CN108715190A - 旋转式轮履转换机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种旋转式轮履转换机器人，包括电源、微处理器、摄像头、通讯接口、输入输出接口、轮履转换装置和电机驱动装置；轮履转换装置的旋转臂一端为轮胎装置、另一端为履带装置，电机驱动装置驱动轮胎装置、履带装置，安装于小车的底盘下部，由双电机组成，在双电机上固连有可与轮胎轴、履带主动轮轴上齿轮相契合的直角齿轮；轮履转换装置安装在底盘的上部，在同一横排的轮胎装置、履带装置之间连接有轮履转换轴，轮履转换轴两端连接在旋转臂中部，采用单电机驱动一根轮履转换轴。本发明可以实现轮式行走和履带式行走的完全分离，同时使得轮式行走和履带式行走共用一个驱动装置。

Description

旋转式轮履转换机器人
技术领域
本发明涉及行走机构领域，具体涉及一种旋转式轮履转换机器人。
背景技术
当下，轮履两用机器人在军事，勘探等多个领域等到广泛的运用，其前景远大，但很多轮履机器人没有实现轮式行走和履带式行走的完全分离，同时还存在驱动模块分开、驱动复杂等情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种旋转式轮履转换机器人，可以实现轮式行走和履带式行走的完全分离，同时使得轮式行走和履带式行走共用一个驱动装置。
为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案是：
一种旋转式轮履转换机器人，包括电源、微处理器、摄像头、通讯接口、输入输出接口、轮履转换装置和电机驱动装置；所述轮履转换装置的旋转臂一端为轮胎装置、另一端为履带装置，所述电机驱动装置驱动轮胎装置、履带装置，安装于小车的底盘下部，由双电机组成，在双电机上固连有可与轮胎轴、履带主动轮轴上齿轮相契合的直角齿轮；所述轮履转换装置安装在底盘的上部，在同一横排的轮胎装置、履带装置之间连接有轮履转换轴，轮履转换轴两端连接在旋转臂中部，采用单电机驱动一根轮履转换轴；所述微处理器连接摄像头、轮履转换装置、电机驱动装置，所述通讯接口通过输入输出接口连接微处理器，所述通讯接口、摄像头、轮履转换装置均连接电源。
在所述单电机上固连有小齿轮，在轮履转换轴上固连有大齿轮，通过小齿轮的转动带动轮履转换轴旋转。
进一步的，还包括旋转平衡装置，在每一根轮履转换轴上都装有由两块垫片和挖孔圆盘组成的平衡装置，在挖空圆盘中放有小球，确保旋转时的平衡。
进一步的，还包括轮胎和履带固定装置，所述的轮胎和履带固定装置固定在轮履转换装置的末端，一边固定轮胎装置，另一边固定履带装置。
所述履带装置中，履带的驱动为主动轮带动，通过电机带动主动轮旋转，从而通过履带带动从动轮旋转，实现行走。
进一步的，所述轮胎和履带固定装置在固定履带的一边有两个通孔，与履带的内部固连，防止转换时履带的晃动。
所述电机驱动装置中，电机先连接继电器，再连接驱动芯片；电机驱动装置中的双电机及轮履转换装置中的电机均为蜗轮蜗杆减速电机，可实现自锁。
进一步的，轮胎承重轮部分具有弹簧减振装置，在颠簸路面上，通过弹簧在弧形轨道中的滑动，减少车的上下抖动。
所述机器人底盘、轮履转换轴均为铝合金材料，所述旋转臂为亚格力有机塑料板。
所述机器人采用stm32mini控制，所述摄像头为树莓派控制,所述供电电池为24v锂电池。
有益效果：
本发明的轮履转换机器人可实现轮式行走和履带式行走的完全分离，同时轮式行走模式和履带式行走模式通过旋转切换，二者采用齿轮传动的方式共用一个驱动模块。
附图说明
图1：电机驱动装置的结构示意图。
图2：旋转平衡装置的结构示意图。
图3：旋转式轮履转换机器人的结构示意图。
图4：轮履转换装置的结构示意图。
图5：履带驱动装置结构示意图。
图6：轮胎承重轮部分的弹簧减振装置结构示意图。
图7：承重轮整体结构示意图。
图8：主动轮整体结构示意图。
图中：1-蜗轮蜗杆减速电机，2-第一垫片，3-平衡件，4-第二垫片，5-大齿轮，6-转换电机齿轮，7-小齿轮，8-摄像头，9-履带装置，10-轮胎装置，11-从动轮，12-主动轮，13-旋转臂，14-编码器，15-驱动电机齿轮，16-编码器齿轮，17-齿轮，18-弹簧，19-履带承重轮，20-承重轮摆件。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种旋转式轮履转换机器人，包括电源、微处理器、摄像头8、轮履转换装置、驱动装置；所述轮履转换装置的旋转臂13一端为轮胎装置10、另一端为履带装置9，所述电机驱动装置位于小车的底盘下部，由双电机组成，电机上固连有可与轮胎轴、履带主动轮12轴上齿轮相契合的直角齿轮，所述轮履转换装置安装在底盘的上部，采用单电机驱动一根轴，在电机上固连有小齿轮7，在轴上固连有大齿轮5，通过小齿轮7的转动带动轴旋转；所述微处理器连接摄像头8、轮履转换装置、驱动装置，还包括通讯接口、输入输出接口，所述通讯接口通过输入输出接口连接微处理器。所述通讯接口、摄像头8、轮履转换装置均连接电源。
还包括旋转平衡装置，每一根轴上都装有由两块垫片和挖孔圆盘组成的平衡装置，在挖空圆盘中放有小球，确保旋转时的平衡。
还包括轮胎和履带固定装置，所述的轮胎和履带固定装置固定在转换器的末端，一边固定轮胎，另一边固定履带。
所述履带装置中，履带的驱动为主动轮12带动，通过电机带动主动轮12旋转，从而通过履带带动从动轮11旋转，实现行走。所述轮胎和履带固定装置在固定履带的一边有两个通孔，与履带的内部固连，防止转换时履带的晃动。
轮胎承重轮部分具有弹簧减振装置，在颠簸路面上，通过弹簧在弧形轨道中的滑动，减少车的上下抖动。
本实施例中，旋转式轮履转换机器人由四个旋转臂13、两个蜗轮蜗杆减速电机驱动轮履转换模块，两个蜗轮蜗杆减速电机驱动行走模块，采用手动遥感的方式进行控制，机器人通过前端摄像头8采集外界数据，传输到机器人上的微处理器，微处理器通过蓝牙模块将信息传输到上位机,然后上位机发送命令，控制机器人进行轮履转换。
轮履转换时，首先后轮电机驱动装置停止工作，后轮的蜗轮蜗杆减速电机锁死，防止前轮转换过程中发生滑动，轮履机器人停止行走，紧接着前轮转换模块的电机控制前段旋转臂13进行旋转，切换到另外一种行走状态，旋转轴上的平衡件3和行走机构上的平衡件3可以使行走机构的齿轮和电机驱动装置上的齿轮正确契合，此时后轮作为支撑机构。通过装在臂上的非接触式限位开关检测是否旋转到准确位置，前轮转换完毕以后，前轮底盘下端的蜗轮蜗杆电机控制前轮锁死，后轮进行转换。后轮以同样的步骤进行转换。
转换完毕后，机器人继续进行行走，同时，整个行走过程中，机器人实行闭环控制，通过摄像头8反馈的信息，根据路况，通过编码器14反馈，实时进行速度的闭环控制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转式轮履转换机器人，其特征在于：包括电源、微处理器、摄像头、通讯接口、输入输出接口、轮履转换装置和电机驱动装置；所述轮履转换装置的旋转臂一端为轮胎装置、另一端为履带装置，所述电机驱动装置驱动轮胎装置、履带装置，安装于小车的底盘下部，由双电机组成，在双电机上固连有可与轮胎轴、履带主动轮轴上齿轮相契合的直角齿轮；所述轮履转换装置安装在底盘的上部，在同一横排的轮胎装置、履带装置之间连接有轮履转换轴，轮履转换轴两端连接在旋转臂中部，采用单电机驱动一根轮履转换轴；所述微处理器连接摄像头、轮履转换装置、电机驱动装置，所述通讯接口通过输入输出接口连接微处理器，所述通讯接口、摄像头、轮履转换装置均连接电源。
2.根据权利要求1所述的旋转式轮履转换机器人，其特征在于：在所述单电机上固连有小齿轮，在轮履转换轴上固连有大齿轮，通过小齿轮的转动带动轮履转换轴旋转。
3.根据权利要求1所述的旋转式轮履转换机器人，其特征在于：还包括旋转平衡装置，在每一根轮履转换轴上都装有由两块垫片和挖孔圆盘组成的平衡装置，在挖空圆盘中放有小球，确保旋转时的平衡。
4.根据权利要求1所述的旋转式轮履转换机器人，其特征在于：还包括轮胎和履带固定装置，所述的轮胎和履带固定装置固定在轮履转换装置的末端，一边固定轮胎装置，另一边固定履带装置。
5.根据权利要求1所述的旋转式轮履转换机器人，其特征在于：所述履带装置中，履带的驱动为主动轮带动，通过电机带动主动轮旋转，从而通过履带带动从动轮旋转，实现行走。
6.根据权利要求5所述的旋转式轮履转换机器人，其特征在于：所述轮胎和履带固定装置在固定履带的一边有两个通孔，与履带的内部固连，防止转换时履带的晃动。
7.根据权利要求1所述的旋转式轮履转换机器人，其特征在于：所述电机驱动装置中，电机先连接继电器，再连接驱动芯片；电机驱动装置中的双电机及轮履转换装置中的电机均为蜗轮蜗杆减速电机，可实现自锁。
8.根据权利要求1所述的旋转式轮履转换机器人，其特征在于：轮胎承重轮部分具有弹簧减振装置，在颠簸路面上，通过弹簧在弧形轨道中的滑动，减少车的上下抖动。
9.根据权利要求1所述的旋转式轮履转换机器人，其特征在于：所述机器人底盘、轮履转换轴均为铝合金材料，所述旋转臂为亚格力有机塑料板。
10.根据权利要求1所述的旋转式轮履转换机器人，其特征在于：所述机器人采用stm32mini控制，所述摄像头为树莓派控制,所述供电电池为24v锂电池。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109703639A (zh) * 2018-12-03 2019-05-03 北京建筑大学 一种可变结构机器人
CN113511263A (zh) * 2021-08-03 2021-10-19 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 一种操作机器人原地转向机构
CN114537544A (zh) * 2022-02-28 2022-05-27 南京工程学院 一种基于分离履带结构的轮履耦合机器人底盘
CN114834552A (zh) * 2022-06-09 2022-08-02 北京理工大学 一种可变形轮履转换机构及其控制方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2173793A (en) * 1935-11-23 1939-09-19 Oesterr Saurerwerke Ag Endless-track vehicle with auxiliary wheels
US4898256A (en) * 1987-10-20 1990-02-06 Sunwa Sharyo Manufacturing Co., Ltd. Stair-climbing wheelchair carrier with crawlers
CA2406493A1 (en) * 2002-10-21 2004-04-21 Anil Dhonde Planetary drive system
JP2005088823A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Hitachi Koki Co Ltd 走行運搬車
CN101214832A (zh) * 2008-01-09 2008-07-09 湖南大学 履带与轮式结合的摆臂式菱形行走装置
CN203142830U (zh) * 2013-04-07 2013-08-21 西安科技大学 移动机器人用轮履复合式行走机构
CN203740003U (zh) * 2013-12-26 2014-07-30 长安大学 一种履带式工程车履带/轮胎切换机构
JP2015214200A (ja) * 2014-05-08 2015-12-03 日本車輌製造株式会社 軌陸両用車
CN105313997A (zh) * 2014-07-30 2016-02-10 工程服务公司 双模式移动机器人
CN106275113A (zh) * 2016-08-08 2017-01-04 中国矿业大学 关节履带与车轮相复合的移动平台及具有其的消防机器人
US9637186B1 (en) * 2015-12-03 2017-05-02 Engineering Services Inc. Dual mode vehicle
CN107554630A (zh) * 2017-08-10 2018-01-09 南京理工大学 一种轮‑履翻转复合式无人移动平台
CN108100060A (zh) * 2017-12-26 2018-06-01 中国科学院合肥物质科学研究院 一种多模式爬壁机器人运动机构

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2173793A (en) * 1935-11-23 1939-09-19 Oesterr Saurerwerke Ag Endless-track vehicle with auxiliary wheels
US4898256A (en) * 1987-10-20 1990-02-06 Sunwa Sharyo Manufacturing Co., Ltd. Stair-climbing wheelchair carrier with crawlers
CA2406493A1 (en) * 2002-10-21 2004-04-21 Anil Dhonde Planetary drive system
JP2005088823A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Hitachi Koki Co Ltd 走行運搬車
CN101214832A (zh) * 2008-01-09 2008-07-09 湖南大学 履带与轮式结合的摆臂式菱形行走装置
CN203142830U (zh) * 2013-04-07 2013-08-21 西安科技大学 移动机器人用轮履复合式行走机构
CN203740003U (zh) * 2013-12-26 2014-07-30 长安大学 一种履带式工程车履带/轮胎切换机构
JP2015214200A (ja) * 2014-05-08 2015-12-03 日本車輌製造株式会社 軌陸両用車
CN105313997A (zh) * 2014-07-30 2016-02-10 工程服务公司 双模式移动机器人
US9637186B1 (en) * 2015-12-03 2017-05-02 Engineering Services Inc. Dual mode vehicle
EP3176060A2 (en) * 2015-12-03 2017-06-07 Engineering Services Inc. Dual mode vehicle
CN106275113A (zh) * 2016-08-08 2017-01-04 中国矿业大学 关节履带与车轮相复合的移动平台及具有其的消防机器人
CN107554630A (zh) * 2017-08-10 2018-01-09 南京理工大学 一种轮‑履翻转复合式无人移动平台
CN108100060A (zh) * 2017-12-26 2018-06-01 中国科学院合肥物质科学研究院 一种多模式爬壁机器人运动机构

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
付宜利;李海泓;张福海;: "轮履变结构反恐机器人设计及运动学分析", 机械与电子, no. 10 *
曹冲振;郭云东;周娜;陈京邦;: "轮履复合式安保机器人移动系统研究", 机械设计与制造, no. 05 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109703639A (zh) * 2018-12-03 2019-05-03 北京建筑大学 一种可变结构机器人
CN113511263A (zh) * 2021-08-03 2021-10-19 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 一种操作机器人原地转向机构
CN113511263B (zh) * 2021-08-03 2022-05-17 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 一种操作机器人原地转向机构
CN114537544A (zh) * 2022-02-28 2022-05-27 南京工程学院 一种基于分离履带结构的轮履耦合机器人底盘
CN114537544B (zh) * 2022-02-28 2022-11-29 南京工程学院 一种基于分离履带结构的轮履耦合机器人底盘
CN114834552A (zh) * 2022-06-09 2022-08-02 北京理工大学 一种可变形轮履转换机构及其控制方法

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