与平台固定连接，所述左腿臂与右腿臂对称安装在平台上，两个腿臂之间通过固定板固定连接；所述倒立摆控制装置安装在固定板上，所述摆杆的一端安装在倒立摆控制装置上，所述摆杆的摆动轴线处于固定板的中点位置；所述摆杆的另一端与质量块固定连接；所述前轮安装在前轮架上，前轮架的转向通过平台内部的转向控制装置控制。
所述左腿臂和右腿臂之间夹角为钝角。
所述右腿臂和左腿臂的末端连接处也可采用U型结构，后轮架连接安装在U型结构上，使连接处形成一个转动副；U型结构的上下两个孔大小相等，两个孔中心的连线与地面垂线之间有一定的夹角，因此后轮架的旋转轴线与地面的垂线之间有一定的夹角。
所述右腿臂和左腿臂之间固定安装一个龙门架，所述钟摆控制箱安装在龙门架的横梁中心位置，所述摆杆的一端安装在钟摆控制箱上，另一端与质量块固定连接。
本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著进步：
本发明通过结合倒立摆的特性和龙行车的运动原理实现一种新的从动轮式机器人的运动形式。本发明作为一种从动轮式机器人，具有控制自由度少，控制简单的特点。本发明的机器人有很强的趣味性，可用于娱乐表演，也可以作为非完整约束研究实验的平台，应用于科学研究。
附图说明
图1是本发明实施例1的斜轴测图。
图2是本发明实施例2的斜轴测图。
图3是本发明实施例3的斜轴测图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例作进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种基于倒立摆调整重心的龙行车式滑行机器人，包括后轮1、后轮架2、倾斜转轴3、右腿臂4、质量块5、摆杆6、倒立摆控制装置7、固定板8、左腿臂9、平台10、前轮架11、前轮12；所述后轮1安装在后轮架2上，所述后轮架2与右腿臂4和左腿臂9末端的楔形块连接，后轮架2绕两腿臂旋转的倾斜转轴3与地面的垂直线之间有一定的夹角；所述右腿臂4的另一端与平台10固定连接，所述左腿臂9与右腿臂4对称安装在平台10上，两个腿臂之间通过固定板8固定连接；所述倒立摆控制装置7安装在固定板8上，所述摆杆6的一端安装在倒立摆控制装置7上，所述摆杆6的摆动轴线处于固定板8的中点位置；所述摆杆6的另一端与质量块5固定连接；所述前轮12安装在前轮架11上，前轮架11的转向通过平台10内部的转向控制装置控制。所述左腿臂9和右腿臂4之间夹角为钝角。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，所述右腿臂4和左腿臂9的末端连接处采用U型结构，后轮架2连接安装在U型结构上，使连接处形成一个转动副；U型结构的上下两个孔大小相等，两个孔中心的连线与地面垂线之间有一定的夹角，因此后轮架2的旋转轴线与地面的垂线之间有一定的夹角。
实施例3
如图3所示，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，所述右腿臂4和左腿臂9之间固定安装一个龙门架22，所述钟摆控制箱21安装在龙门架22的横梁中心位置，所述摆杆6的一端安装在钟摆控制箱21上，另一端与质量块5固定连接。 

Claims (4)

1.一种基于倒立摆调整重心的龙行车式滑行机器人，其特征在于，包括后轮（1）、后轮架（2）、倾斜转轴（3）、右腿臂（4）、质量块（5）、摆杆（6）、倒立摆控制装置（7）、固定板（8）、左腿臂（9）、平台（10）、前轮架（11）、前轮（12）；所述后轮（1）安装在后轮架（2）上，所述后轮架（2）与右腿臂（4）和左腿臂（9）末端的楔形块连接，后轮架（2）绕两腿臂旋转的倾斜转轴（3）与地面的垂直线之间有一定的夹角；所述右腿臂（4）的另一端与平台（10）固定连接，所述左腿臂（9）与右腿臂（4）对称安装在平台（10）上，两个腿臂之间通过固定板（8）固定连接；所述倒立摆控制装置（7）安装在固定板（8）上，所述摆杆（6）的一端安装在倒立摆控制装置（7）上，所述摆杆（6）的摆动轴线处于固定板（8）的中点位置；所述摆杆（6）的另一端与质量块（5）固定连接；所述前轮（12）安装在前轮架（11）上，前轮架（11）的转向通过平台（10）内部的转向控制装置控制。
2.根据权利要求1所述的基于倒立摆调整重心的龙行车式滑行机器人，其特征在于，所述左腿臂（9）和右腿臂（4）之间夹角为钝角。
3.根据权利要求1所述的基于倒立摆调整重心的龙行车式滑行机器人，其特征在于，所述右腿臂（4）和左腿臂（9）的末端连接处采用U型结构，后轮架（2）连接安装在U型结构上，使连接处形成一个转动副；U型结构的上下两个孔大小相等，两个孔中心的连线与地面垂线之间有一定的夹角，因此后轮架（2）的旋转轴线与地面的垂线之间有一定的夹角。
4.根据权利要求1所述的基于倒立摆调整重心的龙行车式滑行机器人，其特征在于，所述右腿臂（4）和左腿臂（9）之间固定安装一个龙门架（22），所述钟摆控制箱（21）安装在龙门架（22）的横梁中心位置，所述摆杆（6）的一端安装在钟摆控制箱（21）上，另一端与质量块（5）固定连接。
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