CN105522558B - 宽度可调的移动平台及具有其的机器人 - Google Patents

Abstract

一种宽度可调的移动平台，其包括主车体、行走部和宽度调节装置；宽度调节装置包括两个通过第一枢转轴和第二枢转轴相铰连的连杆组件，所述连杆组件包括两个设有端齿轮的连杆，两个所述连杆均与侧座可枢转地相连，且两个所述端齿轮相互啮合；丝杠分别与所述第一枢转轴和所述第二枢转轴构成转动副和螺纹副；驱动单元驱动所述丝杆转动；连接座包括丝杠连接件与固定连接件且两者相连，所述丝杠连接件的定中槽孔套装在所述丝杠上；所述固定连接件与所述侧座构成移动副且与所述主车体相连；所述侧座分别与两个行走部相连。驱动单元驱动丝杆可使得两个行走部靠近或远离主车体实现移动平台的宽度调节；采用了上述移动平台的机器人同样具有宽度调节功能。

Description

宽度可调的移动平台及具有其的机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种宽度可调的移动平台和具有该移动平台的机器人。

背景技术

移动平台的宽度对移动平台的稳定性具有重要的作用，具有宽底盘的移动平台的稳定性较好。窄底盘的移动平台可通过较为狭窄的通道，但在起伏地形中易发生横滚倾覆，稳定性不佳。因此，若移动平台的底盘的宽度可根据地形的需要调节，可提高移动平台的地形适应性。而目前对宽幅可调机器人移动平台的报道很少。

在国家自然科学基金青年基金(批准号：51205391)的支持下，本发明人团队进一步进行研究，为克服上述的问题，探索一种宽度可调的移动平台和具有该移动平台的机器人。

发明内容

本发明的一个目的旨在解决现有技术中存在的技术问题，提出一种利用宽度可调的移动平台和具有该移动平台的机器人，该移动平台及机器人的宽度可根据地形的需要进行调节，提高了移动平台和机器人的地形适应性。

根据本发明实施例的宽度可调的移动平台，包括：主车体、行走部、宽度调节装置；所述行走部为两个，分别设于所述主车体的两侧与所述主车体相连，且所述行走部包括行走部架。所述宽度调节装置与所述主车体和所述行走部相连，且所述宽度调节装置包括：两个连杆组件、第一枢转轴、第二枢转轴、丝杠、驱动单元及连接座；两个所述连杆组件分别记为第一连杆组件和第二连杆组件，且所述连杆组件包括：侧座、连杆，所述侧座与其中一个所述行走部的行走部架相连；所述连杆为两个，分别记为第一连杆和第二连杆，两个所述连杆的一端设有端齿轮，两个所述连杆以所述端齿轮轴线为轴线与所述侧座可枢转地相连，且两个所述端齿轮相互啮合；所述第一枢转轴中部设有枢转孔，通过所述第一枢转轴将所述第一连杆组件的所述第一连杆与所述第二连杆组件的所述第一连杆相铰连；所述第二枢转轴中部设有螺纹孔，通过所述第二枢转轴将所述第一连杆组件的所述第二连杆与所述第二连杆组件的所述第二连杆相铰连；所述丝杠的一端设于所述第一枢转轴的所述枢转孔内，所述丝杠与所述第一枢转轴可枢转地相连，所述丝杠与所述第二枢转轴的所述螺纹孔配合，所述丝杠与所述第二枢转轴以螺纹副相连；所述驱动单元与所述丝杠和所述第一枢转轴相连，并驱动所述丝杠转动；所述连接座包括：丝杠连接件、固定连接件；所述丝杠连接件设有定中槽孔，所述丝杠穿装在所述定中槽孔内；所述固定连接件与所述丝杠连接件相连，且所述固定连接件与所述侧座构成移动副，所述固定连接件与所述主车体相连。

根据本发明其他实施例的宽度可调的移动平台，还包括导向装置，所述导向装置包括：定导向件，所述定导向件与所述主车体相连；动导向件，所述动导向件有两件，所述动导向件与所述定导向件配合导向，且两个所述动导向件分别与两个所述行走部的行走部架相连。

可选的，根据本发明的其他实施例，所述连杆的所述端齿轮为不完整齿齿轮。

可选的，根据本发明的实施例，所述固定连接件设有导槽，所述侧座设有与之配合的导向块，所述导槽与所述导向块相互配合构成移动副。

另一可选的，根据本发明的其他实施例，所述固定连接件设有导轨，所述侧座设有与之配合的导向槽，所述导轨与所述导向槽相互配合构成移动副。

可选的，所述丝杠连接件的所述定中槽孔为圆柱孔。

可选的，所述丝杠连接件的所述定中槽孔为长槽孔，该长槽孔为封闭长槽孔或开口长槽孔。

作为进一步的可选的，根据具体实施，所述驱动单元为电机或经过减速的电机。

根据本发明的其他实施例，所述行走部为轮式行走部或履带式行走部。

此外，本发明还提出了一种机器人，其包括上述的宽度可调的移动平台。

通过上述技术方案，所述宽度调节装置的所述连接座与所述的主车体相连，所述宽度调节装置的两个所述侧座与两个所述行走部的所述行走部架相连，这样所述主车体、两个所述行走部和所述宽度调节装置连接在一起。所述宽度调节装置的两个所述连杆组件通过所述第一枢转轴和所述第二枢转轴相连，所述丝杠在所述驱动单元的带动下转动，从而控制了所述第一枢转轴和所述第二枢转轴的间距，使得所述连杆组件的两个所述连杆的端齿轮进行啮合转动，可带动两个所述侧座同时远离或靠近所丝杠。所述连接座的所述丝杠连接件的所述中槽孔被穿装在所述丝杠上，这样限制了所述连接座在垂直于丝杠轴向的移动；所述固定连接件与所述侧座构成移动副，限制了所述连接座相对所述侧座在所述丝杠的轴向运动；采用此技术方案，保证了所述连接座始终处于两个所述侧座的中间位置，以及所述第一枢转轴和所述第二枢转轴的中间位置。因为所述连接座的所述固定连接件与所述主车体相连，而两个所述侧座与所述行走部相连，当所述驱动单元带动所述丝杠转动时，可驱动两个所述行走部同时靠近或远离所述主车体，实现了移动平台的宽度调节的功能。由于移动平台的底盘的宽度可根据地形的需要调节，可提高移动平台的地形适应性。

具体而言，根据本发明的实施例的技术方案，所述固定连接件设有导槽，所述侧座设有与之配合的导向块，所述导向块设于导槽内，限制了所述固定连接件相对侧座在所述丝杠轴线方向的运动。

另一可选的，根据本发明的其他实施例的技术方案，所述固定连接件设有导轨，所述侧座设有与之配合的导向槽，所述导轨设于所述导向槽内，同样起到限制所述固定连接件相对侧座在所述丝杠轴线方向的运动。

根据本发明其他实施例的宽度可调的移动平台，还包括导向装置，采用此方案增加了所述行走部与主车体间连接强度以及移动的导向性。

可选的，根据本发明的其他实施例，所述连杆的所述端齿轮为不完整齿齿轮，因所述连杆的转动范围较小，因此所述端齿轮采用不完整齿齿轮可满足啮合传动的要求。

根据本发明的一些实施例，所述丝杠连接件的所述定中槽孔为圆柱孔，所述丝杠穿装在所述圆柱孔内后，对所述丝杠连接件在所述丝杠的径向方向进行了限位。

根据本发明的另一些实施例，所述丝杠连接件的所述定中槽孔为长槽孔。当所述丝杠连接件与所述固定连接件为可拆卸连接时，若所述长槽孔为开口长槽孔，所述长槽孔可从所述丝杠的径向套入；当所述固定连接件与所述侧座配合后，再与所述丝杠连接件连接，此结构容易装配。

作为进一步的可选的，根据具体实施，所述驱动单元为电机或经过减速的电机。

根据本发明的其他实施例，所述行走部为轮式行走部或履带式行走部，这样可形成宽度可调的轮式移动平台和宽度可调的履带时移动平台。

此外，本发明还提出了一种机器人，其包括上述的宽度可调的移动平台；由于使用上述的宽度可调的移动平台的缘故，能有实现机器人的底盘宽度的调节。

采用本发明的技术方案将能获得以下有益效果：(1)实现了移动平台的两行走部同时同步地向外或向内调节，达到移动平台宽度的调节目的；(2)采用此技术方案可以设计宽度可调的移动机器人和其他移动设备。

附图说明

图1是根据本发明实施例的移动平台的立体图

图2是图1中宽度调节装置的立体图；

图3是图2所示宽度调节装置的另一立体图；

图4是图1所示移动平台宽度较大时的状态图；

图5是图1所示移动平台宽度较小时的状态图；

图6是根据本发明另一实施例的移动平台的立体图；

图7是根据本发明另一实施例的宽度调节装置的立体图；

图8是图7所示宽度调节装置的立体图的另一立体图；

图9是图7中I处的局部放大图；

图10是利用图7所示宽度调节装置的移动平台宽度较大时的立体图；

图11是图10所示移动平台宽度较小时的立体图；

图12是具有图10所示移动平台设计的机器人结构示意图；

附图标记：

1 主车体；

2 行走部；

201 行走部架；

21 履带式行走部；

211 履带式行走部架；

22 轮式行走部；

221 轮式行走部架；

3 宽度调节装置；

30 连杆组件；

301 第一连杆；

3011 第一连杆杆体；3012 第一端齿轮；

302 第二连杆；

3021 第二连杆杆体；3022 第二端齿轮；

303 侧座；

3031 导向块；3032 导向槽；

31 第一连杆组件；

32 第二连杆组件；

33 第一枢转轴；

34 第二枢转轴；

341 螺纹孔；

35 丝杠；

36 连接座；

361 丝杠连接件；

3610 中槽孔；3611 圆柱孔；3612 长槽孔；

362 固定连接件；

3621 导槽；3622 导轨；

37 驱动单元；

4 导向装置；

41 定导向件；42 动导向件；

100 履带式移动平台；

200 轮式移动平台；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，并进一步说明本发明，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1至图12详细描述根据本发明实施例的宽幅可调移动平台，该移动平台可用于移动机器人，但不限于此。

如图1至图5所示，根据本发明实施例的宽度可调的移动平台，包括：主车体1、行走部2、宽度调节装置3。如图1所示，行走部2为两个，本实施例中，行走部2采用履带式行走部21，所述履带式行走部21包括履带式行走部架211；所述履带式行走部21分别设于主车体1的两侧与主车体1相连，宽度调节装置3与主车体1和行走部2相连。

具体而言，如图2和图3所示，宽度调节装置3包括：两个连杆组件30、第一枢转轴33、第二枢转轴34、丝杠35、驱动单元37及连接座36；两个连杆组件30分别记为第一连杆组件31和第二连杆组件32，且连杆组件30包括：侧座303、连杆；侧座303与其中一个行走部2的行走部架201相连；所述连杆为两个，分别记为第一连杆301和第二连杆302，两个所述连杆的一端均设有端齿轮，两个所述连杆以所述端齿轮轴线为轴线与侧座303可枢转地相连，且两个所述端齿轮相互啮合。在本实施例的具体结构中，第一连杆301包括第一连杆杆体3011和第一端齿轮3012，第一连杆杆体3011和第一端齿轮3012固联在一起；第二连杆302包括第二连杆杆体3021和第二端齿轮3022，第二连杆杆体3021和第二端齿轮3022固联在一起。第一连杆301和第二连杆302分别以第一端齿轮3012和第二端齿轮3022的轴线为轴线与侧座303可枢转地相连，且第一端齿轮3012和第二端齿轮3022相互啮合。第一枢转轴33中部设有枢转孔，通过第一枢转轴33将第一连杆组件31的第一连杆301与第二连杆组件32的第一连杆301相铰连；第二枢转轴33中部设有螺纹孔341，通过第二枢转轴34将第一连杆组件31的第二连杆302与第二连杆组件32的第二连杆302相铰连；丝杠35的一端设于第一枢转轴33的所述枢转孔内，丝杠35与第一枢转轴33可枢转地相连，丝杠35与第二枢转轴34的所述螺纹孔341配合与第二枢转轴34以螺纹副相连；驱动单元37与丝杠35和第一枢转轴33相连，并驱动所述丝杠转动。本实施例中，驱动单元37采用了电机，也可采用经过减速的电机。连接座36包括：丝杠连接件361、固定连接件362；丝杠连接件361设有定中槽孔3610，丝杠35穿装在所述定中槽孔3610内；固定连接件362与丝杠连接件361相连，且固定连接件362与侧座303构成移动副，固定连接件362与主车体1相连，如图1所示。

通过上述技术方案，宽度调节装置3的连接座36与所述的主车体1相连，宽度调节装置3的两个侧座303与两个行走部2的行走部架201相连，这样主车体1、两个行走部2和宽度调节装置3连接在一起。宽度调节装置3的两个连杆组件30通过第一枢转轴33和第二枢转轴34相连，丝杠35在驱动单元37的带动下转动，从而控制了第一枢转轴33和第二枢转轴34的间距，使得连杆组件30的两个所述连杆的端齿轮进行啮合转动，可带动两个侧座303同时远离或靠近丝杠35。连接座36的丝杠连接件361的所述中槽孔3610被穿装在丝杠35上，这样限制了连接座36在垂直于丝杠35轴向的移动；固定连接件362与侧座303构成移动副，限制了连接座36相对侧座303在丝杠35的轴向运动；采用此技术方案，保证了连接座36始终处于两个侧座303的中间位置，以及第一枢转轴33和第二枢转轴34的中间位置。因为连接座36的固定连接件362与主车体1相连，而两个侧座303与行走部相连，当驱动单元37带动丝杠35转动时，可驱动两个行走部同时靠近或远离主车体1，实现了移动平台的宽度调节的功能。如图4为移动平台宽度较大时的状态图，图5为所述移动平台宽度较小时的状态图。

具体而言，根据本发明的实施例，如图3所示，固定连接件362设有导槽3621，侧座303设有与之配合的导向块3031，导槽3621与导向块3031相互配合构成移动副，导向块3031设于导槽3621内，限制了固定连接件362相对侧座303在丝杠35轴线方向的运动。本实施例中，丝杠连接件361的所述定中槽孔3610为圆柱孔3611。丝杠35穿装在所述圆柱孔3611内后，对丝杠连接件361在丝杠35的径向方向进行了限位。

另一可选的，根据本发明的其他实施例，如图7和图8所示，固定连接件362设有导轨3622，侧座303设有与之配合的导向槽3032，导轨3622与导向槽3032相互配合构成移动副；本实施例中，导轨3622设于导向槽3032内，同样起到限制固定连接件362相对侧座303在丝杠35轴线方向的运动。

根据本发明的另一些实施例，如图7与图8所示，丝杠连接件361的所述定中槽孔3610为长槽孔3612。当丝杠连接件361与固定连接件362为可拆卸连接时，若所述长槽孔为开口长槽孔，所述长槽孔可从丝杠35的径向套入；当固定连接件362与侧座303配合后，再与丝杠连接件361连接，此结构容易装配。

在图1至图5的实施例中，所述连杆的所述端齿轮采用了完整齿齿轮。而根据本发明的其他实施例，所述的端齿轮采用了非完全齿齿轮，如图7与图9所示。因所述连杆的转动范围较小，因此所述端齿轮采用不完整齿齿轮可满足啮合传动的要求。

根据本发明另外的一些实施例的宽度可调的移动平台，如图6所示的实施例，还包括导向装置4，导向装置4包括：定导向件41，定导向件41与主车体1相连；动导向件42，动导向件42有两件，动导向件42与定导向件41配合导向，且两个动导向件42分别与两个行走部2的行走部架201相连。采用此方案增加了行走部2与主车体1间连接强度以及移动的导向性。

根据本发明的实施例，本发明的移动平台的行走部2可为履带式行走部，构成履带式移动平台100，如图1中所示的实施例。也可采用轮式行走部22，可构成轮式移动平台200，图10或图11中的实施例中，轮式行走部22包括轮式行走部架221，宽度调节装置3的两个侧座303分别与两个轮式行走部架221相连。其中图10为该轮式移动平台200宽度较大时的状态图，图11为其宽度较小时的状态图。

此外，本发明还提出了一种机器人，其包括上述的宽度可调的移动平台；如图12为采用了图10所示的轮式移动平台200的移动机器人。对于所述移动机器人的其他构成，已为现有技术，且为本领域的普通技术人员熟知，故不再详细描述。由于使用上述的宽度可调的移动平台的缘故，能有实现机器人的底盘宽度的调节。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种宽度可调的移动平台，其特征在于，包括：

主车体；

行走部，所述行走部为两个，分别设于所述主车体的两侧与所述主车体相连，且所述行走部包括行走部架；

宽度调节装置，所述宽度调节装置与所述主车体和所述行走部相连，且所述宽度调节装置包括：

两个连杆组件，分别记为第一连杆组件和第二连杆组件，且所述连杆组件包括：

侧座，所述侧座与其中一个所述行走部的行走部架相连；

连杆，所述连杆为两个，分别记为第一连杆和第二连杆，两个所述连杆的一端设有端齿轮，两个所述连杆以所述端齿轮轴线为轴线与所述侧座可枢转地相连，且两个所述端齿轮相互啮合；

第一枢转轴，所述第一枢转轴中部设有枢转孔，通过所述第一枢转轴将所述第一连杆组件的所述第一连杆与所述第二连杆组件的所述第一连杆相铰连；

第二枢转轴，所述第一枢转轴中部设有螺纹孔，通过所述第二枢转轴将所述第一连杆组件的所述第二连杆与所述第二连杆组件的所述第二连杆相铰连；

丝杠，所述丝杠的一端设于所述第一枢转轴的所述枢转孔内，所述丝杠与所述第一枢转轴可枢转地相连，所述丝杠与所述第二枢转轴的所述螺纹孔配合，所述丝杠与所述第二枢转轴以螺纹副相连；

驱动单元，所述驱动单元与所述丝杠和所述第一枢转轴相连，并驱动所述丝杠转动；

连接座，所述连接座包括：

丝杠连接件，所述丝杠连接件设有定中槽孔，所述丝杠穿装在所述定中槽孔内；

固定连接件，所述固定连接件与所述丝杠连接件相连，且所述固定连接件与所述侧座构成移动副，所述固定连接件与所述主车体相连。

2.根据权利要求1所述的宽度可调的移动平台，其特征在于，还包括导向装置，所述导向装置包括：

定导向件，所述定导向件与所述主车体相连；

动导向件，所述动导向件有两件，所述动导向件与所述定导向件配合导向，且两个所述动导向件分别与两个所述行走部的行走部架相连。

3.根据权利要求1所述的宽度可调的移动平台，其特征在于，所述连杆的所述端齿轮为不完整齿齿轮。

4.根据权利要求1所述的宽度可调的移动平台，其特征在于，所述固定连接件设有导槽，所述侧座设有与之配合的导向块，所述导槽与所述导向块相互配合构成移动副。

5.根据权利要求1所述的宽度可调的移动平台，其特征在于，所述固定连接件设有导轨，所述侧座设有与之配合的导向槽，所述导轨与所述导向槽相互配合构成移动副。

6.根据权利要求1所述的宽度可调的移动平台，其特征在于，所述驱动单元为电机或经过减速的电机。

7.根据权利要求1所述的宽度可调的移动平台，其特征在于，所述定中槽孔为圆柱孔。

8.根据权利要求1所述的宽度可调的移动平台，其特征在于，所述定中槽孔为长槽孔，该长槽孔为封闭长槽孔或开口长槽孔。

9.根据权利要求1所述的宽度可调的移动平台，其特征在于：所述行走部为轮式行走部或履带式行走部。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的宽度可调的移动平台。