CN108247609A - 一种可变形的全向运动机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变形的全向运动机器人，包含机架、行走组件和控制模块，行走组件与机架固接，控制模块固接在机架上，控制模块与行走组件电性连接；机架包括中心框架、立柱以及将行走组件和控制组件包裹在其内部的保护壳，保护壳与立柱固接，立柱与中心框架固接；行走组件为腿型多关节结构，腿型多关节结构与中心框架固接；控制模块驱动行走组件动作，行走组件处于不同的伸展状态与机架和保护壳形成可变形的全向运动机器人。通过在机架上设置腿型的行走组件以及控制模块，又在机架的外部设置保护壳，在控制模块，腿型的行走组件不同形态下与机架、保护壳形成一种结构简单的可变形的、适应能力强的全向运动功能机器人。

Description

一种可变形的全向运动机器人
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体为一种可变形的全向运动机器人。
背景技术
随着机器人技术的不断发展，能适应多地形的复合型机器人的需求越来越大，对国内外复杂环境下的机器人调研分析后发现，当前机器人的运动机构主要采用轮式机构、履带式机构、腿式机构，及其组件的复合机构等形式。基于轮式机构的机器人移动速度快，控制简单，但对行走环境要求较高，越障方面表现能力差；基于履带式机构的机器人适应能力强，尤其是在增加了摆臂之后，但履带式机器人耗能巨大，续航仍旧是关键性未能解决的问题；基于腿式的机器人，与行走底面是点接触，对行走环境的要求低，越障能力强，但行走速度较慢，结构较为复杂。
复合式结构中的履带式、轮履式、轮腿式结构，往往会将其各方面优点结合起来，发挥其各自结构的优势，其应用也越来越广。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种环境适应能力强的可变形的全向运动机器人。
本发明为解决其技术问题提供的一种技术方案是：
一种可变形的全向运动机器人，包含机架、行走组件和控制模块，所述行走组件与所述机架固接，所述控制模块固接在所述机架上，所述控制模块与所述行走组件电性连接；所述机架包括中心框架、立柱以及将所述行走组件和控制组件包裹在其内部的保护壳，所述保护壳与所述立柱固接，所述立柱与所述中心框架固接；所述行走组件为腿型多关节结构，所述腿型多关节结构与所述中心框架固接；控制模块驱动行走组件动作，行走组件处于不同的伸展状态与机架和保护壳形成可变形的全向运动机器人。
作为上述方案的改进，所述中心框架爱上设有多处安装位，且为一体式结构，所述安装位上设有多处镂空结构。
作为上述方案的进一步改进，所述中心框架为中心对称结构。
作为上述方案的改进，所述中心框架上设有4处安装位。
作为上述方案的改进，所述保护壳由多根沿立柱的周向间隔分布的辐条构成。
作为上述方案的进一步改进，所述辐条通过固接在立柱上的辐条架与所述立柱固接。
作为上述方案的改进，所述腿型多关节结构包括第一关节、第二关节和第三关节，所述第一关节、第二关节、第三关节之间通过舵机连接。
作为上述方案的进一步改进，所述第二关节与所述第三关节之间设有滑环。
作为上述方案的改进，所述第三关节的末端设有轮架，所述轮架上设有摩擦轮。
作为上述方案的改进，所述控制模块包括控制盒、PCB控制板，以及电池，所述控制盒与所述机架固接，所述电池、PCB控制板固接于所述控制盒内，
本发明的有益技术效果是：通过在机架上设置腿型的行走组件以及控制模块，又在机架的外部设置保护壳，在控制模块，腿型的行走组件不同形态下与机架、保护壳形成一种结构简单的可变形的、适应能力强的全向运动功能机器人。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明。
图1为本发明一种实施方式处于行走状态的结构示意图；
图2为本发明一种实施方式处于滚动状态的结构示意图；
图3为本发明一种实施方式处于收缩状态的结构示意图；
图4为本发明机架一种实施方式的示意图；
图5为本发明行走组件和中心框架的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。此外本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对图中本发明各组成部分相互位置关系来说的。
图1为本发明一种实施方式处于行走状态的结构示意图，参考图1，可变形的全向运动机器人包括机架100、与机架100固接的行走组件200、与行走组件200电性连接并与机架100固接的控制模块300，机架100包括中心框架110，穿过中心框架110上的中心孔的立柱120，呈球形的保护壳130，保护壳130由沿立柱120周向间隔分布的辐条构成，辐条与固接于立柱120两端部的辐条架140固接，形成球形的保护壳130。
由图中可见在中心框架110上固接有多个行走组件200，行走组件200为腿型多关节结构，腿型多关节结构包括第一关节210、第二关节220与第三关节230，第一关节210通过第一关节电机211固接在中心框架110上，两个中心框架110相向而对，将第一关节电机211紧扣在两中心框架110内(参考图4)，第一关节210与第一电机211的转轴固接，第一关节210为一体成型的片状钣金结构，在第一关节上设有多处用于安装的连接为，第二关节电机221通过螺丝紧固在第一关节210。
第二关节电机221的输出轴上设有滑环222，滑环222的设置使得第三关节电机231在第二关节220和第二关节电机221的驱动下仍可保持可靠的电性连接。此处需要说明，滑环为旋转体连通、输送能源与信号的电器部件，主要由旋转与静置两大部分组成，旋转部分连接设备的旋转结构并随之旋转运动功能，称为“转子”，静止部分连接设备的固定结构的能源，称为“定子”。
第二关节220为整体结构呈“人”字形的拴紧结构，一端与滑环222的定子通过螺栓穿过定子固接，保障第二关节与定子连接的可靠性，第二关节220的另一端与第三关节电机231通过螺栓固接，第三关节230与第三关节电机231通过螺丝紧固连接，第三关节230一端为U型用于与第三关节电机231固接，将第三关节电机231包在U型结构内，对第三关节电机231起到一定的保护作用，同时结构紧凑小巧，第三关节230的另一端为柱形结构，在中心框架110上均匀设有4个腿型结构，其中至少有一组腿型结构的第三关节230的末端设有小滑轮232，方便在平地的时候使用前后的滑动轮来实现位置的变化。
在第一关节电机211和第三关节电机231的作用下驱动第三关节230再上下以及左右方向摆动，驱动机器人行走；在第一关节电机211、第二关节电机221以及第三关节电机231的作用下驱动第三关节230在前后方向行走，需要说明其中第二关节电机221控制机器人的转向。
图2为本发明可变形的全向运动机器人一种实施方式的示意图，参考图2，可变形的全向运动机器人将其4个腿型结构中的一组收起后，另一组设有摩擦轮的腿型结构伸出，形成主体结构为球形，伸出有两条腿型结构的滚动机器人，在第一关节电机211、第二关节电机221以及第三关节电机231的作用下，驱动机器人滚动，其中第一关节电机211和第三关节电机231配合，控制机器人滚动过程中的滚动方向。由图2可见，机器人仅有两条腿型结构的第三关节230位于球形的保护壳130外部，在滚动过程中，由辐条构成的球形保护壳在于底面接触的过程中具，因其拱形的辐条结构，使得机器人在碰撞过程中具有一定的弹性和缓冲空间，保障保护壳内130内的行走组件200和控制模块300的安全可靠运行。
图3为本发明可变形的全向运动机器人处于收缩状态的结构示意图，参考图3，可变形的全向运动机器人在第三关节电机231和第二关节电机221的作用下使得第三关节230与第一关节电机211的上表面垂直，进而第一关节电机210动作，使得腿型结构完整的收缩在球形保护壳130的内部。
图4为本发明可变形的全向运动机器人机架100一种实施方式的结构示意图，参考图4，机架100整体呈球形，在机架100的中心部位设有立柱120，立柱的两端固定连接有辐条架140，位于机架100外围的辐条与辐条架140在立柱120的中部固接有一组相对设置的中心框架110，中心框架110为一体成型结构，在中心框架110上设有4处用于安装第一关节电机210的安装位，在中心框架110的安装位上设有镂空结构，一方面可以减轻中心框架110的重量，另一方面有助于电机在中心框架110内的散热，在中心框架110的中部设有用于固接立柱120的通孔。
优选的辐条为空心铝管加工而成，使得由辐条构成的保护壳130在质量轻的同时具有很好的强度。
中心框架110的下部设有控制模块300，控制模块300包括由钣金件构成的控制盒310，控制盒310由在控制盒310内设有PCB控制板用于控制全向运动机器人运动；在控制盒310内还设有锂电池，为机器人的运动提供动力。
优选的还可在控制盒内设置WIFI模块、传感器模块、电机驱动器和程序下载模块以丰富机器人的功能，本发明不限制在控制盒内安装电子元件模块的种类，在具体的场景中，可根据需要进行增加相应的传感器或控制模块、等电子元件。
图5为本发明行走组件和中心框架的结构示意图，参考图5，行走组件200整体为腿型结构，腿型结构包括第一关节210和第一关节电机211，第一关节电机211与中心框架110上的安装位通过螺丝紧固连接，第一关节210与第一关节电机211的输出轴固定连接，第一关节210整体呈片状结构，第一关节210的安装面与第二关节电机220的端部通过螺丝紧固连接，第二关节电机221的输出轴上连接有滑环，在滑环的定子上连接着第二关节220，第二关节220与第三关节电机231的输出轴固定连接，第三关节电机231与第三关节230的一端紧固连接，第三关节230的另一端呈杆状，在杆状的第三关节230末端连接着小滑轮232,方便在平地的时候可使用前后的滑动轮来实现机器人位置的变化。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所述权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可变形的全向运动机器人，其特征在于：包含机架、行走组件和控制模块，所述行走组件与所述机架固接，所述控制模块固接在所述机架上，所述控制模块与所述行走组件电性连接；所述机架包括中心框架、立柱以及将所述行走组件和控制组件包裹在其内部的保护壳，所述保护壳与所述立柱固接，所述立柱与所述中心框架固接；所述行走组件为腿型多关节结构，所述腿型多关节结构与所述中心框架固接；
控制模块驱动行走组件动作，行走组件处于不同的伸展状态与机架和保护壳形成可变形的全向运动机器人。
2.根据权利要求1所述的可变形的全向运动机器人，其特征在于：所述中心框架上设有多处安装位，且为一体式结构，所述安装位上设有多处镂空结构。
3.根据权利要求2所述的可变型的全向运动机器人，其特征在于：所述中心框架为中心对称结构。
4.根据权利要求2所述的可变型的全向运动机器人，其特征在于：所述中心框架上设有4处安装位。
5.根据权利要求1所述的可变型的全向运动机器人，其特征在于：所述保护壳由多根沿立柱的周向间隔分布的辐条构成。
6.根据权利要求5所述的可变型的全向运动机器人，其特征在于：所述辐条通过固接在立柱上的辐条架与所述立柱固接。
7.根据权利要求1所述的可变型的全向运动机器人，其特征在于：所述腿型多关节结构包括第一关节、第二关节和第三关节，所述第一关节、第二关节、第三关节之间通过舵机连接。
8.根据权利要求7所述的可变型的全向运动机器人，其特征在于：所述第二关节与所述第三关节之间设有滑环。
9.根据权利要求7所述的可变型的全向运动机器人，其特征在于：所述第三关节的末端设有轮架，所述轮架上设有摩擦轮。
10.根据权利要求1所述的可变形的全向运动机器人，其特征在于：所述控制模块包括控制盒、PCB控制板，以及电池，所述控制盒与所述机架固接，所述电池、PCB控制板固接于所述控制盒内。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111437576A (zh) * 2020-03-11 2020-07-24 刘辉 一种方便瑜伽教学的瑜伽轮
CN112077855A (zh) * 2019-06-13 2020-12-15 王彦博 可探测生命的仿真滚地飞天蜘蛛救援机器人
CN115257996A (zh) * 2022-07-19 2022-11-01 长沙理工大学 一种可动态重构躯体的八足特种机器人

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060090938A1 (en) * 2004-11-04 2006-05-04 Minas Tanielian Robotic all terrain surveyor
US7327112B1 (en) * 2006-03-06 2008-02-05 Adrian Gregory Hlynka Multiple leg tumbling robot
CN102431605A (zh) * 2011-10-27 2012-05-02 北京邮电大学 球-轮复合可变形移动机器人
CN104002889A (zh) * 2014-06-10 2014-08-27 北京航空航天大学 一种多功能腿轮复合移动机器人
CN104553648A (zh) * 2015-01-09 2015-04-29 广西大学 一种可变形的三栖机器人
CN205466241U (zh) * 2016-03-15 2016-08-17 郑州大学 一种能够快速进入工作区域的机器人

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060090938A1 (en) * 2004-11-04 2006-05-04 Minas Tanielian Robotic all terrain surveyor
US7327112B1 (en) * 2006-03-06 2008-02-05 Adrian Gregory Hlynka Multiple leg tumbling robot
CN102431605A (zh) * 2011-10-27 2012-05-02 北京邮电大学 球-轮复合可变形移动机器人
CN104002889A (zh) * 2014-06-10 2014-08-27 北京航空航天大学 一种多功能腿轮复合移动机器人
CN104553648A (zh) * 2015-01-09 2015-04-29 广西大学 一种可变形的三栖机器人
CN205466241U (zh) * 2016-03-15 2016-08-17 郑州大学 一种能够快速进入工作区域的机器人

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112077855A (zh) * 2019-06-13 2020-12-15 王彦博 可探测生命的仿真滚地飞天蜘蛛救援机器人
CN111437576A (zh) * 2020-03-11 2020-07-24 刘辉 一种方便瑜伽教学的瑜伽轮
CN111437576B (zh) * 2020-03-11 2021-06-29 刘辉 一种方便瑜伽教学的瑜伽轮
CN115257996A (zh) * 2022-07-19 2022-11-01 长沙理工大学 一种可动态重构躯体的八足特种机器人
CN115257996B (zh) * 2022-07-19 2023-07-25 长沙理工大学 一种可动态重构躯体的八足特种机器人

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