CN112389557A - 一种新型行走机构及特种机器人 - Google Patents

Abstract

一种新型行走机构及特种机器人，涉及行走机械领域。新型行走机构包括机架、三角支撑架、链式麦轮、麦轮驱动器、动作驱动器。链式麦轮绕三角支撑架的边缘设置并由麦轮驱动器驱动。三角支撑架可转动地配合于机架并由动作驱动器驱动。特种机器人设置了上述的新型行走机构。二者结构简单，具备优异的越障能力，能够在石块多、坑洼程度大、或者在楼梯上顺利行进，跨越障碍物能力非常优秀，具有非常大的应用潜力，能够适应特种应用场景。

Description

一种新型行走机构及特种机器人

技术领域

本发明涉及行走机械领域，具体而言，涉及一种新型行走机构及特种机器人。

背景技术

现有的行走机构的越障能力并不突出，尤其是在石块多、坑洼程度大、或者在楼梯上行进时，障碍明显。这使得现有的行走机构在使用过程中的应用面被极大地限制。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种新型行走机构，其结构简单，具备优异的越障能力，能够在石块多、坑洼程度大、或者在楼梯上顺利行进，跨越障碍物能力非常优秀，具有非常大的应用潜力，能够适应特种应用场景。

本发明的第二个目的在于提供一种特种机器人，其结构简单，具备优异的越障能力，能够在石块多、坑洼程度大、或者在楼梯上顺利行进，跨越障碍物能力非常优秀，具有非常大的应用潜力，能够适应特种应用场景。

本发明的实施例是这样实现的：

一种新型行走机构，其包括：机架、三角支撑架、链式麦轮、麦轮驱动器、动作驱动器。链式麦轮绕三角支撑架的边缘设置并由麦轮驱动器驱动。三角支撑架可转动地配合于机架并由动作驱动器驱动。

进一步地，机架的两侧均安装有三角支撑架。可选地，三角支撑架为四个并分设于机架的两侧，每侧均设置两个三角支撑架。

进一步地，麦轮驱动器和动作驱动器均安装于机架。三角支撑架的中部开设有让位通孔，麦轮驱动器的动力输出部的驱动轴可转动地配合于让位通孔。驱动轴安装有驱动轮，驱动轮同链式麦轮的链轮传动连接。

进一步地，三角支撑架还设置有用于将链式麦轮配合的张紧轮。

进一步地，三角支撑架同轴固定连接有配合套，配合套套设于驱动轴。沿驱动轴的周向，配合套与驱动轴活动配合。配合套同动作驱动器传动配合。

进一步地，三角支撑架为四个并分设于机架的两侧，每侧均设置两个三角支撑架。动作驱动器传动配合有动作轴，动作轴沿机架的长度方向设置。配合套具有齿圈，动作轴设置有用于同齿圈啮合的配合齿轮。

进一步地，动作驱动器为两组并分设于机架的两侧，位于同一侧的三角支撑架的配合套均同位于该侧的动作轴的配合齿轮啮合。

进一步地，每个链式麦轮均配置有一个麦轮驱动器。

进一步地，位于同一侧的两个三角支撑架的链式麦轮的倾斜方向相反，位于同一转动轴心线的两个三角支撑架的链式麦轮的倾斜方向也相反。

一种特种机器人，其包括上述的新型行走机构。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供的新型行走机构在使用过程中，利用麦轮驱动器驱动麦轮绕三角支撑架运行，实现正常行进。当遇到障碍物(例如：石块、楼梯、高台等)时，可以利用动作驱动器驱动三角支撑架相对机架进行转动，完成翻越动作。

总体而言，本发明实施例提供的新型行走机构结构简单，具备优异的越障能力，能够在石块多、坑洼程度大、或者在楼梯上顺利行进，跨越障碍物能力非常优秀，具有非常大的应用潜力，能够适应特种应用场景。本发明实施例提供的特种机器人结构简单，具备优异的越障能力，能够在石块多、坑洼程度大、或者在楼梯上顺利行进，跨越障碍物能力非常优秀，具有非常大的应用潜力，能够适应特种应用场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的新型行走机构的第一视角的结构示意图；

图2为图1中新型行走机构的第二视角的结构示意图；

图3为图2中A区域的放大图；

图4为图1中新型行走机构的第三视角的结构示意图；

图5为图1中新型行走机构爬楼梯的动作流程示意图；

图6为图1中新型行走机构平移的动作流程示意图。

图标：新型行走机构1000；机架100；三角支撑架200；配合套220；齿圈230；链式麦轮300；麦轮驱动器400；动作驱动器500；动作轴510；配合齿轮520；驱动轮610；链轮620；同步带630；张紧轮640。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1～4，本实施例提供一种新型行走机构1000。

新型行走机构1000包括：机架100、三角支撑架200、链式麦轮300、麦轮驱动器400、动作驱动器500。

链式麦轮300绕三角支撑架200的边缘设置并由麦轮驱动器400驱动。三角支撑架200可转动地配合于机架100并由动作驱动器500驱动。

在使用过程中，利用麦轮驱动器400驱动麦轮绕三角支撑架200运行，实现正常行进。当遇到障碍物(例如：石块、楼梯、高台等)时，可以利用动作驱动器500驱动三角支撑架200相对机架100进行转动，完成翻越动作。

总体而言，新型行走机构1000结构简单，具备优异的越障能力，能够在石块多、坑洼程度大、或者在楼梯上顺利行进，跨越障碍物能力非常优秀，具有非常大的应用潜力，能够适应特种应用场景。

在本实施例中，为了进一步提高新型行走机构1000的越障能力，机架100的两侧均安装有三角支撑架200。具体地，三角支撑架200为四个并分设于机架100的两侧，每侧均设置两个三角支撑架200。

麦轮驱动器400和动作驱动器500均安装于机架100。三角支撑架200的中部开设有让位通孔，麦轮驱动器400的动力输出部的驱动轴可转动地配合于让位通孔。驱动轴安装有驱动轮610，驱动轮610同链式麦轮300的链轮620传动连接(本实施例中采用同步带630传动，当然也可以采用链传动和齿轮传动)。

三角支撑架200还设置有用于将链式麦轮300配合的张紧轮640。

三角支撑架200同轴固定连接有配合套220，配合套220套设于驱动轴。沿驱动轴的周向，配合套220与驱动轴活动配合。配合套220同动作驱动器500传动配合。

动作驱动器500传动配合有动作轴510，动作轴510沿机架100的长度方向设置。配合套220具有齿圈230，动作轴510设置有用于同齿圈230啮合的配合齿轮520。

动作驱动器500为两组并分设于机架100的两侧，位于同一侧的三角支撑架200的配合套220均同位于该侧的动作轴510的配合齿轮520啮合。

每个链式麦轮300均配置有一个麦轮驱动器400。

通过以上设计，进一步提高了新型行走机构1000在行进过程中的协调性。以此为例，具体翻越动作可以如下(以翻阅楼梯为例)：

如图5所示，楼梯为高150mm，宽300mm。(a)中为新型行走机构1000靠近楼梯的初始状态，(b)中为新型行走机构1000的动作驱动器500驱动三角支撑架200开始转动的过程，四个三角支撑架200顺时针旋转正方向调高，通过链式麦轮300继续行进，调高过后新型行走机构1000的四个链式麦轮300圆角与梯面接触，可以看成直径为100mm的麦克纳姆轮与地面接触。(c)中与(d)中都为上楼梯过程，上楼梯时主要靠链式麦轮300上的辊子链节给机器人提供爬升力。因考虑到了其在楼梯转角点的打滑问题，这时辊子链节中可以添加环形弹簧，就能起到一个自适应调节防滑的作用，使每个辊子链节当超过一定受力时都有4mm的调节范围。

当然，为了使其能够更加精准地进行动作，可以为其配置测距传感器或用于感应障碍的障碍传感器，并由控制器统一控制动作过程，或者统一由远程控制中心人为控制动作过程。

进一步地，位于同一侧的两个三角支撑架200的链式麦轮300的倾斜方向相反，位于同一转动轴心线的两个三角支撑架200的链式麦轮300的倾斜方向也相反。

如图6所示，通过该设计，四个链式麦轮300经过麦轮驱动器400的控制往不同方向旋转，能够实现平移。途中箭头为移动方向，当a轮c轮往后方旋转，b轮d轮往前方旋转，新型行走机构1000向左平移。当a轮c轮往前方旋转，b轮d轮往后方旋转，新型行走机构1000向右平移。

总体来说，新型行走机构1000的特殊运动方式和运动机制，使其运动灵活性非常高，并且能够在很特殊的场地进行顺利行进和攀爬，大大提高了环境适应性和通用性。

本实施例还提供一种特种机器人，其包括新型行走机构1000。特种机器人通过新型行走机构1000实现行进。

综上所述，新型行走机构1000结构简单，具备优异的越障能力，能够在石块多、坑洼程度大、或者在楼梯上顺利行进，跨越障碍物能力非常优秀，具有非常大的应用潜力，能够适应特种应用场景。特种机器人结构简单，具备优异的越障能力，能够在石块多、坑洼程度大、或者在楼梯上顺利行进，跨越障碍物能力非常优秀，具有非常大的应用潜力，能够适应特种应用场景。

新型行走机构1000和特种机器人能够同时实现在楼梯等特殊场地多个自由度的运动，行进效率和越障效率高，变向、转弯所需的空间小，灵活度高。非常适合消防、安保、巡逻、监控等。

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

Claims (10)

1.一种新型行走机构，其特征在于，包括：机架、三角支撑架、链式麦轮、麦轮驱动器、动作驱动器；所述链式麦轮绕所述三角支撑架的边缘设置并由所述麦轮驱动器驱动；所述三角支撑架可转动地配合于所述机架并由所述动作驱动器驱动。

2.根据权利要求1所述的新型行走机构，其特征在于，所述机架的两侧均安装有所述三角支撑架；可选地，所述三角支撑架为四个并分设于所述机架的两侧，每侧均设置两个所述三角支撑架。

3.根据权利要求1所述的新型行走机构，其特征在于，所述麦轮驱动器和所述动作驱动器均安装于所述机架；所述三角支撑架的中部开设有让位通孔，所述麦轮驱动器的动力输出部的驱动轴可转动地配合于所述让位通孔；所述驱动轴安装有驱动轮，所述驱动轮同所述链式麦轮的链轮传动连接。

4.根据权利要求3所述的新型行走机构，其特征在于，所述三角支撑架还设置有用于将所述链式麦轮配合的张紧轮。

5.根据权利要求3所述的新型行走机构，其特征在于，所述三角支撑架同轴固定连接有配合套，所述配合套套设于所述驱动轴；沿所述驱动轴的周向，所述配合套与所述驱动轴活动配合；所述配合套同所述动作驱动器传动配合。

6.根据权利要求5所述的新型行走机构，其特征在于，所述三角支撑架为四个并分设于所述机架的两侧，每侧均设置两个所述三角支撑架；所述动作驱动器传动配合有动作轴，所述动作轴沿所述机架的长度方向设置；所述配合套具有齿圈，所述动作轴设置有用于同所述齿圈啮合的配合齿轮。

7.根据权利要求6所述的新型行走机构，其特征在于，所述动作驱动器为两组并分设于所述机架的两侧，位于同一侧的所述三角支撑架的所述配合套均同位于该侧的所述动作轴的所述配合齿轮啮合。

8.根据权利要求7所述的新型行走机构，其特征在于，每个所述链式麦轮均配置有一个所述麦轮驱动器。

9.根据权利要求8所述的新型行走机构，其特征在于，位于同一侧的两个所述三角支撑架的所述链式麦轮的倾斜方向相反，位于同一转动轴心线的两个所述三角支撑架的所述链式麦轮的倾斜方向也相反。

10.一种特种机器人，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的新型行走机构。

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