CN108909877A - 一种模块化组合式机器人平台 - Google Patents

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梁增友
邓德志
梁福地
王明广
苗春壮
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D63/00—Motor vehicles or trailers not otherwise provided for
    • B62D63/02—Motor vehicles
    • B62D63/025—Modular vehicles

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明提供一种模块化组合式机器人平台，包括若干轮式小车，轮式小车之间通过连接装置采用串联和并联方式组合，轮式小车上设置行走机构和转弯机构两套驱动系统；其中连接装置包括前后连接装置和左右连接装置，行走机构包括轮子、轮毂电机、刹车片、轮支撑轴以及轮子支架，转弯机构包括连接在轮子支架上的链轮、通过支撑轴连接在小车车体上的张紧链轮以及通过电机驱动轴连接在步进电机上的驱动链轮；本发明能有效的保证机器人平台上的核心装置的安全和实现机器人平台的灵活转弯及快速移动，增强机器人平台对运行环境的适应性。

Description

一种模块化组合式机器人平台
技术领域
本发明属于移动机器人技术领域，涉及一种新型机器人移动平台，具体是一种模块化组合式机器人平台。
背景技术
目前，公知的组合式机器人是线型机器人，如蛇形机器人，其移动平台是由一节节模块化关节通过连接装置组成，该平台可以实现蠕动、游动、侧移、侧滚、翻越障碍等运动形式。但是会不可避免地暴露在危险环境下，一节受损可能导致整个系统的瘫痪，侧移和转弯时速度有限，这样增加了暴露时间，容易被发现从而受损。
发明内容
本发明的目的是提供一种模块化组合式机器人平台，能有效的保证核心装置的安全和实现平台的灵活转弯及快速移动。
本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：
一种模块化组合式机器人平台，包括若干轮式小车，轮式小车之间通过连接装置，采用串联和并联方式组合，轮式小车上设置行走机构和转弯机构两套驱动系统；
所述连接装置包括前后连接装置和左右连接装置，前后连接装置由两个机构组合构成，一组为液压推杆与支撑架配合，另一组为两个支撑架配合，分别通过支撑销和锁死螺母连接固定；左右连接装置由两组液压推杆与支撑架配合，通过支撑销和锁死螺母连接固定。
所述行走机构包括轮子、轮毂电机、刹车片、轮支撑轴以及轮子支架，轮子、轮毂电机以及刹车片通过轮支撑轴连接，轮支撑轴两端连接固定在轮子支架上，轮子支架上安装有减震缓冲装置。
所述转弯机构包括连接在轮子支架上的链轮、通过支撑轴连接在小车车体上的张紧链轮以及通过电机驱动轴连接在步进电机上的驱动链轮，链轮、张紧链轮和驱动链轮通过链条连接在一起。
本发明的有益效果是：动态性能优越、环境适应性强、负载能力强，能有效的保证核心装置的安全，运动精确度高、反应灵敏，实现平台的灵活转弯及快速移动，设计结构简单，容易开发和维护，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中轮式小车的结构示意图；
图3是本发明中轮式小车的局部剖面示意图；
图4是本发明中前后连接装置的结构示意图；
图5是本发明中左右连接装置的结构示意图；
图6是本发明中行走机构的结构主视图；
图7是本发明中行走机构的结构侧视图；
图8是本发明中转弯机构的结构示意图；
图中 A-模块化轮式小车、B-前后连接装置、C-左右连接装置、D-行走机构、E-转弯机构、1-前后支撑架、2-短支撑销、3-锁死螺母、4-液压推杆、5-长支撑销、6-左右支撑架、7-链条、8-链轮、9-张紧链轮、10-支撑轴、11-电机驱动轴、12-驱动链轮、13-轮子支架、14-轮子、15-刹车片、16-轮支撑轴、17-轮毂电机、18-缓冲装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
一种模块化组合式机器人平台，如图1所示，包括若干轮式小车A，轮式小车A之间通过连接装置B和C采用串联和并联方式组合，该机器人平台通过不同的组合方式，既可以保护其核心装置不受损失，也可以合理的分配不同的任务载荷，提高了机器人平台的负载能力，从而达到使用的需求。轮式小车的结构如图2和图3所示，上面设置有行走机构D，以及转弯机构E的两套驱动系统；
图4和图5是本申请中连接装置的结构示意图，连接装置包括前后连接装置B如图4所示，和左右连接装置C如图5所示，前后连接装置B由两组机构组合构成，一组为液压推杆4与前后支撑架1配合，另一组为前后支撑架1间配合，分别通过短支撑销2和锁死螺母3连接固定；左右连接装置C由两组液压推杆4与左右支撑架6配合，通过长支撑销5和短支撑销2与锁死螺母3连接固定；通过液压推杆4的收缩，能够实现相邻小车之间的翘起或者下压，提高了平台自身跨越障碍物及爬坡等能力，从而增强了机器人平台的行走能力和对环境的适应性。
行走机构如图6和图7所示，包括轮子14、轮毂电机17、刹车片15、轮支撑轴10以及轮子支架13，轮子14、轮毂电机17以及刹车片15通过轮支撑轴16连接，轮支撑轴16两端连接固定在轮子支架13上，控制轮毂电机17的转动能够实现轮子的转动，从而实现轮式小车的移动，进而实现机器人平台的灵活移动，又由于轮毂电机和刹车片均集成在了轮子的内容，提高了机器人平台的空间利用率；轮子支架上安装有减震缓冲装置18，能够起到对小车在恶劣地形环境中运行的缓冲和保护作用。
转弯机构如图8所示，包括连接在轮子支架13上的链轮8、通过支撑轴10连接在小车车体上的张紧链轮9以及通过电机驱动轴11连接在步进电机上的驱动链轮12，链轮8、张紧链轮9和驱动链轮12通过链条7连接在一起，轮式小车运行时步进电机的旋转可以通过电机驱动轴带动驱动链轮旋转，从而通过驱动链轮带动链条运动，进而带动小车的轮子支架上的链轮转动，最终带动小车全体轮子向目标方向转动，实现机器人平台的灵活转弯。

Claims (4)

1.一种模块化组合式机器人平台，包括若干轮式小车（A），其特征在于：所述轮式小车(A)之间通过连接装置采用串联和并联方式组合，轮式小车（A）上设置行走机构（D）和转弯机构（E）两套驱动系统。
2.根据权利要求1所述的一种模块化组合式机器人平台，其特征在于：所述连接装置包括前后连接装置(B)和左右连接装置(C)，前后连接装置（B）由两个机构组合构成，一组为液压推杆(4)与前后支撑架(1)配合，另一组为前后支撑架(1)间配合，分别通过短支撑销（2）和锁死螺母（3）连接固定；左右连接装置（C）由两组液压推杆（4）与左右支撑架（6）配合，分别通过长支撑销（5）或者短支撑销（2）和锁死螺母（3）连接固定。
3.根据权利要求1所述的一种模块化组合式机器人平台，其特征在于：所述行走机构（D）包括轮子（14）、轮毂电机（17）、刹车片（15）、轮支撑轴（16）以及轮子支架（13），轮子（14）、轮毂电机（17）以及刹车片（15）通过轮支撑轴（16）连接，轮支撑轴（16）两端连接固定在轮子支架（13）上，轮子支架（13）上安装有减震缓冲装置(18)。
4.根据权利要求1所述的一种模块化组合式机器人平台，其特征在于：所述转弯机构（E）包括连接在轮子支架（13）上的链轮（8）、通过支撑轴（10）连接在小车车体上的张紧链轮（9）以及通过电机驱动轴（11）连接在步进电机上的驱动链轮（12），链轮（8）、张紧链轮（9）和驱动链轮（12）通过链条（7）连接在一起。
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