CN106741260A - 升降式越障机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升降式越障机器人，包括车架，车架于前端的两侧部装设有两个前驱动轮，车架于后端的两侧部装设有两个后驱动轮，车架上装设有导向支撑架，导向支撑架的前后端均装设有可独立升降和行进的升降行进机构，前端的升降行进机构位于前驱动轮和后驱动轮之间，后端的升降行进机构们于后驱动轮后端。通过前后升降行进机构的配合可将车架撑起或者放下，以实现上下台阶的功能，该越障机器人具有结构简单可靠，成本低廉，易于制作、越障能力强的优点。

Description

升降式越障机器人

技术领域

本发明主要涉及越障机器人领域，尤其涉及一种升降式越障机器人。

背景技术

在实际应用过程中，移动机器人经常需要克服上、下台阶式的障碍。这类机器人上搭载的精密设备，往往要求在工作中保持姿态不变。现有的越障机器人，如带有摆动鳍的履带式机器人，越障能力有限，而且越障时底盘倾斜严重，不仅影响搭载设备的正常工作，而且容易导致机器人倾覆。现有的越障机器人，如仿生类的腿式机器人，虽具有较好的越障能力，然而结构及控制复杂、难以实现，而且成本高昂。现有的越障机器人，如带有摇臂的轮式机器人，虽具有自适应的优点，但是越障能力有限，且上、下台阶式障碍能力不匹配。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单可靠，成本低廉，易于制作、越障能力强、且在越障过程中能够保持底盘水平的升降式越障机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种升降式越障机器人，包括车架，所述车架于前端的两侧部装设有两个前驱动轮，车架于后端的两侧部装设有两个后驱动轮，所述车架上装设有导向支撑架，所述导向支撑架的前后端均装设有可独立升降和行进的升降行进机构，前端的升降行进机构位于前驱动轮和后驱动轮之间，后端的升降行进机构们于后驱动轮后端。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述导向支撑架包括支架和竖向导轨，所述支架固装在车架上，所述竖向导轨分装在支架的前后两端，前后两端的所述升降行进机构分别与相应端的竖向导轨滑接。

所述支架包括立柱和横梁，所述立柱固装在车架上，所述横梁固装立柱顶部，所述竖向导轨分装在横梁的前后两端。

所述升降行进机构包括驱动部件、升降杆和支撑轮，所述驱动部件装设在竖向导轨上，所述升降杆滑装在竖向导轨内并与驱动部件连接，所述支撑轮装设在升降杆底部。

所述升降杆包括立杆和横杆，所述立杆滑装在竖向导轨内并与驱动部件连接，所述横杆固装在立杆底部，所述支撑轮分装在横杆的两端部。

所述车架上开设有用于前端的升降行进机构穿过的镂空避让部。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的升降式越障机器人，只要前后升降行进机构的高度合适，不需要调整其他结构或者尺寸，就能跨越各种高度的台阶和障碍，其越障性能突出；

2、本发明的升降式越障机器人，具有同等的克服上、下台阶式障碍的能力，适应性强。

3、本发明的升降式越障机器人，在越障过程中能够始终保持车架水平，确保机器人搭载的设备正常工作。

4、本发明的升降式越障机器人，整体结构非常简单，功能可靠，成本低廉，易于制作。

附图说明

图1是本发明升降式越障机器人的立体结构示意图。

图2是本发明升降式越障机器人的仰视结构示意图。

图3是本发明升降式越障机器人的主视结构示意图。

图4是本发明升降式越障机器人中车架抬升的状态示意图。

图5是本发明升降式越障机器人中前端升降行进机构抬升的状态示意图。

图6是本发明升降式越障机器人的后端升降行进机构抬升的状态示意图。

图7是本发明升降式越障机器人上台阶的流程示意图。

图8是本发明升降式越障机器人下台阶的的流程示意图。

图中各标号表示：

1、车架；11、镂空避让部；2、前驱动轮；3、后驱动轮；4、导向支撑架；41、支架；411、立柱；412、横梁；42、竖向导轨；5、升降行进机构；51、驱动部件；52、升降杆；521、立杆；522、横杆；53、支撑轮。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图8示出了本发明升降式越障机器人的一种实施例，该越障机器人包括车架1，车架1于前端的两侧部装设有两个前驱动轮2，车架1于后端的两侧部装设有两个后驱动轮3，车架1上装设有导向支撑架4，导向支撑架4的前后端均装设有可独立升降和行进的升降行进机构5，前端的升降行进机构5位于前驱动轮2和后驱动轮3之间，后端的升降行进机构5们于后驱动轮3后端。使用时，当该机器人在平地作业时，两端的升降行进机构5与地面脱离处于高位，当需要越过台阶等障碍时，两端的升降行进机构5沿导向支撑架4下降与地面接触，进一步下降时会反向驱使导向支撑架4沿升降行进机构5向上抬升，从而带动车架1抬升，当前驱动轮2与台阶同高时，升降行进机构5向前行进并带动车架1使前驱动轮2与台阶接触，此时，前端的升降行进机构5上升至初始位置，进一步向行进使后驱动轮3与台阶接触，此时，后端的升降行进机构5上升至初始位置，从而实现上台阶，下台阶时，则只需驱动车架1转向后按上台阶的逆过程操作即可。本发明的机器人，只要前后升降行进机构5的高度合适，就能跨越各种台阶和障碍，其越障性能突出；越障过程中利用了前驱动轮2和后驱动轮3组成的轮体结构以及升降行进机构5的自行进能力，有较好的机动性；本发明的机器人，整体结构非常简单紧凑，成本低廉，易于制作。

本实施例中，导向支撑架4包括支架41和竖向导轨42，支架41固装在车架1上，竖向导轨42分装在支架41的前后两端，前后两端的升降行进机构5分别与相应端的竖向导轨42滑接。该结构中，支架41作为升降行进机构5和车架1升降的主要承载基础，而竖向导轨42则保证了升降行进机构5和车架1升降的顺畅性和快捷性。

本实施例中，支架41包括立柱411和横梁412，立柱411固装在车架1上，横梁412固装立柱411顶部，竖向导轨42分装在横梁412的前后两端。该结构中，利用立柱411和横梁412组成的支架41，其结构简单稳定，而且，取材加工非常容易。

本实施例中，升降行进机构5包括驱动部件51、升降杆52和支撑轮53，驱动部件51装设在竖向导轨42上，升降杆52滑装在竖向导轨42内并与驱动部件51连接，支撑轮53装设在升降杆52底部。该结构中，驱动部件51可驱使升降杆52作升降运动，当支撑轮53与地面接触时，驱动部件51又可通过导向支撑架4带动车架1作升降运动；支撑轮53配备有驱动电机，通过支撑轮53的行进能够带动车架1行进，其结构简单、设计巧妙。

本实施例中，升降杆52包括立杆521和横杆522，立杆521滑装在竖向导轨42内并与驱动部件51连接，横杆522固装在立杆521底部，支撑轮53分装在横杆522的两端部。该结构中，升降杆52带动横杆522作升降运动，而横杆522一方面作为支撑轮53的安装基础，另一方面，其位于竖向导轨42下方，能对升降杆52的上升以及车架1的下降形成定位。

本实施例中，车架1上开设有用于前端的升降行进机构5穿过的镂空避让部11。该镂空避让部11用于升降过程中升降行进机构5从其穿过，一方面避免形成干涉；另一方面可节省耗材。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种升降式越障机器人，包括车架（1），所述车架（1）于前端的两侧部装设有两个前驱动轮（2），车架（1）于后端的两侧部装设有两个后驱动轮（3），其特征在于：所述车架（1）上装设有导向支撑架（4），所述导向支撑架（4）的前后端均装设有可独立升降和行进的升降行进机构（5），前端的升降行进机构（5）位于前驱动轮（2）和后驱动轮（3）之间，后端的升降行进机构（5）们于后驱动轮（3）后端。

2.根据权利要求1所述的升降式越障机器人，其特征在于：所述导向支撑架（4）包括支架（41）和竖向导轨（42），所述支架（41）固装在车架（1）上，所述竖向导轨（42）分装在支架（41）的前后两端，前后两端的所述升降行进机构（5）分别与相应端的竖向导轨（42）滑接。

3.根据权利要求2所述的升降式越障机器人，其特征在于：所述支架（41）包括立柱（411）和横梁（412），所述立柱（411）固装在车架（1）上，所述横梁（412）固装立柱（411）顶部，所述竖向导轨（42）分装在横梁（412）的前后两端。

4.根据权利要求2或3所述的升降式越障机器人，其特征在于：所述升降行进机构（5）包括驱动部件（51）、升降杆（52）和支撑轮（53），所述驱动部件（51）装设在竖向导轨（42）上，所述升降杆（52）滑装在竖向导轨（42）内并与驱动部件（51）连接，所述支撑轮（53）装设在升降杆（52）底部。

5.根据权利要求4所述的升降式越障机器人，其特征在于：所述升降杆（52）包括立杆（521）和横杆（522），所述立杆（521）滑装在竖向导轨（42）内并与驱动部件（51）连接，所述横杆（522）固装在立杆（521）底部，所述支撑轮（53）分装在横杆（522）的两端部。

6.根据权利要求2或3所述的升降式越障机器人，其特征在于：所述车架（1）上开设有用于前端的升降行进机构（5）穿过的镂空避让部（11）。

7.根据权利要求5所述的升降式越障机器人，其特征在于：所述车架（1）上开设有用于前端的升降行进机构（5）穿过的镂空避让部（11）。