CN107776692B - 移动机器人及其行进方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人的技术领域，提供了一种移动机器人，包括机架、主体轴、行进装置、可使主体轴转动摆动装置以及控制装置，行进装置均包括与主体轴连接的车轮架、设置在车轮架上的驱动轮、使驱动轮转动的动轮驱动件和设置在车轮架上并由驱动轮带动转动的从动轮。与现有技术对比，可有效减少机架内所需要的安装空间以及零部件的数量，安装有控制装置和电池组件的机架的宽度也较小，从而实现移动机器人小型化、轻量化、低成本化的结构设计，并能应对更为复杂的地形。本发明还提供一种行进方法，与现有技术对比，通过控制行进装置相对机架转动，改变机架的离地间隙和重心，以实现楼梯攀爬和障碍的翻越。

Description

移动机器人及其行进方法

技术领域

本发明涉及机器人的技术领域，尤其是涉及一种移动机器人及其行进方法。

背景技术

近年来，伴随自然灾害和人为灾害频繁发生，对本国造成重大的人员伤亡和财产损失；在灾难发生后，由于灾害现场情况复杂，具有多种未知危险，如辐射、生化危险、高温、高湿等，在未探明这些危险前处置这些灾难事故时，又极易对救援人员产生二次伤害，因此如何侦察探明灾害发生后的现场情况，成为移动机器人应用的一个重要课题。

得益于控制技术及传感器技术的进步，排爆机器人得到了广泛的应用，有效的减少了在处置危化品时人员人身伤害。由于排爆机器人使用环境不确定、地形多样，故要求排爆机器人应具有较强的通过能力及爬坡越障能力。

目前，单纯轮式结构排爆机器人无法满足爬楼梯的要求；国内外多采用的履带式加翻转摆臂结构的机器人，虽然具有良好的越障能力，然而，由于在车体上设置履带，故车体的宽度过大，在事故现场进行勘察、搜救等任务时，容易因车体宽度的受到限制而无法在狭窄的空间中实施任务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种移动机器人及其行进方法，旨在解决现有技术中，由于机器人的驱动单元均是安装在车体内，再通过传动机构传递给执行机构，导致车体的体积和重量过大，且结构复杂不便于维护的缺陷。

本发明提供的一种移动机器人，包括：

机架；

两个主体轴，分别以可转动地方式支承在所述机架上，两个主体轴的轴线彼此平行且并排设置；

四个行进装置，两两成对设置，并分别以不可相对主体轴转动的方式连接于各主体轴的端部；每个行进装置均包括与所述主体轴连接的车轮架、设置在所述车轮架上的驱动轮、使所述驱动轮转动的动轮驱动件和设置在所述车轮架上并由驱动轮带动转动的从动轮，车轮架与主体轴的连接处位于该车轮架的驱动轮与从动轮之间；

两个摆动装置，用于使主体轴绕主体轴的轴线转动，两个摆动装置分别与两个主体轴一一对应；以及

控制装置，用于控制所述行进装置移动和控制所述行进装置相对所述机架摆动，所述控制装置设置在所述机架上并由所述机架支撑。

进一步地，所述动轮驱动件为轮毂电机，所述轮毂电机包括固定在所述车轮架上的内定子和外转子，所述驱动轮包括套设于所述外转子的外周并与外转子固定的轮圈；各所述行进装置均还包括连接在所述驱动轮与所述从动轮之间的传动链条。

或者，各所述行进装置均还包括绕装在所述驱动轮和所述从动轮上并由所述驱动轮驱动转动的履带。

进一步地，所述从动轮包括主体部和连接在所述主体部相对两侧的两个连接部；各所述行进装置均还包括用于调节履带张紧度的两个履带张紧装置，两个履带张紧装置分别与两个连接部一一对应；每个履带张紧装置均包括固定在车轮架上的固定块、滑动设置在所述车轮架上并用于安装连接部的滑块和驱动所述滑块移动的滑块驱动件。

进一步地，每个所述车轮架上设置有至少一个导轮组件，所述导轮组件包括固定在车轮架上的安装座和以可转动地方式支承在所述安装座上的多个导轮。

进一步地，所述动轮驱动件为轮毂电机，所述轮毂电机包括固定在所述车轮架上的内定子和外转子，所述驱动轮包括套设于所述外转子的外周并与外转子固定的轮圈。

或者，所述动轮驱动件为直流电机，所述直流电机具有与所述驱动轮连接的输出轴。

进一步地，每个所述摆动装置均包括推杆、使推杆在沿推杆的长度方向上移动的推杆驱动件以及一端与所述推杆铰接的摇臂，所述摇臂的另一端以不可相对主体轴转动的方式与主体轴连接，所述推杆驱动件铰接在所述机架上；

或者，每个所述摆动装置均包括以不可相对主体轴转动的方式套设在所述主体轴上的第一锥齿轮、与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮以及使所述第二锥齿轮转动的锥齿轮驱动件；

或者，每个所述摆动装置均包括以不可相对主体轴转动的方式套设在所述主体轴上的传动蜗轮、与所述传动齿轮啮合的传动蜗杆以及使所述传动蜗杆转动的蜗杆驱动件。

进一步地，所述行进装置包括用于可拆除地固定在主体轴上的定位装置；所述定位装置包括固定在所述车轮架上的外套筒、设置在所述外套筒内的外锥圈、设置在所述外锥圈内的内锥弹圈以及设置在所述外锥圈和所述内锥弹圈之间的锁合机构，内锥弹圈具有供所述主体轴的端部置入的插入空间；所述锁合机构包括挡圈、与所述挡圈同轴设置的压紧圈以及用于驱动所述压紧圈和所述挡圈相对移动并在二者相向移动时对内锥弹圈的外周表面施加径向压力使内锥弹圈压设在主体轴端部上的多个紧固件。

本发明提供的一种行进方法，包括以下步骤：

a)提供一移动机器人，该移动机器人包括机架、两个主体轴、四个行进装置、两个摆动装置和控制装置；两个主体轴分别为以可转动地方式支承在所述机架上的前侧主体轴和后侧主体轴；四个行进装置分别为以不可相对主体轴转动的方式连接于前侧主体轴的端部的前右行进装置和前左行进装置，以及以不可相对主体轴转动的方式连接于后侧主体轴的端部的后右行进装置和后左行进装置，每个行进装置均包括与主体轴连接的车轮架、设置在所述车轮架上的驱动轮、使所述驱动轮转动的动轮驱动件和设置在所述车轮架上并由驱动轮带动转动的从动轮，车轮架与主体轴的连接处位于该车轮架的驱动轮与从动轮之间；两个摆动装置分别为使前侧主体轴转动的前摆动装置和使后侧主体轴转动的后摆动装置；

b)通过控制装置控制前摆动装置使前右行进装置和前左行进装置的前端向上摆动，以增大机架的离地间隙；

c)待前右行进装置和前左行进装置的前端高于障碍物后，通过控制装置控制后右行进装置和后左行进装置的动轮驱动件使机架向障碍物的方向行进，行进的同时，控制后摆动装置使后右行进装置和后左行进装置的前端向上摆动；

d)待前右行进装置和前左行进装置移动至障碍物上方时，控制前右行进装置和前左行进装置的前端向下摆动复位，并在后右行进装置和后左行进装置移动至障碍物上方时，控制后右行进装置和后左行进装置的前端向下摆动复位；

e)在前右行进装置和前左行进装置的前端越过障碍物后，控制装置控制前右行进装置和前左行进装置的前端向下摆动，并在后右行进装置和后左行进装置的前端越过障碍物后，控制装置控制后右行进装置和后左行进装置的前端向下摆动；以及

f)在后右行进装置和后左行进装置的后端离开障碍物后，分别控制各行进装置摆动复位。

与现有技术对比，本发明提供的移动机器人，包括机架、四个行进装置和使行进装置相对机架转动的摆动装置，每个行进装置包括驱动轮、使所述驱动轮转动的动轮驱动件和设置在所述车轮架上并由驱动轮带动转动的从动轮，这样，每个行进装置均具有独立的驱动单元，省略了原本结构较为复杂的传动机构，机架内可仅安装控制装置和电池组件即可，故可有效减少机架内所需要的安装空间以及零部件的数量，安装有控制装置和电池组件的机架的宽度也较小，从而实现移动机器人小型化、轻量化、低成本化的结构设计；另外，四个行进装置能够独立运动，使整机具有六自由度，能应对更为复杂的地形。

与现有技术对比，本发明提供的行进方法，通过控制行进装置相对机架转动，改变机架的离地间隙和重心，以实现楼梯攀爬和障碍的翻越。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的移动机器人的立体示意图；

图2是本发明实施例一提供的移动机器人的分解示意图；

图3为图1中I-I面的剖视示意图；

图4是本发明实施例一提供的行进装置的立体示意图；

图5是本发明实施例一提供的行进装置省略上部履带时的立体示意图；

图6为图4中II-II面的剖视示意图；

图7是本发明实施例一提供的定位装置的剖视示意图；

图8是本发明实施例一提供的定位装置的分解示意图；

图9是本发明实施例二提供的移动机器人的立体示意图；

图10是本发明实施例二提供的行进装置的立体示意图；

图11是本发明实施例三提供的行进装置的立体示意图；

图12是本发明实施例四提供的移动机器人的俯视示意图；

图13是本发明实施例五提供的移动机器人的俯视示意图。

主要元件符号说明

100：移动机器人

10：机架 11：容置空间

12：转轴支撑板

20：主体轴 21：第一主体轴

22：第二主体轴 201：车轮轴

202：连接轴 203：管接件

30：行进装置 31：第一行进装置

32：第二行进装置 33：第三行进装置

34：第四行进装置 301：车轮架

302：驱动轮 3021：轮圈

3022：齿轮片

303：动轮驱动件

3031：内定子 3032：外转子

3033：输出轴 3034：第一传动轮3035：第二传动轮

304：从动轮 3041：主体部

3042：连接部

305：履带

306：履带张紧装置 3061：固定块

3062：滑块 3063：滑块驱动件3064：导向滑槽

307：导轮组件 3071：安装座

3072：导轮

308：传动链条

40：摆动装置 41：第一摆动装置

42：第二摆动装置 401：推杆

402：推杆驱动件 403：摇臂

404：第一锥齿轮 405：第二锥齿轮

406：锥齿轮驱动件 407：传动蜗轮

408：传动蜗杆 409：蜗杆驱动件

50：控制装置

60：定位装置

61：外套筒 611：壁部

612：支撑部

62：外锥圈 621：第一导向配合斜面

622：第三导向配合斜面

63：内锥弹圈 631：插入空间

632：第二导向配合斜面 633：第四导向配合斜面

64：锁合机构

641：挡圈 641a：第三端

641b：第四端 6411：第三导向斜面

6412：第四导向斜面

642：压紧圈 642a：第一端

642b：第二端 6421：第一导向斜面

6422：第二导向斜面

65：紧固件

D1：第一方向 D2：第二方向

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为叙述方便，下文中所称的“前”“后”“左”“右”“上”“下”与附图本身的前、后、左、右、上、下方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

实施例一

如图1至所示，本实施例提供的移动机器人100，包括机架10、主体轴20、以不可相对主体轴20转动的方式与主体轴20连接的行进装置30、驱动主体轴20转动的摆动装置40、控制装置50以及电池组件，主体轴20、控制装置50和电池组件安装在机架10上并由机架10支撑，控制装置50用于控制行进装置30移动和控制行进装置30绕主体轴20相对机架10摆动，电池组件对上述的行进装置30、摆动装置40和控制装置50进行供电。值得一提的是，由于控制装置50及电池组件为核心部件，且易损坏，因此将上述的电池组件和控制装置50单独作为一个模块封装，整体密封在机架10上，并具备防水功能，当控制部分发生损坏时，可对整个模块进行更换，减少维护时间与维护手续。

参见图2，机架10，作为承载单元，其包括一容置空间11和一对转轴支撑板12，上述一体封装的电池组件和控制装置50可拆除地固定在容置空间11内。主体轴20，以可转动地方式支承在机架10的转轴支撑板12上。在本实施例中，两个转轴支撑板12均沿第一方向D1(图示中的D1方向)延伸，并在第二方向D2(图示中的D2方向)上间隔设置。主体轴20的数量为但不局限于两个，分别为安装在机架10前侧(图示的前侧)的第一主体轴21和安装在后侧(图示的后侧)的第二主体轴22，第一和第二主体轴21、22分别通过一轴承座连接在转轴支撑板12上，第一和第二主体轴21、22的轴线均沿平行于第二方向D2的方向延伸。

参见图2和3，第一和第二主体轴21、22均采用中空的结构，并均包括两个车轮轴201和连接在两个车轮轴201之间的连接轴202，中空的车轮轴201通过一轴承座安装在转轴支撑板12上，车轮轴201的一端用于连接行进装置30，另一端通过管接件203与中空的连接轴202固定连接，容易理解的是，可在第一和第二主体轴21、22的内部在放置有电缆，行进装置30安装至主体轴20上后，通过电缆与电池组件和控制装置50连接。

当然，车轮轴201和连接轴202也可以一体成型。

参见图1至3，摆动装置40，与主体轴20连接并使主体轴20绕主体轴20的轴线转动，两个摆动装置40分别与两个主体轴20一一对应。在本实施例中，摆动装置40的数量为但不局限于两个，分别为与第一主体轴21连接的第一摆动装置41和与第二主体轴22连接的第二摆动装置42。需要说明的是，第一和第二摆动装置41、42分别位于机架10的相对两侧上，第一摆动装置41和第二摆动装置42的结构基本相同，下面以第一摆动装置41为例简要说明第一摆动装置41和第二摆动装置42的结构。

第一摆动装置41包括推杆401、推杆驱动件402以及摇臂403，推杆驱动件402为但不局限于气缸或电动缸，其中，第一摆动装置41的推杆驱动件402一端铰接在转轴支撑板12的外侧，推杆401设置在推杆驱动件402上，在推杆驱动件402的驱动下，推杆401可在沿推杆401的长度方向上相对推杆驱动件402移动，摇臂403的一端与推杆401铰接，另一端以不可相对第一主体轴21的车轮轴201转动的方式与该车轮轴201固定连接。可以理解的是，通过控制装置50控制推杆驱动件402的伸缩，使推杆401拉动摇臂403旋转，并带动第一和第二主体轴21、22绕主体轴20的轴线转动，从而实现驱动与主体轴20连接的行进装置30相对机架10的摆动。特别的是，通过行进装置30相对机架10的摆动，可改变机架10的离地间隙，使本实施例的移动机器人100具备越障和爬坡的能力。

参见3至5，行进装置30，作为移动机器人100的驱动单元，配置在主体轴20的端部，并带动机架10行走。在本实施例中，行进装置30的数量为但不局限于四个，两两成对设置，且同个主体轴20上的两个行进装置30，在机架10的中线呈基本对称地设置。四个行进装置30分为第一行进装置31(图示中的前右行进装置，下面统称第一行进装置31)、第二行进装置32(图示中的前左行进装置，下面统称第二行进装置32)、第三行进装置33(图示中的后右行进装置，下面统称第三行进装置33)和第四行进装置34(图示中的后右行进装置30，下面统称第四行进装置34)，其中，第一和第二行进装置31、32分别以不可相对第一主体轴21转动的方式连接于第一主体轴21的端部，第三和第四行进装置33、34分别以不可相对第二主体轴22转动的方式连接于第二主体轴22的端部。第一、第二、第三和第四行进装置31、32、33、34的结构可以相同(如均采用图3-5所示结构，或均采用图10所示结构)或相似(例如其中一个或几个采用图3-5所示结构而另外几个或一个采用图10所示结构)，下面以第一行进装置31为例简要说明第一、第二、第三和第四行进装置31、32、33、34的结构。

参见图4至6，本实施例提供的行进装置30为履带式结构，其具有较强的地面通过性，能在沙石，沙地等路面上行驶。具体地，第一行进装置31包括与第一主体轴21连接的车轮架301、以可转动地方式设置在车轮架301上的驱动轮302、使驱动轮302绕该驱动轮302的中心转动的动轮驱动件303、以可转动地方式设置在车轮架301上并由驱动轮302带动转动的从动轮304以及履带305，从动轮304与驱动轮302在平行于第一方向D1的方向并排设置。履带305可以是柔性履带，该柔性履带为但不局限于皮带，履带305绕装后，其内表面分别与驱动轮302和从动轮304的外周表面接合，并由驱动轮302驱动转动。值得一提的是，将驱动单元模块化设计，当动轮驱动件303发生故障时，单独更换模块(即更换行进装置30)，减少整机维护所需花费的时间，简化机器人的维护工作。

其中，车轮架301用于安装上述的部件并对上述部件进行支撑，车轮架301以不可相对主体轴20转动的方式与第一主体轴21连接，车轮架301与第一主体轴21的连接处位于该车轮架301的驱动轮302与从动轮304之间，可以理解的是，在摆动装置40驱动下，车轮架301绕连接处相对机架10转动，以改变行进装置30与地面的接触方式。

如图5和6所示，本实施例提供的动轮驱动件303为轮毂电机，轮毂电机包括固定在车轮架301上的内定子3031和外转子3032，驱动轮302包括套设于外转子3032的外周并与外转子3032固定的轮圈3021，该驱动轮302的轮圈3021与轮毂电机共同构成行进装置30的驱动部件。从动轮304包括主体部3041和连接在主体部3041相对两侧的两个连接部3042，连接部3042通过轴承座安装在车轮架301上。履带305绕装在驱动轮302的轮圈3021和从动轮304上，轮圈3021的外周表面上形成有构造齿，该构造齿可与形成在履带305内表面上的互补构造接合。需要说明的是，采用轮毂电机驱动，轮毂电机与驱动轮302一体化设计，相对于传统的机器人在车体内安装驱动电机，然后使用传动机构再驱动车轮的形式，本结构可减少车体内电机安装所需要的空间，并减少中间的传动机构和零配件。这样，能够较好地实现产品整体的小型化、轻量化、低成本化生产。使用时，将行进装置30安装到机架10后，通过控制装置50控制轮毂电机驱动履带305前进，该结构具有良好的适用性，不受机架10尺寸空间限制，可适用于多种车轮结构。

参见图4至6，作为进一步地优化，每个行进装置30均还包括用于调节履带305张紧度的两个履带张紧装置306，两个履带张紧装置306分别与两个连接部3042一一对应。具体地，每个履带张紧装置306均包括固定块3061、滑块3062和滑块驱动件3063。每个滑块3062上均设置有用于支承从动轮304连接部3042的轴承座，滑块3062具有沿平行于第一方向D1的方向延伸的导向滑槽3064，通过螺钉伸入导向滑槽3064内，将滑块3062以可在平行于第一方向D1的方向上相对车轮架301滑动的方式滑动设置在车轮架301上，固定块3061通过螺钉等一切现有的固定方式安装在机架10上，滑块驱动件3063为但不局限于气缸，滑块驱动件3063的一端与固定块3061，另一端与滑块3062连接。容易理解的是，通过履带张紧装置306，可以调整驱动轮302与从动轮304之间的间距，方便履带305的更换和张紧度的调节。

参见图5，作为进一步地优化，每个行进装置30均还包括设置在车轮架301上的导轮组件307，导轮组件307包括固定在车轮架301上的安装座3071和以可转动地方式支承在安装座3071上的多个导轮3072。具体地，导轮组件307大致位于车轮架301的中部，导轮组件307中的多个导轮3072分为两排，两排导轮3072在平行于第二方向D2的方向上间隔设置，每个排导轮3072的各导轮3072在平行于第一方向D1的方向上并排设置，每个导轮3072的外表面与履带305的内表面接触并对履带305进行支撑。通过导轮组件307的设置，可对履带305进行传动，另外，在行走装置的移动过程中可防止履带305局部因受力过大而变形，增加了移动的平稳性。值得一提的是，上述的导轮3072可通过弹性元件与安装座3071弹性连接，弹性元件的弹力可对导轮3072的受力进行缓冲，从而避免导轮3072因受力过大导致损坏。

参见图3至7，为了实现对行进装置30的快速更换，行进装置30还包括与主体轴20连接的定位装置60。定位装置60包括外套筒61、设置在外套筒61内的外锥圈62、设置在外锥圈62内的内锥弹圈63以及设置在外锥圈62和内锥弹圈63之间的锁合机构64，内锥弹圈63具有供主体轴20端部置入的插入空间631。外套筒61通过螺钉、焊接等一切现有的固定方式固定安装在车轮架301上，外套筒61的位置优选在车轮架301的中部，定位装置60中心和驱动轮302中心的间距与定位装置60中心和从动轮304中心的间距基本相同。

从图7可以看出，锁合机构64包括分别与外锥圈62的内壁和内锥弹圈63的外周面抵接的挡圈641、与挡圈641同轴设置的压紧圈642以及用于驱动压紧圈642和挡圈641相对移动并在二者相向移动时对内锥弹圈63的外周表面施加径向压力使内锥弹圈63压设在主体轴20端部上的多个紧固件65。具体地，外套筒61包括环形的壁部611和由壁部611的内壁一端向内伸出的支撑部612，支撑部612用于限制挡圈641移出外套筒61。外锥圈62、内锥弹圈63的周向上均具有一缺口。紧固件65为但不局限于螺栓，多个紧固件65环绕压紧圈642的轴线等间距设置，紧固件65分别与压紧圈642和挡圈641螺纹连接，拧转紧固件65，可使压紧圈642和挡圈641相对移动。

如图7所示，压紧圈642具有靠近挡圈641的第一端642a和与第一端642a相对的第二端642b，压紧圈642的外周面具有由第二端642b向第一端642a并向内倾斜延伸的第一导向斜面6421，压紧圈642的内壁具有由第二端642b向第一端642a并向外倾斜延伸的第二导向斜面6422；外锥圈62的内壁具有用于与第一导向斜面6421抵接的第一导向配合斜面621，内锥弹圈63的外周面具有用于与第二导向斜面6422抵接的第二导向配合斜面632。挡圈641具有靠近压紧圈642的第三端641a和与第三端641a相对的第四端641b，挡圈641的外周面具有由第四端641b向第三端641a并向内倾斜延伸的第三导向斜面6411，挡圈641的内壁具有由第四端641b向第三端641a并向外倾斜延伸的第四导向斜面6412；外锥圈62的内壁具有用于与第三导向斜面6411抵接的第三导向配合斜面622，内锥弹圈63的外周面具有用于与第四导向斜面6412抵接的第四导向配合斜面633。容易理解的是，在压紧圈642与挡圈641相向移动时，会对外锥圈62产生径向向外的压迫力，同时对内锥弹圈63产生径向向内的压迫力，从而将置入在插入空间631中的主体轴20端部压紧；在压紧圈642与挡圈641反向移动时，作用在主体轴20端部的压紧消除，主体轴20与定位装置60分离，这样，可实现定位装置60的快速更换，且便于对整机的维护。

作为进一步地优化，本实施例的移动机器人100还包括用于检测行进装置30相对机架10转动角度的角度传感器(图未示)，在本实施例中，角度传感器为但不局限于两个，两个角度传感器可以分别设置在摆动装置40内，角度传感器与控制装置50连接并通信，以便于控制装置50对行进装置30复位时摆动的角度进行控制。

本实施例还提供一种上述移动机器人100的行进方法，包括以下步骤：

a)提供一移动机器人100；

b)通过控制装置50控制前摆动装置40使第一行进装置31和第二行进装置32的前端向上摆动，以增大机架10的离地间隙；

c)待第一行进装置31和第二行进装置32的前端高于障碍物后，通过控制装置50控制第三行进装置33和第四行进装置34的动轮驱动件303使机架10向障碍物的方向行进，行进的同时，控制后摆动装置40使第三行进装置33和第四行进装置34的前端向上摆动；

d)待第一行进装置31和第二行进装置32移动至障碍物上方时，控制第一行进装置31和第二行进装置32的前端向下摆动复位，并在第三行进装置33和第四行进装置34移动至障碍物上方时，控制第三行进装置33和第四行进装置34的前端向下摆动复位；

e)在第一行进装置31和第二行进装置32的前端越过障碍物后，控制装置50控制第一行进装置31和第二行进装置32的前端向下摆动，并在第三行进装置33和第四行进装置34的前端越过障碍物后，控制装置50控制第三行进装置33和第四行进装置34的前端向下摆动；以及

f)在第三行进装置33和第四行进装置34的后端离开障碍物后，分别控制各行进装置30摆动复位。

实施例二

下面结合附图9和10仅就与前一实施例中不同之处作详细说明。

参见图9和10，本实施例提供的行进装置30为双轮式结构，具有翻转功能，可实现类似摆臂的功能，使机器人具有爬楼梯、越障等功能。该行进装置30包括与主体轴20连接的车轮架301、以可转动地方式设置在车轮架301上的驱动轮302、使驱动轮302绕该驱动轮302的中心转动的动轮驱动件303、以可转动地方式设置在车轮架301上并由驱动轮302带动转动的从动轮304以及连接在驱动轮302与从动轮304之间的传动链条308，从动轮304与驱动轮302在平行于第一方向D1的方向并排设置，驱动轮302通过传动链条308带动从动轮304转动。值得一提的是，车轮架301上设置有定位装置60，该定位装置60大致位于车轮架301的中部，通过定位装置60，实现行进装置30与机架10之间的快速拆连，可根据实际要求，将双轮式结构的行进装置30与履带式结构的行进装置30进行切换。

如图10所示，在本实施例中，动轮驱动件303为轮毂电机，轮毂电机包括固定在车轮架301上的内定子3031和外转子3032，驱动轮302包括套设于外转子3032的外周并与外转子3032固定的轮圈3021，该驱动轮302的轮圈3021与轮毂电机共同构成行进装置30的驱动部件。从动轮304包括主体部3041和连接在主体部3041相对两侧的两个连接部3042，连接部3042通过轴承座安装在车轮架301上，在主体部3041的外周和轮圈3021外周还可以分别套设有轮胎。需要说明的是，采用轮毂电机驱动，轮毂电机与驱动轮302一体化设计，相对于传统的机器人在车体内安装驱动电机，然后使用传动机构再驱动车轮的形式，本结构可减少车体内电机安装所需要的空间，并减少中间的传动机构和零配件。这样，能够较好地实现产品整体的小型化、轻量化、低成本化生产。使用时，将行进装置30安装到机架10后，由控制装置50进行控制，轮毂电机驱动前进，该结构具有良好的适用性，不受机架10尺寸空间限制，可适用于多种车轮结构。

实施例三

下面结合附图11仅就与前述实施例中不同之处作详细说明。

本实施例提供的行进装置30为履带式结构，具体地，第一行进装置31包括与第一主体轴21连接的车轮架301、以可转动地方式设置在车轮架301上的驱动轮302、使驱动轮302绕该驱动轮302的中心转动的动轮驱动件303、以可转动地方式设置在车轮架301上并由驱动轮302带动转动的从动轮304以及履带305，从动轮304与驱动轮302在平行于第一方向D1的方向并排设置。履带305可以是柔性履带305，该柔性履带305为但不局限于皮带，履带305绕装后，其内表面分别与驱动轮302和从动轮304的外周表面接合，并由驱动轮302驱动转动。值得一提的是，将驱动单元模块化设计，当动轮驱动件303发生故障时，单独更换模块(即更换行进装置30)，减少整机维护所需花费的时间，简化机器人的维护工作。

如图11所示，在本实施例中，动轮驱动件303为直流电机，直流电机固设在车轮架301上并位于驱动轮302的一侧，直流电机具有与驱动轮302连接的输出轴3033。具体地，驱动轮302包括一个齿轮片3022，齿轮片3022的外周表面上形成有构造齿，该构造齿可与形成在履带305内表面上的互补构造接合，直流电机通过传动组件与驱动轮302的齿轮片3022连接，从动轮304与齿轮片3022的形状基本相同，从动轮304亦为齿轮状。传动组件包括以不可相对输出轴3033转动的方式套设在输出轴3033上的第一传动轮3034和与第一传动轮3034啮合的第二传动轮3035，第二传动轮3035固定连接于齿轮片3022的中心，第一传动轮3034的轴线与第二传动轮3035的轴线呈垂直设置。

实施例四

下面结合附图12仅就与前述实施例中不同之处作详细说明。

本实施例提供的是另一种能够实现行进装置30相对机架10摆动的摆动装置40结构，在本实施例中，摆动装置40包括以不可相对主体轴20转动的方式套设在主体轴20上的第一锥齿轮404，与第一锥齿轮404啮合的第二锥齿轮405以及使第二锥齿轮405转动的锥齿轮驱动件406，锥齿轮驱动件406为但不局限于电机，容易理解的是，通过控制装置50控制锥齿轮驱动件406使第二锥齿轮转动，从而带动与第一锥齿轮404连接的主体轴20转动，实现驱动与主体轴20连接的行进装置30相对机架10的摆动通过行进装置30相对机架10的摆动，可改变机架10的离地间隙，使本实施例的移动机器人100具备越障和爬坡的能力。

实施例五

下面结合附图13仅就与前述实施例中不同之处作详细说明。

本实施例提供的是又一种能够实现行进装置30相对机架10摆动的摆动装置40结构，在本实施例中，在本实施例中，摆动装置40包括以不可相对主体轴20转动的方式套设在主体轴20上的传动蜗轮407、与传动蜗轮407啮合的传动蜗杆408以及使传动蜗杆408转动的蜗杆驱动件409，蜗杆驱动件409为但不局限于电机，容易理解的是，通过控制装置50控制蜗杆驱动件409使传动蜗杆408转动，从而带动与传动蜗轮407连接的主体轴20转动，实现驱动与主体轴20连接的行进装置30相对机架10的摆动通过行进装置30相对机架10的摆动，可改变机架10的离地间隙，使本实施例的移动机器人100具备越障和爬坡的能力。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种移动机器人，其特征在于，包括：

机架；

两个主体轴，分别以可转动地方式支承在所述机架上，两个主体轴的轴线彼此平行且并排设置；

四个行进装置，两两成对设置，并分别以不可相对主体轴转动的方式连接于各主体轴的端部；每个行进装置均包括与所述主体轴连接的车轮架、设置在所述车轮架上的驱动轮、使所述驱动轮转动的动轮驱动件和设置在所述车轮架上并由驱动轮带动转动的从动轮，车轮架与主体轴的连接处位于该车轮架的驱动轮与从动轮之间；

两个摆动装置，用于使主体轴绕主体轴的轴线转动，两个摆动装置分别与两个主体轴一一对应；以及

控制装置，用于控制所述行进装置移动和控制所述行进装置相对所述机架摆动，所述控制装置设置在所述机架上并由所述机架支撑；

所述行进装置包括用于可拆除地固定在主体轴上的定位装置；所述定位装置包括固定在所述车轮架上的外套筒、设置在所述外套筒内的外锥圈、设置在所述外锥圈内的内锥弹圈以及设置在所述外锥圈和所述内锥弹圈之间的锁合机构，内锥弹圈具有供所述主体轴的端部置入的插入空间；所述锁合机构包括挡圈、与所述挡圈同轴设置的压紧圈以及用于驱动所述压紧圈和所述挡圈相对移动并在二者相向移动时对内锥弹圈的外周表面施加径向压力使内锥弹圈压设在主体轴端部上的多个紧固件。

2. 根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于， 所述动轮驱动件为轮毂电机，所述轮毂电机包括固定在所述车轮架上的内定子和外转子，所述驱动轮包括套设于所述外转子的外周并与外转子固定的轮圈；各所述行进装置均还包括连接在所述驱动轮与所述从动轮之间的传动链条。

3.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，各所述行进装置均还包括绕装在所述驱动轮和所述从动轮上并由所述驱动轮驱动转动的履带。

4.根据权利要求3所述的移动机器人，其特征在于，所述从动轮包括主体部和连接在所述主体部相对两侧的两个连接部；各所述行进装置均还包括用于调节所述履带张紧度的两个履带张紧装置，两个履带张紧装置分别与两个连接部一一对应；每个履带张紧装置均包括固定在车轮架上的固定块、滑动设置在所述车轮架上并用于安装连接部的滑块和驱动所述滑块移动的滑块驱动件。

5.根据权利要求3所述的移动机器人，其特征在于，每个所述车轮架上设置有至少一个导轮组件，所述导轮组件包括固定在车轮架上的安装座和以可转动地方式支承在所述安装座上的多个导轮。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的移动机器人，其特征在于，所述动轮驱动件为轮毂电机，所述轮毂电机包括固定在所述车轮架上的内定子和外转子，所述驱动轮包括套设于所述外转子的外周并与外转子固定的轮圈。

7.根据权利要求3至5中任一项所述的移动机器人，其特征在于，所述动轮驱动件为直流电机，所述直流电机具有与所述驱动轮连接的输出轴。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的移动机器人，其特征在于，每个所述摆动装置均包括推杆、使推杆在沿推杆的长度方向上移动的推杆驱动件以及一端与所述推杆铰接的摇臂，所述摇臂的另一端以不可相对主体轴转动的方式与主体轴连接，所述推杆驱动件铰接在所述机架上；

或者，每个所述摆动装置均包括以不可相对主体轴转动的方式套设在所述主体轴上的第一锥齿轮、与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮以及使所述第二锥齿轮转动的锥齿轮驱动件；

或者，每个所述摆动装置均包括以不可相对主体轴转动的方式套设在所述主体轴上的传动蜗轮、与所述传动蜗轮啮合的传动蜗杆以及使所述传动蜗杆转动的蜗杆驱动件。

9.一种如权利要求1至8中任一项所述的移动机器人的行进方法，包括以下步骤：

a）提供一移动机器人，该移动机器人包括机架、两个主体轴、四个行进装置、两个摆动装置和控制装置；两个主体轴分别为以可转动地方式支承在所述机架上的前侧主体轴和后侧主体轴；四个行进装置分别为以不可相对主体轴转动的方式连接于前侧主体轴的端部的前右行进装置和前左行进装置，以及以不可相对主体轴转动的方式连接于后侧主体轴的端部的后右行进装置和后左行进装置，每个行进装置均包括与主体轴连接的车轮架、设置在所述车轮架上的驱动轮、使所述驱动轮转动的动轮驱动件和设置在所述车轮架上并由驱动轮带动转动的从动轮，车轮架与主体轴的连接处位于该车轮架的驱动轮与从动轮之间；两个摆动装置分别为使前侧主体轴转动的前摆动装置和使后侧主体轴转动的后摆动装置；

b）通过控制装置控制前摆动装置使前右行进装置和前左行进装置的前端向上摆动，以增大机架的离地间隙；

c）待前右行进装置和前左行进装置的前端高于障碍物后，通过控制装置控制后右行进装置和后左行进装置的动轮驱动件使机架向障碍物的方向行进，行进的同时，控制后摆动装置使后右行进装置和后左行进装置的前端向上摆动；

d）待前右行进装置和前左行进装置移动至障碍物上方时，控制前右行进装置和前左行进装置的前端向下摆动复位，并在后右行进装置和后左行进装置移动至障碍物上方时，控制后右行进装置和后左行进装置的前端向下摆动复位；

e）在前右行进装置和前左行进装置的前端越过障碍物后，控制装置控制前右行进装置和前左行进装置的前端向下摆动，并在后右行进装置和后左行进装置的前端越过障碍物后，控制装置控制后右行进装置和后左行进装置的前端向下摆动；以及

f）在后右行进装置和后左行进装置的后端离开障碍物后，分别控制各行进装置摆动复位。