CN108423090A - 一种自适应调稳轮腿式越障车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应调稳轮腿式越障车，包括车体平台及与车体平台可转动连接的轮腿，车体平台上方还连接有负载平台；车体平台的每端的两侧均设置有一对轮腿，轮腿的基部均铰接有传动连杆，两个传动连杆的尾端均各自连接有一组凸轮传动机构，每组凸轮传动机构均与车体平台转动连接，并与负载平台接触传动连接；用于通过传动连杆将轮腿的抬升或下降动作传递至凸轮传动机构，通过凸轮传动机构的转动动作调节负载平台与车体平台之间的距离，以保持负载平台的姿态水平。传动连杆将轮腿的浮动动作传递至凸轮传动机构，通过凸轮将自身转动转化为车体平台与负载平台之间的距离变化，实现了将轮腿对障碍的适应性运动转换为负载平台不同位置的高度变化。
Description
技术领域
本发明涉及机器人设备技术领域，更具体地说，涉及一种自适应调稳轮腿式越障车。
背景技术
随着科技发展，机器人设计水平的提高，对机器人设备的各方面性能也产生了更高的要求，以机器人底盘的轮组及底盘结构为例来说，目前为保证机器人设备的越障性能，尤其是在负重情况下的越障能力，提供了多种技术方案，为了能够保证在在底盘通过障碍时，车上的负载不会因为下方不平坦的路面状况而倾覆。
目前常用的设计是，通过各种弹簧结构实现底盘与负载之间的连接，从而通过充分的弹性，令上方的负重不至于倾覆；或者通过先进的传感设备先行检测前方的路面情况，并通过自动化控制的腿式结构进行对应的抬升或下降动作，以此实现平稳越障。
然而这种设计或者由于弹簧原因并不能够达到完全平稳的减震效果，或者过于依赖传感及操控系统，容易出现控制上的故障，如操作动作滞后，导致平稳越障难以实现情况。
综上所述，如何有效地解决现有机器人越障时，难以保持上方负载平稳放置等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自适应调稳轮腿式越障车，该自适应调稳轮腿式越障车的结构设计可以有效地解决现有机器人越障时，难以保持上方负载平稳放置等的技术问题。
为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
一种自适应调稳轮腿式越障车，包括车体平台及与所述车体平台可转动连接的轮腿，所述车体平台上方还连接有负载平台；所述车体平台的每端的两侧均设置有一对轮腿，所述轮腿的基部均铰接有传动连杆，两个所述传动连杆的尾端均各自连接有一组凸轮传动机构，每组所述凸轮传动机构均与所述车体平台转动连接，并与所述负载平台接触传动连接；用于通过传动连杆将轮腿的抬升或下降动作传递至凸轮传动机构，通过所述凸轮传动机构的转动动作调节负载平台与车体平台之间的距离，以保持负载平台的姿态水平。
优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述凸轮传动机构包括齿轮、齿条以及凸轮，所述齿条与所述传动连杆的端部铰接，所述齿轮与齿条啮合并与所述凸轮周向定位安装，所述凸轮与所述车体平台可转动连接。
优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述车体平台上端设置有凸轮座，所述凸轮通过转轴可转动安装于所述凸轮座内。
优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述车体平台上还设置有用于支撑所述传动连杆的连杆支撑结构，所述连杆支撑结构与所述传动连杆的中部可转动连接，用于提供传动连杆的转动支点。
优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述车体平台上对应所述齿条的位置还设置有滑动限位座，齿条与所述滑动限位座滑动连接，用于限定齿条运动的直线度。
优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述车体平台与所述负载平台之间的空间内还设置有软缓震机构，用于在运动中提供软性缓震。
优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述软缓震机构包括连接于每根所述轮腿外侧面与所述负载平台之间的液压缓震杆。
优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述轮腿的侧面设置有滑动安装槽，所述液压缓震杆的一端安装定位于所述滑动安装槽内，令一端与所述负载平台的外侧面安装点连接，所述滑动安装槽用于调节液压缓震杆的安装角度。
优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述轮腿上安装有用于驱动底部轮转动的轮毂电机。
本发明提供的自适应调稳轮腿式越障车，包括车体平台及与所述车体平台可转动连接的轮腿，所述车体平台上方还连接有负载平台；所述车体平台的每端的两侧均设置有一对轮腿，所述轮腿的基部均铰接有传动连杆，两个所述传动连杆的尾端均各自连接有一组凸轮传动机构，每组所述凸轮传动机构均与所述车体平台转动连接，并与所述负载平台接触传动连接；用于通过传动连杆将轮腿的抬升或下降动作传递至凸轮传动机构，通过所述凸轮传动机构的转动动作调节负载平台与车体平台之间的距离，以保持负载平台的姿态水平。优化了传统越障车的设计，通过与车体平台具有较高活动自由度的轮腿提供支撑及动力，进一步在负载平台和车体平台之间设置凸轮传动机构，通过传动连杆将轮腿的上下浮动动作传递至凸轮传动机构，由于凸轮传动机构与车体平台转动连接，通过运动的传递及方向变化，能够通过凸轮的边缘结构特性将传动连杆的运动转化为凸轮的转动，并通过自身转动将转动转换为车体平台与负载平台之间的距离变化，因此实现了将轮腿对障碍的适应性运动转换为负载平台不同位置的高度变化从而实现了对负载平台姿态水平度的调节，保证了越障车在翻越障碍时，上方负载平台上的其他结构依然能够保持水平，有效地解决了现有机器人越障时，难以保持上方负载平稳放置的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的自适应调稳轮腿式越障车的结构示意图。
附图中标记如下：
轮毂电机1、轮腿2、齿轮3、齿条4、凸轮5、液压缓震杆6、负载平台7、转向舵机8、车体平台9、凸轮座10、车腿连接座11、传动连杆12、连杆支撑结构13、滑动限位座14、滑动安装槽15。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种自适应调稳轮腿式越障车，以解决现有机器人越障时，难以保持上方负载平稳放置的技术问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的自适应调稳轮腿式越障车的结构示意图。
本发明提供的自适应调稳轮腿式越障车，包括车体平台及与所述车体平台可转动连接的轮腿，所述车体平台上方还连接有负载平台；所述车体平台的每端的两侧均设置有一对轮腿，所述轮腿的基部均铰接有传动连杆，两个所述传动连杆的尾端均各自连接有一组凸轮传动机构，每组所述凸轮传动机构均与所述车体平台转动连接，并与所述负载平台接触传动连接；用于通过传动连杆将轮腿的抬升或下降动作传递至凸轮传动机构，通过所述凸轮传动机构的转动动作调节负载平台与车体平台之间的距离，以保持负载平台的姿态水平。
本实施例提供的技术方案优化了传统越障车的设计，通过与车体平台具有较高活动自由度的轮腿提供支撑及动力，进一步在负载平台和车体平台之间设置凸轮传动机构，通过传动连杆将轮腿的上下浮动动作传递至凸轮传动机构，由于凸轮传动机构与车体平台转动连接，通过运动的传递及方向变化，能够通过凸轮的边缘结构特性将传动连杆的运动转化为凸轮的转动，并通过自身转动将转动转换为车体平台与负载平台之间的距离变化，因此实现了将轮腿对障碍的适应性运动转换为负载平台不同位置的高度变化从而实现了对负载平台姿态水平度的调节，保证了越障车在翻越障碍时，上方负载平台上的其他结构依然能够保持水平，有效地解决了现有机器人越障时，难以保持上方负载平稳放置的技术问题。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述凸轮传动机构包括齿轮、齿条以及凸轮，所述齿条与所述传动连杆的端部铰接，所述齿轮与齿条啮合并与所述凸轮周向定位安装，所述凸轮与所述车体平台可转动连接。
本实施例提供的技术方案中，进一步优化了上述实施例中的凸轮传动机构设计，其包括了与车体平台转动连接的凸轮，与凸轮同轴安装，并周向定位的齿轮，齿轮与齿条啮合，齿条与传动连杆铰接，由此能够将传动连杆的端部的上下运动传递至齿条，并通过齿条的向下位移将位移传递至齿轮，由此实现了平动转化为转动的目的，齿轮带动凸轮的旋转，通过凸轮的边缘结构设计能够向上方连接的负载平台传递稳定且连续的高度变化的运动。
其中必须说明的是，以上各个实施例的技术方案都是基于越障车的四个轮腿均连接一组凸轮传动机构，每组凸轮传动机构的凸轮均与负载平台的某一位置连接，优选设计是凸轮与负载平台的连接点均匀分布于负载平台的四周边缘，以保证水平调节的效果。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述车体平台上端设置有凸轮座，所述凸轮通过转轴可转动安装于所述凸轮座内。
本实施例提供的技术方案中，进一步优化了凸轮与车体平台的连接方式，通过凸轮座这种从车体平台上伸出的结构，实现凸轮与车体平台的可转动连接，凸轮座可通过螺纹安装或焊接的方式固定。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述车体平台上还设置有用于支撑所述传动连杆的连杆支撑结构，所述连杆支撑结构与所述传动连杆的中部可转动连接，用于提供传动连杆的转动支点。
本实施例提供的技术方案中，进一步优化了传动连杆与其他结构的连接方式，在车体平台上设置连杆支撑结构，通过该设计将传动连杆位置保持稳定，令其与车体平台之间保持合适的距离，保证机构工作的流畅。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述车体平台上对应所述齿条的位置还设置有滑动限位座，齿条与所述滑动限位座滑动连接，用于限定齿条运动的直线度。
本实施例提供的技术方案中，为了防止齿条与齿轮之间的传动出现卡死或距离过大运动传递不到位等的情况，设置滑动限位座，通过将齿条与滑动限位座滑动安装，可以充分保证齿条由传动连杆驱动下运动的直线度，因此可以确保其与齿轮之间的啮合距离始终保持在适合的范围内，保证了传动的流畅性。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述车体平台与所述负载平台之间的空间内还设置有软缓震机构，用于在运动中提供软性缓震。通过软性缓震的设计能够在车轮与上方负载之间提供多一重缓震保证，其可以通过弹簧或其他弹性装置实现。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述软缓震机构包括连接于每根所述轮腿外侧面与所述负载平台之间的液压缓震杆。
本实施例提供的技术方案中，进一步优化了上述实施例的设计，具体采用液压缓震杆作为软性缓震的弹性提供结构，该设计具有抗压性能优异，越障时弹性响应即时的优点，且在每根轮腿外侧面与负载平台之间均设置，保证了上方负载各个位置受支撑弹力的平衡。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述轮腿的侧面设置有滑动安装槽，所述液压缓震杆的一端安装定位于所述滑动安装槽内，令一端与所述负载平台的外侧面安装点连接，所述滑动安装槽用于调节液压缓震杆的安装角度。
本实施例提供的技术方案中，优化了液压缓震杆与车体之间的连接方式，具体的在轮腿的侧面设置滑动安装槽，液压缓震杆可通过其端部安装结构安装定位于滑动安装槽内的任意位置，从而可以改变液压缓震杆与负载平台之间的角度，以便适应不同的液压缓震杆尺寸或弹性要求设计。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选地，上述自适应调稳轮腿式越障车中，所述轮腿上安装有用于驱动底部轮转动的轮毂电机。为配合越障车基本结构设计，可在其中一侧轮腿上设置转向舵机以便转向，可在车体平台上设置与轮腿基部转动连接的车腿连接座。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种自适应调稳轮腿式越障车，包括车体平台及与所述车体平台可转动连接的轮腿，所述车体平台上方还连接有负载平台；其特征在于，所述车体平台的每端的两侧均设置有一对轮腿，所述轮腿的基部均铰接有传动连杆，两个所述传动连杆的尾端均各自连接有一组凸轮传动机构，每组所述凸轮传动机构均与所述车体平台转动连接，并与所述负载平台接触传动连接；用于通过传动连杆将轮腿的抬升或下降动作传递至凸轮传动机构，通过所述凸轮传动机构的转动动作调节负载平台与车体平台之间的距离，以保持负载平台的姿态水平。
2.根据权利要求1所述的自适应调稳轮腿式越障车，其特征在于，所述凸轮传动机构包括齿轮、齿条以及凸轮，所述齿条与所述传动连杆的端部铰接，所述齿轮与齿条啮合并与所述凸轮周向定位安装，所述凸轮与所述车体平台可转动连接。
3.根据权利要求2所述的自适应调稳轮腿式越障车，其特征在于，所述车体平台上端设置有凸轮座，所述凸轮通过转轴可转动安装于所述凸轮座内。
4.根据权利要求3所述的自适应调稳轮腿式越障车，其特征在于，所述车体平台上还设置有用于支撑所述传动连杆的连杆支撑结构，所述连杆支撑结构与所述传动连杆的中部可转动连接，用于提供传动连杆的转动支点。
5.根据权利要求4所述的自适应调稳轮腿式越障车，其特征在于，所述车体平台上对应所述齿条的位置还设置有滑动限位座，齿条与所述滑动限位座滑动连接，用于限定齿条运动的直线度。
6.根据权利要求1-4任一项所述的自适应调稳轮腿式越障车，其特征在于，所述车体平台与所述负载平台之间的空间内还设置有软缓震机构，用于在运动中提供软性缓震。
7.根据权利要求5所述的自适应调稳轮腿式越障车，其特征在于，所述软缓震机构包括连接于每根所述轮腿外侧面与所述负载平台之间的液压缓震杆。
8.根据权利要求7所述的自适应调稳轮腿式越障车，其特征在于，所述轮腿的侧面设置有滑动安装槽，所述液压缓震杆的一端安装定位于所述滑动安装槽内，令一端与所述负载平台的外侧面安装点连接，所述滑动安装槽用于调节液压缓震杆的安装角度。
9.根据权利要求8所述的自适应调稳轮腿式越障车，其特征在于，所述轮腿上安装有用于驱动底部轮转动的轮毂电机。
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