CN107031321A - 一种用于市政道路的多用途机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于市政道路的多用途机器人，包括机架，所述机架上设有四组行走机构，四组所述行走机构分别设于所述机架两侧的前后位置处，所述行走机构包括第一空心轴、第二空心轴和实心轴，所述第一空心轴套设于所述第二空心轴外圈，所述第二空心轴套设于所述实心轴外圈，所述第一空心轴与第二空心轴之间通过轴承连接，所述第二空心轴与实心轴之间通过轴承连接，所述第一空心轴外圈通过轴承连接于所述机架的侧壁上，所述第一空心轴的外圈位于机架外侧处设有第一输出杆，所述第二空心轴的两端长出所述第一空心轴。本发明通过四组行走机构，可实现机器人的行走，且能适应复杂地形，各个行走机构可独立调节，相互配合，具有多种行走方式，具有实用性。

Description

一种用于市政道路的多用途机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及机器人技术领域，特别是指一种用于市政道路的多用途机器人。

背景技术

[0002] 现有技术的机器人的行走可通过多种方式进行实现，但是在灵活性上均存在不足 之处，无法适应复杂地形，容易倾翻；另外现有的机器人没有又可以行走又可以飞行的，需 要改进。

发明内容

[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种用于市政道路的多用途机器人，以解决现 有技术中机器人无法适应复杂地形且可行走机器人无法飞行的技术问题。

[0004]为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种用于市政道路的多用途机器人， 包括机架，所述机架上设有四组行走机构，四组所述行走机构分别设于所述机架两侧的前 后位置处，所述行走机构包括第一空心轴、第二空心轴和实心轴，所述第一空心轴套设于所 述第二空心轴外圈，所述第二空心轴套设于所述实心轴外圈，所述第一空心轴与第二空心 轴之间通过轴承连接，所述第二空心轴与实心轴之间通过轴承连接，所述第一空心轴外圈 通过轴承连接于所述机架的侧壁上，所述第一空心轴的外圈位于机架外侧处设有第一输出 杆，所述第二空心轴的两端长出所述第一空心轴，所述第二空心轴的外圈位于所述机架外 侧处设有第二输出杆，所述第一输出杆与第二输出杆分别位于所述第一空心轴轴线的两 侧，所述实心轴的两端长出所述第二空心轴，所述实心轴上位于所述机架外侧的端部设有 蜗杆部，所述蜗杆部传动连接有蜗轮，所述蜗轮传动连接有输出齿轮，所述输出齿轮的外侧 固连有第三输出杆，所述第三输出杆与输出齿轮的轴向相垂直，所述第一输出杆的另一端 部通过万向节联轴器连接有第一随动杆，所述第二输出杆的另一端部通过万向节联轴器连 接有第二随动杆，所述第三输出杆的另一端部通过万向节联轴器连接有第三随动杆，所述 第一、第二、第三随动杆的另一端部分别通过万向节联轴器连接一着地部，所述着地部为半 球体，所述着地部上的平面部分连接有所述万向节联轴器，所述第一、第二、第三随动杆分 别包括杆套、第一弹簧和导杆，所述杆套下端设有空腔用于容置所述导杆，所述导杆位于所 述杆套内的一端部设有所述第一弹簧，所述第一弹簧的另一端连接于所述空腔的顶端，各 个随动杆上套杆的上端通过万向节联轴器与各自的输出杆相连，各个随动杆上导杆的下端 通过万向节联轴器与着地部相连；

[0005]所述第一空心轴上位于所述机架内侧处设有第一齿轮，所述机架的侧壁上设有第 一电机，所述第一电机通过齿轮啮合传动于所述第一齿轮，所述第二空心轴上位于所述机 架内侧处设有第二齿轮，所述机架的侧壁上设有第二电机，所述第二电机通过齿轮啮合传 动于所述第二齿轮，所述实心轴位于所述机架内侧处的端部设有第三齿轮，所述机架的侧 壁上还设有第三电机，所述第三电机通过齒轮嗤合传动于所述第三齿轮；

[0006]所述机架上端的四角各设有一旋翼装置，所述旋翼装置包括设于机架上的第四电 机、与第四电机相连的旋翼以及设于旋翼周圈的滑环，所述滑环与旋翼之间具有间隙，所述 第四电机驱动旋翼转动，所述滑环上设有多个滑轮组，所述滑轮组包括两个对应设置的滑 轮，所述滑轮上设有环形槽，所述滑轮组的其中一滑轮的环形槽与滑环的内径形成滚动摩 擦，另一滑轮的环形槽与滑环的外径形成滚动摩擦，所述滑轮通过轴承连接于竖轴上，所述 竖轴设于机架上。

[0007] 其中，所述万向节联轴器包括第一万向节叉、第二万向节叉和十字轴，所述第一万 向节叉的一端通过所述十字轴与第二万向节叉的一端连接。

[0008] 本发明的上述技术方案的有益效果如下：

[0009] 上述方案中，本发明通过四组行走机构，可实现机器人的行走，且能适应复杂地 形，各个行走机构可独立调节，相互配合，机架可通过行走机构的调节来升降高度，具有实 用性；另外还设有旋翼装置，可供机器人飞行用，再者旋翼装置中设有滑环，滑环即可以保 护旋翼不受损毁，又可以对机器人在行走时起导正作用，不会直接去撞墙。

附图说明

[0010] 图1为本发明的立体图。

[0011] 图2为本发明的行走机构的立体图。

[0012] 图3为本发明的随动杆的结构图。

[0013]图4为本发明的万向节联轴器的结构图。

[0014] 图5为本发明的旋翼装置的示意图。

具体实施方式

[0015] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。

[0016] 为方便说明，图1中左侧方向为前，右侧方向为后，上方为上，下方为下。

[0017]如图1至图4所示，本发明实施例提供一种用于市政道路的多用途机器人，包括机 架1，所述机架1上设有四组行走机构2,四组所述行走机构2分别设于所述机架1两侧的前后 位置处，位置分别为机架1的左前侧、右前侧、左后侧、右后侧，类似于汽车四轮安装位置，所 述行走机构2包括第一空心轴21、第二空心轴22和实心轴23,所述第一空心轴21套设于所述 第二空心轴22外圈，所述第二空心轴22套设于所述实心轴23外圈，所述第一空心轴21与第 二空心轴22之间通过轴承连接，为方便看图，图中的轴承均未图示，轴承连接为现有技术， 在此不再赘述，通过轴承连接可实现第一空心轴21与第二空心轴22同轴设置相可相对转 动，互不影响;所述第二空心轴22与实心轴23之间通过轴承连接，所述第一空心轴21外圈通 过轴承连接于所述机架1的侧壁上，所述第一空心轴21的外圈位于机架1外侧处设有第一输 出杆24,所述第二空心轴22的两端长出所述第一空心轴21，所述第二空心轴22的外圈位于 所述机架1外侧处设有第二输出杆25,所述第一输出杆24与第二输出杆25分别位于所述第 一空心轴21轴线的两侧，所述实心轴23的两端长出所述第二空心轴22，所述实心轴23上位 于所述机架1外侧的端部设有蜗杆部231，所述蜗杆部231传动连接有蜗轮232，所述蜗轮232 传动连接有输出齿轮233,所述输出齿轮233的外侧固连有第三输出杆26,所述第三输出杆 26与输出齿轮233的轴向相垂直，所述第一、第二、第三输出杆在空间上形成爪形结构，所述 第一输出杆24的另一端部通过万向节联轴器4连接有第一随动杆27,所述第二输出杆25的 另一端部通过万向节联轴器4连接有第二随动杆28,所述第三输出杆26的另一端部通过万 向节联轴器4连接有第三随动杆29,所述第一、第二、第三随动杆的另一端部分别通过万向 节联轴器4连接一着地部30,所述着地部3〇为半球体，所述着地部30上的平面部分连接有所 述万向节联轴器4,所述第一、第二、第三随动杆分别包括杆套31、第一弹簧32和导杆33,所 述杆套31下端设有空腔311用于容置所述导杆33,所述导杆33位于所述杆套31内的一端部 设有所述第一弹簧32,所述第一弹簧32的另一端连接于所述空腔311的顶端，导杆与杆套可 相互滑动，导杆、杆套和第一弹簧的设置，可以补偿随动杆在长度上的限制，使随动杆可随 运动需要伸长缩短其长度，各个随动杆上套杆的上端通过万向节联轴器4与各自的输出杆 相连，各个随动杆上导杆的下端通过万向节联轴器4与着地部30相连。

[0018]所述第一空心轴21上位于所述机架1内侧处设有第一齿轮34,所述机架1的侧壁上 设有第一电机35,所述第一电机35通过齿轮啮合传动于所述第一齿轮34,所述第二空心轴 22上位于所述机架1内侧处设有第二齿轮36，所述机架1的侧壁上设有第二电机37，所述第 二电机37通过齿轮啮合传动于所述第二齿轮36,所述实心轴23位于所述机架1内侧处的端 部设有第三齿轮38,所述机架1的侧壁上还设有第三电机39,所述第三电机39通过齿轮啮合 传动于所述第三齿轮38。

[0019]所述万向节联轴器4包括第一万向节叉41、第二万向节叉42和十字轴40,所述第一 万向节叉41的一端通过所述十字轴40与第二万向节叉42的一端连接。用于连接随动杆和输 出杆的万向节联轴器4,其上的第一万向节叉41的另一端连接输出杆，其上的第二万向节叉 42的另一端连接输出杆;用于连接随动杆和着地部的万向节联轴器4,其上的第一万向节叉 41的另一端连接随动杆，其上的第二万向节叉42的另一端连接着地部。

[0020] 第一输出杆、第二输出杆和第三输出杆需要在设定的角度范围内运动，例如以图2 中着地部的位置为基点，当驱动第三输出杆使其向上转动并保持其他两个输出杆不动，可 带动着地部向机架外侧的斜上方运动，当驱动第一输出杆使其向上转动并保持其他两个输 出杆不动，可带动着地部向机架前方的斜上方运动，也可以同时驱动多个输出杆达到不同 的运动效果。当掌握好行走机构的运动规律后，可通过电脑编程来控制各个电机的输出，从 而通过四个行走机构的配合来控制机器人的运动，例如行走，跑跳等。由于着地部可在空间 方位上做运动，使得机器人的行走机构像人的手脚一样运动灵活，可保证机器人不容易倾 覆。

[0021] 如图1和图5所示，所述机架1上端的四角各设有一旋翼装置7,所述旋翼装置7包括 设于机架1上的第四电机71、与第四电机71相连的旋翼72以及设于旋翼72周圈的滑环73,所 述滑环73与旋翼72之间具有间隙，滑环73用于保护旋翼72不受损坏，所述第四电机71驱动 旋翼72转动从而产生升力使机架1升空，所述滑环73上设有多个滑轮组，至少是图5中所示 的2组，为了提高稳定性也可以是3组以上，机架1也可以并不是图上所示的中空框架结构， 可以是一个板型结构，因此可以在机架1的上端面布置更多的滑轮组，所述滑轮组包括两个 对应设置的滑轮74,所述滑轮74上设有环形槽741，所述滑轮组的其中一滑轮的环形槽与滑 环73的内径形成滚动摩擦，另一滑轮的环形槽与滑环73的外径形成滚动摩擦，所述滑轮74 通过轴承连接于竖轴75上，所述竖轴75设于机架1上。所述滑轮组的滑轮74在同一平面上。 滑环73的设置即可以使机架在地面运动时起导正作用，防止直接碰撞墙壁，在接触墙壁时， 滑环可滚动，另外也可以起到保护旋翼的作用。

[0022]本发明的用于市政道路的多用途机器人可以在机架上加载多种工具，例如洒水装 置，道路清洁装置等，用途广泛。

[0023]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1. 一种用于市政道路的多用途机器人，包括机架，所述机架上设有四组行走机构，四组 所述行走机构分别设于所述机架两侧的前后位置处，其特征在于，所述行走机构包括第一 空心轴、第二空心轴和实心轴，所述第一空心轴套设于所述第二空心轴外圈，所述第二空心 轴套设于所述实心轴外圈，所述第一空心轴与第二空心轴之间通过轴承连接，所述第二空 心轴与实心轴之间通过轴承连接，所述第一空心轴外圈通过轴承连接于所述机架的侧壁 上，所述第一空心轴的外圈位于机架外侧处设有第一输出杆，所述第二空心轴的两端长出 所述第一空心轴，所述第二空心轴的外圈位于所述机架外侧处设有第二输出杆，所述第一 输出杆与第二输出杆分别位于所述第一空心轴轴线的两侧，所述实心轴的两端长出所述第 二空心轴，所述实心轴上位于所述机架外侧的端部设有蜗杆部，所述蜗杆部传动连接有蜗 轮，所述蜗轮传动连接有输出齿轮，所述输出齿轮的外侧固连有第三输出杆，所述第三输出 杆与输出齿轮的轴向相垂直，所述第一输出杆的另一端部通过万向节联轴器连接有第一随 动杆，所述第二输出杆的另一端部通过万向节联轴器连接有第二随动杆，所述第三输出杆 的另一端部通过万向节联轴器连接有第三随动杆，所述第一、第二、第三随动杆的另一端部 分别通过万向节联轴器连接一着地部，所述着地部为半球体，所述着地部上的平面部分连 接有所述万向节联轴器，所述第一、第二、第三随动杆分别包括杆套、第一弹簧和导杆，所述 杆套下端设有空腔用于容置所述导杆，所述导杆位于所述杆套内的一端部设有所述第一弹 簧，所述第一弹簧的另一端连接于所述空腔的顶端，各个随动杆上套杆的上端通过万向节 联轴器与各自的输出杆相连，各个随动杆上导杆的下端通过万向节联轴器与着地部相连； 所述第一空心轴上位于所述机架内侧处设有第一齿轮，所述机架的侧壁上设有第一电 机，所述第一电机通过齿轮啮合传动于所述第一齿轮，所述第二空心轴上位于所述机架内 侧处设有第二齿轮，所述机架的侧壁上设有第二电机，所述第二电机通过齿轮啮合传动于 所述第二齿轮，所述实心轴位于所述机架内侧处的端部设有第三齿轮，所述机架的侧壁上 还设有第三电机，所述第三电机通过齿轮啮合传动于所述第三齿轮； 所述机架上端的四角各设有一旋翼装置，所述旋翼装置包括设于机架上的第四电机、 与第四电机相连的旋翼以及设于旋翼周圈的滑环，所述滑环与旋翼之间具有间隙，所述第 四电机驱动旋翼转动，所述滑环上设有多个滑轮组，所述滑轮组包括两个对应设置的滑轮， 所述滑轮上设有环形槽，所述滑轮组的其中一滑轮的环形槽与滑环的内径形成滚动摩擦， 另一滑轮的环形槽与滑环的外径形成滚动摩擦，所述滑轮通过轴承连接于竖轴上，所述竖 轴设于机架上。

2. 根据权利要求1所述的万向节联轴器，其特征在于，所述万向节联轴器包括第一万向 节叉、第二万向节叉和十字轴，所述第一万向节叉的一端通过所述十字轴与第二万向节叉 的一端连接。