CN112294206B - 越障轮装置及自行走机器人 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种越障轮装置及自行走机器人，越障轮装置包括行走轮和越障组件；所述行走轮具有第一转动轴线以及行走表面；所述越障组件包括支腿以及驱动机构，所述支腿绕所述第一转动轴线公转，所述支腿与所述行走轮同向转动，驱动机构驱动所述支腿直线往复运动以使所述支腿在凸出于所述行走表面的凸出状态和避让所述行走表面的避让状态之间切换。本申请实施例的越障轮装置，结构简单，不需要依靠各种检测手段，依靠纯机械结构即可实现支腿辅助越障，可靠性高，成本低，越障性能好，且支腿基本不影响越障轮装置的正常行走。

Description

越障轮装置及自行走机器人

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及越障轮装置及自行走机器人。

背景技术

以扫地机器人为例，在工作环境中往往会遇到一些障碍物，例如小台阶、电线等，由于越障性能不足，很多情况下扫地机器人无法进入被障碍物阻挡的区域进行清扫作业。

驱动轮本身的越障性能是影响扫地机器人越障性能较为关键的一个因素。现有的越障驱动轮，其轮胎表面设计有一定形状和凹槽的胎纹，越障时主要靠轮胎与障碍摩擦力以及轮胎表面胎纹中的凹槽卡住障碍物，避免驱动轮打滑，从而翻越障碍。但是，这种方式产生的摩擦力有限，不能翻越较高障碍；由于轮胎是软性材料，凹槽不能做太深，凹槽较浅时抓住障碍边沿的能力低，越障能力低。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种越障性能较好的越障轮装置及自行走机器人。

为达到上述目的，本申请实施例的一方面提供一种越障轮装置，包括行走轮和越障组件；所述行走轮具有第一转动轴线以及行走表面；所述越障组件包括支腿以及驱动机构，所述支腿绕所述第一转动轴线公转，所述支腿与所述行走轮同向转动，驱动机构驱动所述支腿直线往复运动以使所述支腿在凸出于所述行走表面的凸出状态和避让所述行走表面的避让状态之间切换。

进一步地，在所述支腿远离驱动机构一端的端部位于转动轨迹最低位置的状态下，所述支腿处于避让状态。

进一步地，所述行走轮带动所述支腿同步转动。

进一步地，所述支腿的与所述驱动机构连接或抵接的位置为驱动位置，所述驱动位置在所述驱动机构的作用下绕所述第一转动轴线偏心转动。

进一步地，所述支腿的滑动方向与所述第一转动轴线偏心设置；或者，所述支腿的滑动方向与所述第一转动轴线相交。

进一步地，所述支腿远离所述驱动机构一端的端部与所述第一转动轴线之间的距离为最大距离的状态下，所述支腿位于所述行走轮行走方向的前侧。

进一步地，所述行走轮包括外缘部以及支撑于所述外缘部内侧的支撑部；

所述外缘部形成有贯穿所述外缘部的第一滑槽，所述支腿滑动地穿设于所述第一滑槽中；和/或，所述越障组件包括安装座，所述安装座形成有第二滑槽，所述支腿滑动地穿设于所述第二滑槽中，所述支腿位于所述外缘部沿所述第一转动轴线的一侧。

进一步地，在所述支腿滑动地穿设于所述第一滑槽中的情况下，所述越障组件包括第一导套，所述第一导套内形成有第一滑动通道，所述第一导套的一端紧固连接于所述外缘部内侧表面的所述第一滑槽周围，所述第一滑动通道与所述第一滑槽连通，所述支腿滑动地穿设于所述第一滑动通道和所述第一滑槽中。

进一步地，在所述支腿位于所述外缘部沿所述第一转动轴线一侧的情况下，所述越障组件包括第二导套，所述第二导套形成有贯穿所述第二导套相对两侧的第二滑动通道，所述第二导套的一端紧固连接于所述安装座内侧表面的所述第二滑槽周围，所述第二滑动通道与所述第二滑槽连通，所述支腿滑动地穿设于所述第二滑动通道和所述第二滑槽中。

进一步地，所述驱动机构包括连杆，所述连杆的第一端与所述支腿转动连接，所述连杆的第二端具有第二转动轴线，所述第二转动轴线与所述第一转动轴线平行且偏心设置，所述支腿能够带动所述连杆绕所述第二转动轴线转动。

进一步地，所述连杆包括第一连杆，所述第一连杆的所述第二转动轴线相对所述第一转动轴线静止。

进一步地，所述连杆包括第二连杆，所述驱动机构包括固定齿轮和随动齿轮，所述固定齿轮相对所述第一转动轴线静止，所述随动齿轮与所述行走轮偏心转动连接，所述随动齿轮绕所述固定齿轮的周向啮合传动，所述第二连杆与所述随动齿轮偏心转动连接，所述第二连杆的所述第二转动轴线绕所述第一转动轴线公转。

进一步地，所述驱动机构包括弹性件和凸轮，所述凸轮静止，所述弹性件对所述支腿施加朝向所述凸轮的作用力，以将所述支腿远离所述行走表面一端的端部压靠于所述凸轮的周向表面，所述支腿的端部沿着所述凸轮的周向表面相对滑动。

进一步地，所述支腿包括腿本体以及凸出于所述腿本体周向表面的限位部，所述弹性件的一端与所述限位部抵接。

进一步地，在所述支腿处于凸出状态的情况下，所述弹性件处于压缩状态，所述弹性件设置于所述限位部背离所述凸轮的一侧；或者，所述弹性件处于拉伸状态，所述弹性件设置于所述限位部朝向所述凸轮的一侧。

进一步地，所述凸轮的周向表面包括凸出表面和避让表面，在所述支腿的端部与所述凸出表面抵接的状态下，所述支腿处于凸出状态，在所述支腿的端部与所述避让表面抵接的状态下，所述支腿处于避让状态；以经过所述第一转动轴线的中垂线为中线，所述凸轮沿所述中线的相对两侧均形成有所述凸出表面。

本申请实施例的另一方面提供一种自行走机器人，包括机架、动力装置以及上述任一的越障轮装置，所述动力装置设置于所述机架上，所述动力装置与所述行走轮驱动连接以驱动所述行走轮绕所述第一转动轴线转动。

进一步地，所述自行走机器人为扫地机器人、拖地机器人或救生机器人。

本申请实施例的越障轮装置，结构简单，不需要依靠各种检测手段，依靠纯机械结构即可实现支腿辅助越障，可靠性高，成本低，且支腿基本不影响越障轮装置的正常行走。

附图说明

图1为本申请第一实施例的越障轮装置的结构示意图；

图2为图1所示结构的部分结构示意图，其中，局部结构剖视；

图3为图1所示结构的剖视图，其中剖切面垂直于第一转动轴线；

图4为本申请一实施例的越障轮装置遇到障碍物的示意图，其中，越障轮装置尚未开始越障；

图5为图4所示越障轮装置越障过程中第一阶段的示意图；

图6为图4所示越障轮装置越障过程中第二阶段的示意图；

图7为图4所示越障轮装置越障过程中第三阶段的示意图；

图8为图4所示越障轮装置越障过程中第四阶段的示意图，其中，越障轮装置已经成功越障；

图9为本申请第二实施例的越障轮装置的结构示意图；

图10为图9所示结构的部分结构示意图，其中，局部结构剖视；

图11为图9所示结构另一视角的剖视示意图，其中，剖切面垂直于第一转动轴线L1；

图12为本申请第三实施例的越障轮装置的结构示意图；

图13为图12所示结构的剖视图，其中，剖切面垂直于第一转动轴线，第一转动轴线简化为O1点，第二转动轴线简化为O2点，支腿与连杆转动连接的位置简化为O3点；

图14为图13所示结构处于另一转动位置的示意图；

图15为图14所示结构处于另一转动位置的示意图；

图16为本申请第四实施例的越障轮装置的结构示意图；

图17为图16所示结构另一视角的示意图；

图18为图7所示结构与支腿运动轨迹的示意图；

图19为本申请第五实施例的越障轮装置的结构示意图；

图20为本申请第六实施例的越障轮装置的结构示意图。

附图标记说明

行走轮10；行走表面10a；第一滑槽10b；外缘部11；支撑部12；越障组件20；支腿21；腿本体211；限位部212；驱动机构22；连杆221；第一连杆221’；第二连杆221”；固定齿轮222；随动齿轮223；凸轮224；避让表面224a；凸出表面224b；弹性件225；第一导套23；第一滑动通道23a；安装座24；第二滑槽24a；第二导套25；第二滑动通道25a；障碍物60’；第一转动轴线L1；中线L3；参考线L4

具体实施方式

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技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请的描述中，“上”、“下”、“前”、“后”方位或位置关系为基于附图4所示的方位或位置关系。图4中的左方为行走前侧，右方为行走后侧。需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请实施例提供一种越障轮装置，请参阅图1、图9、图12、图16以及图19，越障轮装置包括行走轮10以及越障组件20，其中，行走轮10具有第一转动轴线L1(参考图9、图10、图12以及图16)和行走表面10a，越障组件20包括支腿21以及驱动机构22，支腿21绕第一转动轴线L1公转，支腿21与行走轮10同向转动，驱动机构22能够驱动支腿21直线往复运动以使支腿21能够在凸出于行走表面10a的凸出状态和避让行走表面10a的避让状态之间切换。

需要说明的是，所述的行走表面10a，指的是，行走轮10与地面等介质接触的表面。

本申请实施例的越障轮装置，通过驱动机构22驱动支腿21在凸出状态和避让状态之间切换，也就是说，驱动机构22能够驱动支腿21沿行走轮10的从内向外方向或者沿与从内向外方向平行的方向伸出，且驱动机构22也能够驱动支腿21沿行走轮10从外向内方向或者沿与从外向内方向平行的方向缩回，在越障轮装置行走过程中，可以根据实际需要切换支腿21所处状态。在平整地面行走过程中，当支腿21转动至行走轮10转动轨迹的最低点或者临近最低点之前，驱动机构22驱动支腿21进入避让状态，避免支腿21与地面接触，支腿21不会影响越障轮装置的正常行走；在行走方向的前侧需要越障的范围内使得支腿21处于凸出状态即可。

越障轮装置的越障过程请参照图4至图8，图4示出了越障轮装置遇到障碍物且尚未开始越障过程，当越障轮装置开始越障后，请再次参阅图5至图7，支腿21的一端抵靠在障碍物60’的顶表面，翻越时，以支腿21与障碍物60’的接触点为支点进行翻转，该支点增加了行走轮10与障碍物60’的摩擦力，防止行走轮10打滑，请参阅图8，越障轮装置翻越了该障碍物60’。假如没有上述的支腿21，行走轮10遇到障碍物60’时，行走轮10表面与障碍物60’的接触处容易打滑，接触处不能形成有效支撑，行走轮10的越障性能较低。

再者，本申请实施例的越障轮装置，结构简单，不需要依靠各种检测手段，依靠纯机械结构即可实现支腿21辅助越障，可靠性高，成本低，且支腿21基本不影响越障轮装置的正常行走。

一些实施例中，在支腿21位于转动轨迹最低位置的状态下，支腿21处于避让状态。如此，能够使得支腿21不会影响越障轮装置的正常行走过程。需要说明的是，所述的支腿21位于转动轨迹最低位置，指的是，请参阅图10，支腿21在跟随行走轮10转动过程中，当支腿21转动至支腿21对应处的行走表面10a与地面等介质接触的位置。

可以理解的是，支腿21在临近上述的最低位置的沿转动方向的两侧附近也可以处于避让状态，例如，当支腿21转动至接近最低位置时，驱动机构22驱动支腿21由凸出状态切换至避让状态，行走轮10继续转动，直至支腿21越过最低位置后的一定范围内，支腿21仍旧保持避让状态，如此能够进一步降低支腿21对越障轮装置的正常行走过程的影响。

请参阅图2，一实施例中，行走轮10包括外缘部11以及支撑于外缘部11内侧的支撑部12，外缘部11的外侧周向表面即为上述的行走表面10a。外缘部11可以是整体均为刚性材料，例如整体为硬质塑料、或者金属等；请参阅图4，外缘部11也可以是刚性材料加橡胶轮胎的形式，例如内圈采用金属材料或硬质塑料，在内圈外表面套设橡胶轮胎，以增加外缘部11行走时的摩擦力。支撑部12指的是支撑外缘部11的结构，具体地，当将与动力装置连接时，支撑部12连接于动力装置和外缘部11之间。支撑部12的结构形式不限。

需要说明的是，本申请实施例的越障组件20可以设置在行走轮10的内侧，与行走轮10结合在一起，此时，驱动机构22驱动支腿21沿行走轮10从内至外方向或从外至内的方向滑动；越障组件20也可以是与行走轮10相对独立，此时，驱动机构22驱动支腿21沿与上述的从内之外或从外至内方向平行的方向滑动。

例如，请参阅图1、图12以及图19，一些实施例中，越障组件20设置在行走轮10的内侧，具体地，外缘部11形成有贯穿外缘部11的第一滑槽10b，支腿21滑动地穿设于第一滑槽10b中，行走轮10能够带动支腿21同步转动，也就是说，支腿21在行走轮10的带动下绕第一转动轴线L1公转。外缘部11本身对支腿21起安装、导向作用，能够简化越障组件20的结构。

进一步地，为了便于对支腿21起导向作用，防止支腿21横向摆动，请继续参阅图1、图12以及图19，越障组件20包括第一导套23，第一导套23形成有贯穿第一导套23相对两侧的第一滑动通道23a(参照图3)，第一导套23的一端紧固连接于第一滑槽10b周围，第一滑动通道23a与第一滑槽10b连通，支腿21滑动地穿设于第一滑动通道23a和第一滑槽10b中。如此，一方面第一导套23与外缘部11的内侧表面紧固连接，能够增强第一导套23与外缘部11之间的连接可靠性，另一方面，能使得越障轮装置结构更加紧凑。第一导套23与外缘部11可以是一体成型结构，便于加工制造。

另一些实施例中，请参阅图9以及图16，越障组件20与行走轮10相对独立，具体地，越障组件20包括安装座24，安装座24形成有第二滑槽24a，支腿21滑动地穿设于第二滑槽24a中，安装座24对支腿21起安装支撑作用，安装座24能够带动支腿21同步转动，第二滑槽24a和支腿21位于外缘部11沿第一转动轴线L1的一侧。如此能够便于装配，具体地，可以先将越障组件20组装完毕，然后再将越障组件20与行走轮10连接即可。

安装座24与行走轮10可以是同步转动，也可以是异步转动，只要两者是同向转动即可。例如，本申请实施例中，安装座24与行走轮10紧固连接，即安装座24跟随行走轮10同步转动，行走轮10通过安装座24间接地带动支腿21同步转动；在另一些未示出的实施例中，安装座24通过其他驱动机构驱动安装座24转动，安装座24的转动速度与行走轮10的转动速度可以相同也可以不同，只要同向转动即可。

需要说明的是，安装座24的外轮廓不超过行走表面10a的转动轨迹，也就是说，安装座24不会影响行走轮10的行走。

安装座24的结构形式不限，只要便于支腿21滑动即可。例如，一些实施例中，安装座24呈圆环状，进一步地，安装座24与行走轮10同轴设置，即安装座24的圆心位于第一转动轴线L1上。

进一步地，请继续参阅图9以及图16，越障组件20包括第二导套25，第二导套25形成有贯穿第二导套25相对两侧的第二滑动通道25a，第二导套25的一端紧固连接于安装座24内侧表面的第二滑槽24a周围，安装座24为第二导套25提供安装支撑位置，支腿21滑动地穿设于第二滑动通道25a和第二滑槽24a内，支腿21滑动地穿设于第二滑动通道25a和第二滑槽24a中。第二导套25能够进一步提升对支腿21滑动的导向作用，提升支腿21滑动的可靠性。

本申请实施例中的驱动机构22的数量不限，例如，可以是一个驱动机构22、两个或者是更多。例如，当驱动机构22的数量为一个时，驱动机构22可以设置在行走轮10的内侧，与行走轮10结合在一起，也可以是与行走轮10相对独立。当驱动机构22的数量为两个时，一些实施例中，其中一个驱动机构22设置在行走轮10的内侧，与行走轮10结构在一起，即与该驱动机构22对应的支腿21滑动地穿设于第一滑槽10b中；其中另一个驱动机构22与行走轮10相对独立，即与该驱动机构22对应的支腿21滑动地穿设于第二滑槽24a中；另一些实施例中，请参阅图20，可以在行走轮10的内侧或者安装座24的内侧设置两个驱动机构22，只要驱动机构22不会相互干涉即可。

可以理解的是，支腿21的滑动方向可以与第一转动轴线L1偏心设置，也就是说，支腿21的滑动方向不会经过行走轮10的圆心；支腿21的滑动方向也可以是与第一转动轴线L1相交，即支腿21的滑动方向经过行走轮10的圆心。

本申请实施例中，支腿21的与驱动机构22连接或抵接的位置为驱动位置(参照图13中的O3点)，该驱动位置在驱动机构22的作用下绕第一转动轴线L1偏心转动，即在支腿21绕第一转动轴线L1公转360°的一个转动周期过程中，驱动位置与第一转动轴线L1之间的距离不同，驱动位置的转动轨迹为非圆形。也就是说，一方面，驱动机构22对支腿21的驱动位置与第一转动轴线L1之间的距离进行了限制，另一方面，驱动机构22不会限制支腿21公转。

一实施例中，请参阅图11，支腿21远离驱动机构22一端的端部与第一转动轴线之间的距离为最大距离的状态下，支腿21位于行走轮10行走方向的前侧，以使得越障轮装置在前进时能够保障支腿21能够较好辅助越障。进一步地，一实施例中，支腿21远离驱动机构22一端的端部与第一转动轴线之间的距离为最大距离的状态下，支腿21位于行走轮10行走方向的前下侧，以经过第一转动轴线L1的中垂线为中线L3，将同时垂直于中线L3和第一转动轴线L1的直线记为参考线L4，所述的“前下侧”指的是位于中线L3的前侧，且位于参考线L4的靠近介质的一侧，所述的“前侧”指的是位于中线L3的前侧。如此，能够使得越障组件20对高度稍低的障碍物60’具有较好的辅助越障性能。需要说明的是，在其他实施例中，支腿21远离驱动机构22一端的端部与第一转动轴线之间的距离为最大距离的状态下，支腿21也可以位于行走轮10行走方向的后侧，只要能保证在越障时支腿21处于凸出状态即可。

驱动机构22的结构形式不限，只要能够驱动支腿21直线往复运动即可。例如，一些实施例中，请参阅图12至图20，驱动机构22包括连杆221，连杆221的第一端与支腿21转动连接，支腿21与连杆221的转动连接处为驱动位置，连杆221的第二端具有第二转动轴线(参照图13中的O2点)，第二转动轴线与第一转动轴线L1平行且偏心设置，支腿21绕第一转动轴线L1公转过程中能够带动连杆221绕第二转动轴线转动。可以理解的是，该第二转动轴线既可以是相对第一转动轴线L1静止，也可以相对第一转动轴线L1运动。

在另一些实施例中，请参阅图1至图11，驱动机构22可以采用凸轮224的结构形式，利用凸轮224的非圆形周向表面与支腿21的端部抵接，使得支腿21的端部沿着凸轮224的周向表面滑动即可，此情况下，凸轮224和支腿21行形成凸轮运动机构。

本申请实施例中，支腿21远离驱动机构22一端的端部的形状不限，只要能够辅助越障即可，例如，可以呈外凸曲面、平面、内凹曲面中的一种或多种组合，还可以是其他形状。

本申请实施例的第二方面提供一种自行走机器人，包括机架、动力装置以及上述任一的越障轮装置，其中，动力装置设置于机架上，也就是说，机架为动力装置提供安装支撑，动力装置与行走轮10驱动连接以驱动行走轮10绕第一转动轴线L1转动。越障轮装置能够增强自行走机器人的越障能力，提升自行走机器人的通过性。

可以理解的是，上述实施例中的自行走机器人可以为扫地机器人、拖地机器人或救生机器人。

以下结合附图对本申请的越障轮装置的具体实施例进行描述。

第一实施例

请参阅图1至图8，本申请实施例中，外缘部11形成有贯穿外缘部11的第一滑槽10b，支腿21在第一滑槽10b内滑动；第一导套23的一端紧固连接于第一滑槽10b周围，第一滑动通道23a与第一滑槽10b连通，支腿21滑动地穿设于第一滑动通道23a和第一滑槽10b中。即本实施例中，支腿21跟随行走轮10同步转动。

驱动机构22包括弹性件225和凸轮224，弹性件225对支腿21施加朝向凸轮224的作用力，以将支腿21压靠于凸轮224的周向表面；支腿21跟随行走轮10转动过程中，支腿21远离行走表面10a一端的端部沿着凸轮224的周向表面相对滑动。也就是说，本实施例中，凸轮224和支腿21形成凸轮机构的运动形式。

自行走机器人行走过程中，行走轮10转动，凸轮224与机架固定连接，行走轮10和凸轮224之间存在相对运动，支腿21的端部在弹性件225的作用下始终压靠在凸轮224的周向表面，因此，在支腿21跟随行走轮10转动过程中，支腿21在凸轮224的作用下会沿支腿21延伸方向滑动。

具体地，请参阅图1和图3，凸轮224的周向表面包括凸出表面224b和避让表面224a，在支腿21的端部与凸出表面224b抵接的状态下，支腿21处于凸出状态，在支腿21的端部与避让表面224a抵接的状态下，支腿21处于避让状态。凸轮224的最小向径对应的表面位于避让表面224a范围内，凸轮224的最大向径对应的表面位于凸出表面224b范围内。最大向径和最小向径的差值为支腿21的滑动行程。具体地，请参阅图3，曲线E的形状为支腿21端部的运动轨迹，支腿21的端部在

和

的角度范围内处于避让状态，在其余角度范围内处于凸出状态，因此，凸轮224与

和

的角度范围对应的周向表面为避让表面224a；其余的周向表面为凸出表面224b。需要说明的是，在支腿21的滑动行程满足最低要求的情况下，应尽可能地减少最大向径和最小向径的差值，如此能够减小凸轮机构的压力角，改善传力性能，避免自锁，提高凸轮机构效率，减小支腿21所受侧向力，提升越障组件20的使用寿命。

进一步地，请参阅图3，以经过第一转动轴线L1的中垂线为中线L3，凸轮224沿中线L3的相对两侧均形成有凸出表面224b。需要说明的是，中垂线指的是垂直于行走轮10接触的平整介质表面的直线。中线L3的相对两侧对应的是自行走机器人行走的前进和后退方向，也就是说，本实施例中，无论自行走机器人前进还是后退，越障组件20均能够起到较好的越障效果。

为便于对弹性件225的限位支撑，本实施例中，请参阅图2，支腿21包括腿本体211以及凸出于腿本体211周向表面的限位部212，弹性件225的一端与限位部212抵接。

弹性件225可以是在压缩状态下对支腿21施加上述的作用下，也可以是在拉伸的情况下施加上述的作用力。例如，在支腿21处于凸出状态的情况下，弹性件225处于压缩状态，弹性件225设置于限位部212背离凸轮224的一侧，弹性件225可以是压簧、硅胶垫、橡胶垫等。再例如，弹性件225处于拉伸状态，弹性件225设置于限位部212朝向凸轮224的一侧，弹性件225可以是拉簧、橡皮筋等。

本实施例中，支腿21的数量为多个，多个支腿21沿凸轮224的周向间隔布置。可以理解的是，在另一未示出的实施例中，支腿21的数量也可以是一个。

第二实施例

请参阅图9至图11，本申请实施例的大部分结构与第一实施例大体相同，与第一实施例不同的是：驱动机构22设置位置不同。

本实施例中，支腿21位于外缘部11沿第一转动轴线L1的一侧。具体地，为便于对支腿21的安装导向，越障组件20包括安装座24，安装座24形成有第二滑槽24a，支腿21滑动地穿设于第二滑槽24a中。

本实施例中，安装座24与支撑部12紧固连接，如此，无需通过额外的驱动源驱动安装座24转动，行走轮10转动时即可带动安装座24和支腿21转动，结构简单。可以理解的是，在另一未示出的实施例中，安装座24不与行走轮10连接，而是通过其他动力传动机构驱动，例如，安装座24与行走轮10可以通过同一根动力轴驱动，当然，安装座24与行走轮10可以各自通过不同的动力传动机构实现传动。

本实施例中，安装座24呈圆环状，安装座24与行走轮10同轴设置，也就是说，安装座24绕第一转动轴线L1自转，如此能够便于设置连杆221和安装座24相对行走轮10的尺寸、安装位置等。

进一步，本实施例中，越障组件20包括第二导套25，第二导套25形成有贯穿第二导套25相对两侧的第二滑动通道25a，第二导套25的一端紧固连接于安装座24内侧表面的第二滑槽24a周围，第二滑动通道25a与第二滑槽24a连通，支腿21滑动地穿设于第二滑动通道25a和第二滑槽24a中。

第二导套25与安装座24可以为一体成型结构，便于加工制造。

第三实施例

请参阅图12至图15，本实施例中，本申请实施例中，外缘部11形成有贯穿外缘部11的第一滑槽10b，支腿21在第一滑槽10b内滑动；第一导套23的一端紧固连接于第一滑槽10b周围，第一滑动通道23a与第一滑槽10b连通，支腿21滑动地穿设于第一滑动通道23a和第一滑槽10b中。即本实施例中，支腿21跟随行走轮10同步转动。

驱动机构22包括第一连杆221’，第一连杆221’包括沿长度方向相对的第一端和第二端，其中，第一连杆221’的第一端与支腿21转动连接，例如铰接，支腿21与第一连杆221’的转动连接位置为驱动位置(参照图13至图15中的O3点)，第一连杆221’的第二端具有第二转动轴线(第二转动轴线简化为参照图13至图15中的O2点)，第二转动轴线与第一转动轴线L1平行且偏心设置，第二转动轴线相对第一转动轴线L1静止。具体地，当越障轮装置应用于自行走机器人的情况下，第一连杆221’的第二端与上述的机架连接，第二转动轴线与机架的相对位置保持不变，由于行走轮10也与机架连接，第一转动轴线L1与机架的相对位置也保持不变，因此，第二转动轴线相对第一转动轴线L1静止，也就是说，第二转动轴线和第一转动轴线L1的相对位置不变。具体地，图13至图15中，O1点和O2点相当于静止点，其余结构相对O1点和O2点的位置发生变化。

支腿21跟随行走轮10转动过程中能够带动第一连杆221’绕第二转动轴线转动。具体地，支腿21、行走轮10以及第一连杆221’形成一个曲柄滑块机构，行走轮10在动力装置的作用下绕第一转动轴线L1转动，支腿21跟随行走轮10转动，即支腿21绕第一转动轴线L1公转，第一连杆221’的运动轨迹为以O2为圆心的圆形，由于第一连杆221’对支腿21的限制作用，使得支腿21在绕第一转动轴线L1公转的过程中会沿支腿21的延伸方向往复滑动，以配合第一连杆221’的运动轨迹。

本实施例通过曲柄滑块机构的运动形式使得支腿21在凸出状态和避让状态之间切换，结构简单，连接可靠。

装配时，可以将支腿21和第一连杆221’提前装配，再将支腿21插入第一导套23内，随后将第一连杆221’的第二端与机架连接即可，结构简单，装配过程简单。

本实施例中，支腿21的数量为一个，第一连杆221’与支腿21一一对应。

第四实施例

请参阅图16至图18，本实施例中，驱动机构22的结构与第三实施例大体相同，与第三实施例不同的是，本实施例中，支腿21位于外缘部11沿第一转动轴线L1的一侧，越障组件20包括安装座和第二导套。其中，安装座和第二导套的结构以及连接方式与第二实施例中的相同，再次不再赘述。

请参阅图18，支腿21远离第一连杆221’一端的端部的运动轨迹如图18中的虚线图形所示，其中，直线L5表示O1点至虚线图形与行走表面10a的其中一个相交点之间的连线，直线L6表示O1点至虚线图形与行走表面10a的其中另一个相交点之间的连线，在圆心角β对应的弧长范围内，支腿21处于避让状态，在其余的圆心角范围内，支腿21处于凸出状态。

第五实施例

请参阅图19，本申请实施例的大部分结构与第三实施例大体相同，例如，外缘部11形成有第一滑槽10b，支腿21在第一滑槽10b内滑动。与第三实施例不同的是驱动机构22的结构。第三实施例中，第一连杆221’的第二转动轴线相对第一转动轴线L1静止，第一连杆221’的第二端与机架连接，而不是与行走轮10连接。

本实施例中，连杆221包括第二连杆221”，第二连杆221”的第二转动轴线能够相对第一转动轴线L1运动。为了实现驱动位置相对第一转动轴线L1的偏心转动，本实施例中，驱动机构22还包括固定齿轮222和随动齿轮223，固定齿轮222相对第一转动轴线L1静止，具体地，固定齿轮222与机架紧固连接，随动齿轮223与行走轮10转动偏心转动连接，随动齿轮223绕固定齿轮222周向啮合传动，第二连杆221”的第二端与随动齿轮223偏心转动连接，第二连杆221”与随动齿轮223的偏心转动连接处即为第二转动轴线所在位置。

具体地，随动齿轮223跟随行走轮10转动过程中，随动齿轮223一方面绕第一转动轴线L1公转，同时，随动齿轮223沿其与行走轮10的转动连接处自转，即第二转动轴线一方面跟随随动齿轮223自转，也绕第一转动轴线L1公转，使得支腿21的与第二连杆221”转动连接处的驱动位置能够相对第一转动轴线L1的偏心转动。

第六实施例

本实施例中，驱动机构22的数量为两组，两组驱动机构22布置关系满足不干涉即可。

一些实施例中，两组驱动机构22中的其中一组设置于外缘部11的内侧，外缘部11形成有第一滑槽10b，对应的一个支腿21滑动穿设于第一滑槽10b内，另一组驱动机构22设置于外缘部11沿第一转动轴线L1的一侧。

另一些实施例中，两组驱动机构22可以均设置在外缘部11的内侧，或者均设置在外缘部11沿第一转动轴线L1的一侧。

具体地，请参阅图20，本实施例中，每一驱动机构22的结构大体与第三实施例相同，两组驱动机构22均设置于外缘部11的内侧。

需要说明的是，在不干涉的情况下，越障轮装置可以配置任意多组驱动机构。越障轮装置配置多组驱动机构的情况下，多个驱动机构的结构形式和布置位置不限，例如，配置的多组驱动机构可以均设置于外缘部11的内侧，也可以均设置于外缘部11沿转动轴线的一侧，还可以部分设置于外缘部11的内侧、部分设置于外缘部11沿转动轴线的一侧。再例如，配置的多组驱动机构中，驱动机构的结构形式可以上述实施例中的任一种或多种的组合，只要不干涉即可。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (16)

1.越障轮装置，其特征在于，包括：

行走轮(10)，所述行走轮(10)具有第一转动轴线(L1)以及行走表面(10a)；

越障组件(20)，所述越障组件(20)包括支腿(21)以及驱动机构(22)，所述支腿(21)绕所述第一转动轴线(L1)公转，所述支腿(21)与所述行走轮(10)同向转动，驱动机构(22)驱动所述支腿(21)直线往复运动以使所述支腿(21)在凸出于所述行走表面(10a)的凸出状态和避让所述行走表面(10a)的避让状态之间切换；

在所述支腿(21)远离驱动机构(22)一端的端部位于转动轨迹最低位置的状态下，所述支腿(21)处于避让状态；

所述行走轮(10)每旋转一圈，所述支腿(21)至少完成一次直线往复运动；

所述支腿(21)的与所述驱动机构(22)连接或抵接的位置为驱动位置，所述驱动位置在所述驱动机构(22)的作用下绕所述第一转动轴线(L1)偏心转动。

2.根据权利要求1所述的越障轮装置，其特征在于，所述行走轮(10)带动所述支腿(21)同步转动。

3.根据权利要求1所述的越障轮装置，其特征在于，所述支腿(21)的滑动方向与所述第一转动轴线(L1)偏心设置；或者，所述支腿(21)的滑动方向与所述第一转动轴线(L1)相交。

4.根据权利要求1所述的越障轮装置，其特征在于，所述支腿(21)远离所述驱动机构(22)一端的端部与所述第一转动轴线之间距离为最大距离的状态下，所述支腿(21)位于所述行走轮(10)行走方向的前侧。

5.根据权利要求1所述的越障轮装置，其特征在于，

所述行走轮(10)包括外缘部(11)以及支撑于所述外缘部(11)内侧的支撑部(12)；

所述外缘部(11)形成有贯穿所述外缘部(11)的第一滑槽(10b)，所述支腿(21)滑动地穿设于所述第一滑槽(10b)中；和/或，所述越障组件(20)包括安装座(24)，所述安装座(24)形成有第二滑槽(24a)，所述支腿(21)滑动地穿设于所述第二滑槽(24a)中，所述支腿(21)位于所述外缘部(11)沿所述第一转动轴线的一侧。

6.根据权利要求5所述的越障轮装置，其特征在于，在所述支腿(21)滑动地穿设于所述第一滑槽(10b)中的情况下，所述越障组件(20)包括第一导套(23)，所述第一导套(23)内形成有第一滑动通道(23a)，所述第一导套(23)的一端紧固连接于所述外缘部(11)内侧表面的所述第一滑槽(10b)周围，所述第一滑动通道(23a)与所述第一滑槽(10b)连通，所述支腿(21)滑动地穿设于所述第一滑动通道(23a)和所述第一滑槽(10b)中。

7.根据权利要求5所述的越障轮装置，其特征在于，在所述支腿(21)位于所述外缘部(11)沿所述第一转动轴线一侧的情况下，所述越障组件(20)包括第二导套(25)，所述第二导套(25)形成有贯穿所述第二导套(25)相对两侧的第二滑动通道(25a)，所述第二导套(25)的一端紧固连接于所述安装座(24)内侧表面的所述第二滑槽(24a)周围，所述第二滑动通道(25a)与所述第二滑槽(24a)连通，所述支腿(21)滑动地穿设于所述第二滑动通道(25a)和所述第二滑槽(24a)中。

8.根据权利要求1-7任一项所述的越障轮装置，其特征在于，所述驱动机构(22)包括连杆(221)，所述连杆(221)的第一端与所述支腿(21)转动连接，所述连杆(221)的第二端具有第二转动轴线，所述第二转动轴线与所述第一转动轴线(L1)平行且偏心设置，所述支腿(21)能够带动所述连杆(221)绕所述第二转动轴线转动。

9.根据权利要求8所述的越障轮装置，其特征在于，所述连杆(221)包括第一连杆(221’)，所述第一连杆(221’)的所述第二转动轴线相对所述第一转动轴线(L1)静止。

10.根据权利要求8所述的越障轮装置，其特征在于，所述连杆(221)包括第二连杆(221”)，所述驱动机构(22)包括固定齿轮(222)和随动齿轮(223)，所述固定齿轮(222)相对所述第一转动轴线(L1)静止，所述随动齿轮(223)与所述行走轮(10)偏心转动连接，所述随动齿轮(223)绕所述固定齿轮(222)的周向啮合传动，所述第二连杆(221”)与所述随动齿轮(223)偏心转动连接，所述第二连杆(221”)的所述第二转动轴线绕所述第一转动轴线公转。

11.根据权利要求1-7任一项所述的越障轮装置，其特征在于，所述驱动机构(22)包括弹性件(225)和凸轮(224)，所述凸轮(224)静止，所述弹性件(225)对所述支腿(21)施加朝向所述凸轮(224)的作用力，以将所述支腿(21)远离所述行走表面(10a)一端的端部压靠于所述凸轮(224)的周向表面，所述支腿(21)的端部沿着所述凸轮(224)的周向表面相对滑动。

12.根据权利要求11所述的越障轮装置，其特征在于，所述支腿(21)包括腿本体(211)以及凸出于所述腿本体(211)周向表面的限位部(212)，所述弹性件(225)的一端与所述限位部(212)抵接。

13.根据权利要求12所述的越障轮装置，其特征在于，在所述支腿(21)处于凸出状态的情况下，所述弹性件(225)处于压缩状态，所述弹性件(225)设置于所述限位部(212)背离所述凸轮(224)的一侧；或者，所述弹性件(225)处于拉伸状态，所述弹性件(225)设置于所述限位部(212)朝向所述凸轮(224)的一侧。

14.根据权利要求11所述的越障轮装置，其特征在于，所述凸轮(224)的周向表面包括凸出表面(224b)和避让表面(224a)，在所述支腿(21)的端部与所述凸出表面(224b)抵接的状态下，所述支腿(21)处于凸出状态，在所述支腿(21)的端部与所述避让表面(224a)抵接的状态下，所述支腿(21)处于避让状态；以经过所述第一转动轴线(L1)的中垂线为中线，所述凸轮(224)沿所述中线的相对两侧均形成有所述凸出表面(224b)。

15.自行走机器人，其特征在于，包括机架、动力装置以及权利要求1-14任一项所述的越障轮装置，所述动力装置设置于所述机架上，所述动力装置与所述行走轮(10)驱动连接以驱动所述行走轮(10)绕所述第一转动轴线(L1)转动。

16.根据权利要求15所述的自行走机器人，其特征在于，所述自行走机器人为扫地机器人、拖地机器人或救生机器人。

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