CN113120103A - 一种机器人行走装置及其实现方法 - Google Patents

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王建华
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Abstract

本发明公开了一种机器人行走装置，包括固定卡板、行走机器人主体和对用途调节座；其中，所述行走机器人主体的上端中间凹槽设置有限位导杆，所述限位导杆的表面固定有复位弹簧，所述复位弹簧的另一端连接有固定卡板。本发明通过固定卡板在复位弹簧的弹力作用下回收，使得固定卡板顺着限位导杆回移，这样固定卡板牢牢固定住物件，实现对不同物件进行简单固定；本发明通过升降组件使得行走机器人主体脱离地面，再通过升缩杆伸缩使履带轮转动，这样履带轮上升脱离地面，然后升降电机反向转动使得转动座会缩，这样行走滚轮与地接触，实现不同行走方式的更换，满足不同场地行驶需求；实现狭小空间的快速转向。

Description

一种机器人行走装置及其实现方法
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种机器人行走装置及其实现方法。
背景技术
机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。
现有的桌面机器人行走装置在使用时存在空间狭小造成转向不便的问题，行走方式单一，造成行走不便，同时不能对不同物件进行简单固定，造成使用的诸多不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机器人行走装置，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供的一种机器人行走装置，具有转向方便，行走方式多样，物件固定方便的特点。
本发明另一目的在于提供一种机器人行走装置的实现方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机器人行走装置，包括固定卡板、行走机器人主体和对用途调节座；其中，所述行走机器人主体的上端中间凹槽设置有限位导杆，所述限位导杆的表面固定有复位弹簧，所述复位弹簧的另一端连接有固定卡板，所述行走机器人主体的表面四周设置有履带轮，所述行走机器人主体的侧边与履带轮对应位置设置有升缩杆，所述行走机器人主体的底部四周设置有行走滚轮，所述行走机器人主体的底部中间位置设置有对用途调节座；
所述对用途调节座包括减速支撑组件、转向组件和升降组件，其中，所述行走机器人主体的内部顶端位置固定有升降组件，所述升降组件的下端固定有转向组件，所述转向组件的下端固定有减速支撑组件。
在本发明中进一步的，所述升降组件包括主动齿轮、升降电机、转动丝杆、固定架、限位滑杆和从动齿轮，其中，所述固定架的两端分别连接有转动丝杆和限位滑杆，所述转动丝杆的上端固定有从动齿轮，所述转动丝杆的侧边固定有升降电机，所述升降电机的转轴固定有主动齿轮。
在本发明中进一步的，所述转向组件包括固定座、转动座和转动电机，其中，所述固定座的内部上端设置有转动电机，所述转动电机的下端连接有转动座。
在本发明中进一步的，所述减速支撑组件包括减速轮和减速电机，其中，所述转动座的内部均匀轴销转动连接有减速轮，所述转动座的内部中间位置设置有减速电机。
在本发明中进一步的，所述履带轮和行走滚轮均通过电机带动齿轮进行动力传输，所述复位弹簧在自然状态下处于收缩状态。
在本发明中进一步的，所述履带轮与地接触时行走滚轮和对用途调节座均不予地面接触。
在本发明中进一步的，所述减速轮设置为等边三角形结构，且减速轮与减速电机之间通过齿轮和链条传动连接。
在本发明中进一步的，所述的一种机器人行走装置的实现方法，包括以下步骤：
（1）物件的固定：通过向两侧拔动固定卡板，这样固定卡板顺着限位导杆进行移动，将物件放置在行走机器人主体的上端中间位置，缓慢松开固定卡板，固定卡板在复位弹簧的弹力作用下回收，这样固定卡板牢牢固定住物件，实现对不同物件进行简单固定；
（2）行走方式的改变：通过升降电机的转轴转动带动主动齿轮转动，主动齿轮一端连接的从动齿轮转动，进而带动从动齿轮所在的转动丝杆转动，这样转动丝杆和限位滑杆之间固定的固定架滑动下移，使固定架下端固定的固定座下降，使转动座下降，将行走机器人主体支撑脱离地面，然后升缩杆伸缩使履带轮转动，这样履带轮上升脱离地面，然后升降电机反向转动使得转动座会缩，这样行走滚轮与地接触，实现不同行走方式的更换；
（3）转向的改变：机器人行走需转向时，通过升降电机的转轴转动带动主动齿轮转动，主动齿轮一端连接的从动齿轮转动，进而带动从动齿轮所在的转动丝杆转动，这样转动丝杆和限位滑杆之间固定的固定架滑动下移，使固定架下端固定的固定座下降，使转动座下降，同时减速电机转动使减速轮转动方向与行走方向相反，这样使机器人快速停止，然后转动电机转动使行走机器人主体进行旋转，这样整个机器人行走装置转向，然后升降电机反向转动使转动座会缩，通过履带轮或行走滚轮继续行走。
在本发明中进一步的，所述的一种机器人行走装置的实现方法，所述升降组件包括主动齿轮、升降电机、转动丝杆、固定架、限位滑杆和从动齿轮，其中，所述固定架的两端分别连接有转动丝杆和限位滑杆，所述转动丝杆的上端固定有从动齿轮，所述转动丝杆的侧边固定有升降电机，所述升降电机的转轴固定有主动齿轮；所述转向组件包括固定座、转动座和转动电机，其中，所述固定座的内部上端设置有转动电机，所述转动电机的下端连接有转动座；所述减速支撑组件包括减速轮和减速电机，其中，所述转动座的内部均匀轴销转动连接有减速轮，所述转动座的内部中间位置设置有减速电机；所述履带轮和行走滚轮均通过电机带动齿轮进行动力传输，所述复位弹簧在自然状态下处于收缩状态；所述履带轮与地接触时行走滚轮和对用途调节座均不予地面接触；所述减速轮设置为等边三角形结构，且减速轮与减速电机之间通过齿轮和链条传动连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过固定卡板在复位弹簧的弹力作用下回收，使得固定卡板顺着限位导杆回移，这样固定卡板牢牢固定住物件，实现对不同物件进行简单固定；
2、本发明通过升降组件使得行走机器人主体脱离地面，再通过升缩杆伸缩使履带轮转动，这样履带轮上升脱离地面，然后升降电机反向转动使得转动座会缩，这样行走滚轮与地接触，实现不同行走方式的更换，满足不同场地行驶需求；
3、本发明通过减速支撑组件进行减速，然后升降组件使得行走机器人主体脱离地面，再通过转动电机转动使行走机器人主体进行旋转，这样整个机器人行走装置转向，然后升降电机反向转动使转动座会缩，实现狭小空间的快速转向。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的底部结构示意图；
图3为本发明的俯视结构示意图；
图4为本发明的升降组件结构示意图；
图5为本发明的转向组件结构示意图；
图6为本发明的减速支撑组件结构示意图。
图中：1、固定卡板；2、行走机器人主体；3、履带轮；4、升缩杆；5、行走滚轮；6、对用途调节座；61、减速支撑组件；611、减速轮；612、减速电机；62、转向组件；621、固定座；622、转动座；623、转动电机；63、升降组件；631、主动齿轮；632、升降电机；633、转动丝杆；634、固定架；635、限位滑杆；636、从动齿轮；7、复位弹簧；8、限位导杆。
具体实施方式
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1-6，本发明提供以下技术方案：一种机器人行走装置，包括固定卡板1、行走机器人主体2和对用途调节座6；其中，行走机器人主体2的上端中间凹槽设置有限位导杆8，限位导杆8的表面固定有复位弹簧7，复位弹簧7的另一端连接有固定卡板1，行走机器人主体2的表面四周设置有履带轮3，行走机器人主体2的侧边与履带轮3对应位置设置有升缩杆4，行走机器人主体2的底部四周设置有行走滚轮5，行走机器人主体2的底部中间位置设置有对用途调节座6；
对用途调节座6包括减速支撑组件61、转向组件62和升降组件63，其中，行走机器人主体2的内部顶端位置固定有升降组件63，升降组件63的下端固定有转向组件62，转向组件62的下端固定有减速支撑组件61。
进一步的，升降组件63包括主动齿轮631、升降电机632、转动丝杆633、固定架634、限位滑杆635和从动齿轮636，其中，固定架634的两端分别连接有转动丝杆633和限位滑杆635，转动丝杆633的上端固定有从动齿轮636，转动丝杆633的侧边固定有升降电机632，升降电机632的转轴固定有主动齿轮631。
进一步的，转向组件62包括固定座621、转动座622和转动电机623，其中，固定座621的内部上端设置有转动电机623，转动电机623的下端连接有转动座622。
进一步的，减速支撑组件61包括减速轮611和减速电机612，其中，转动座622的内部均匀轴销转动连接有减速轮611，转动座622的内部中间位置设置有减速电机612。
进一步的，履带轮3和行走滚轮5均通过电机带动齿轮进行动力传输，复位弹簧7在自然状态下处于收缩状态。
进一步的，履带轮3与地接触时行走滚轮5和对用途调节座6均不予地面接触。
进一步的，减速轮611设置为等边三角形结构，且减速轮611与减速电机612之间通过齿轮和链条传动连接。
进一步的，本发明所述的一种机器人行走装置的实现方法，包括以下步骤：
（1）物件的固定：通过向两侧拔动固定卡板1，这样固定卡板1顺着限位导杆8进行移动，将物件放置在行走机器人主体2的上端中间位置，缓慢松开固定卡板1，固定卡板1在复位弹簧7的弹力作用下回收，这样固定卡板1牢牢固定住物件，实现对不同物件进行简单固定；
（2）行走方式的改变：通过升降电机632的转轴转动带动主动齿轮631转动，主动齿轮631一端连接的从动齿轮636转动，进而带动从动齿轮636所在的转动丝杆633转动，这样转动丝杆633和限位滑杆635之间固定的固定架634滑动下移，使固定架634下端固定的固定座621下降，使转动座622下降，将行走机器人主体2支撑脱离地面，然后升缩杆4伸缩使履带轮3转动，这样履带轮3上升脱离地面，然后升降电机632反向转动使得转动座622会缩，这样行走滚轮5与地接触，实现不同行走方式的更换；
（3）转向的改变：机器人行走需转向时，通过升降电机632的转轴转动带动主动齿轮631转动，主动齿轮631一端连接的从动齿轮636转动，进而带动从动齿轮636所在的转动丝杆633转动，这样转动丝杆633和限位滑杆635之间固定的固定架634滑动下移，使固定架634下端固定的固定座621下降，使转动座622下降，同时减速电机612转动使减速轮611转动方向与行走方向相反，这样使机器人快速停止，然后转动电机623转动使行走机器人主体2进行旋转，这样整个机器人行走装置转向，然后升降电机632反向转动使转动座622会缩，通过履带轮3或行走滚轮5继续行走。
进一步的，升降组件63包括主动齿轮631、升降电机632、转动丝杆633、固定架634、限位滑杆635和从动齿轮636，其中，固定架634的两端分别连接有转动丝杆633和限位滑杆635，转动丝杆633的上端固定有从动齿轮636，转动丝杆633的侧边固定有升降电机632，升降电机632的转轴固定有主动齿轮631；转向组件62包括固定座621、转动座622和转动电机623，其中，固定座621的内部上端设置有转动电机623，转动电机623的下端连接有转动座622；减速支撑组件61包括减速轮611和减速电机612，其中，转动座622的内部均匀轴销转动连接有减速轮611，转动座622的内部中间位置设置有减速电机612；履带轮3和行走滚轮5均通过电机带动齿轮进行动力传输，复位弹簧7在自然状态下处于收缩状态；履带轮3与地接触时行走滚轮5和对用途调节座6均不予地面接触；减速轮611设置为等边三角形结构，且减速轮611与减速电机612之间通过齿轮和链条传动连接。
实施例1
本发明使用时，通过向两侧拔动固定卡板1，这样固定卡板1顺着限位导杆8进行移动，将物件放置在行走机器人主体2的上端中间位置，缓慢松开固定卡板1，固定卡板1在复位弹簧7的弹力作用下回收，这样固定卡板1牢牢固定住物件，实现对不同物件进行简单固定；通过升降电机632的转轴转动带动主动齿轮631转动，主动齿轮631一端连接的从动齿轮636转动，进而带动从动齿轮636所在的转动丝杆633转动，这样转动丝杆633和限位滑杆635之间固定的固定架634滑动下移，使固定架634下端固定的固定座621下降，使转动座622下降，将行走机器人主体2支撑脱离地面，然后升缩杆4伸缩使履带轮3转动，这样履带轮3上升脱离地面，然后升降电机632反向转动使得转动座622会缩，这样行走滚轮5与地接触，实现不同行走方式的更换；机器人行走需转向时，通过升降电机632的转轴转动带动主动齿轮631转动，主动齿轮631一端连接的从动齿轮636转动，进而带动从动齿轮636所在的转动丝杆633转动，这样转动丝杆633和限位滑杆635之间固定的固定架634滑动下移，使固定架634下端固定的固定座621下降，使转动座622下降，同时减速电机612转动使减速轮611转动方向与行走方向相反，这样使机器人快速停止，然后转动电机623转动使行走机器人主体2进行旋转，这样整个机器人行走装置转向，然后升降电机632反向转动使转动座622会缩，通过履带轮3或行走滚轮5继续行走，结构简单，使用便携。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种机器人行走装置，其特征在于：包括固定卡板（1）、行走机器人主体（2）和对用途调节座（6）；其中，所述行走机器人主体（2）的上端中间凹槽设置有限位导杆（8），所述限位导杆（8）的表面固定有复位弹簧（7），所述复位弹簧（7）的另一端连接有固定卡板（1），所述行走机器人主体（2）的表面四周设置有履带轮（3），所述行走机器人主体（2）的侧边与履带轮（3）对应位置设置有升缩杆（4），所述行走机器人主体（2）的底部四周设置有行走滚轮（5），所述行走机器人主体（2）的底部中间位置设置有对用途调节座（6）；
所述对用途调节座（6）包括减速支撑组件（61）、转向组件（62）和升降组件（63），其中，所述行走机器人主体（2）的内部顶端位置固定有升降组件（63），所述升降组件（63）的下端固定有转向组件（62），所述转向组件（62）的下端固定有减速支撑组件（61）。
2.根据权利要求1所述的一种机器人行走装置，其特征在于：所述升降组件（63）包括主动齿轮（631）、升降电机（632）、转动丝杆（633）、固定架（634）、限位滑杆（635）和从动齿轮（636），其中，所述固定架（634）的两端分别连接有转动丝杆（633）和限位滑杆（635），所述转动丝杆（633）的上端固定有从动齿轮（636），所述转动丝杆（633）的侧边固定有升降电机（632），所述升降电机（632）的转轴固定有主动齿轮（631）。
3.根据权利要求1所述的一种机器人行走装置，其特征在于：所述转向组件（62）包括固定座（621）、转动座（622）和转动电机（623），其中，所述固定座（621）的内部上端设置有转动电机（623），所述转动电机（623）的下端连接有转动座（622）。
4.根据权利要求1所述的一种机器人行走装置，其特征在于：所述减速支撑组件（61）包括减速轮（611）和减速电机（612），其中，所述转动座（622）的内部均匀轴销转动连接有减速轮（611），所述转动座（622）的内部中间位置设置有减速电机（612）。
5.根据权利要求1所述的一种机器人行走装置，其特征在于：所述履带轮（3）和行走滚轮（5）均通过电机带动齿轮进行动力传输，所述复位弹簧（7）在自然状态下处于收缩状态。
6.根据权利要求1所述的一种机器人行走装置，其特征在于：所述履带轮（3）与地接触时行走滚轮（5）和对用途调节座（6）均不予地面接触。
7.根据权利要求4所述的一种机器人行走装置，其特征在于：所述减速轮（611）设置为等边三角形结构，且减速轮（611）与减速电机（612）之间通过齿轮和链条传动连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种机器人行走装置的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）物件的固定：通过向两侧拔动固定卡板（1），这样固定卡板（1）顺着限位导杆（8）进行移动，将物件放置在行走机器人主体（2）的上端中间位置，缓慢松开固定卡板（1），固定卡板（1）在复位弹簧（7）的弹力作用下回收，这样固定卡板（1）牢牢固定住物件，实现对不同物件进行简单固定；
（2）行走方式的改变：通过升降电机（632）的转轴转动带动主动齿轮（631）转动，主动齿轮（631）一端连接的从动齿轮（636）转动，进而带动从动齿轮（636）所在的转动丝杆（633）转动，这样转动丝杆（633）和限位滑杆（635）之间固定的固定架（634）滑动下移，使固定架（634）下端固定的固定座（621）下降，使转动座（622）下降，将行走机器人主体（2）支撑脱离地面，然后升缩杆（4）伸缩使履带轮（3）转动，这样履带轮（3）上升脱离地面，然后升降电机（632）反向转动使得转动座（622）会缩，这样行走滚轮（5）与地接触，实现不同行走方式的更换；
（3）转向的改变：机器人行走需转向时，通过升降电机（632）的转轴转动带动主动齿轮（631）转动，主动齿轮（631）一端连接的从动齿轮（636）转动，进而带动从动齿轮（636）所在的转动丝杆（633）转动，这样转动丝杆（633）和限位滑杆（635）之间固定的固定架（634）滑动下移，使固定架（634）下端固定的固定座（621）下降，使转动座（622）下降，同时减速电机（612）转动使减速轮（611）转动方向与行走方向相反，这样使机器人快速停止，然后转动电机（623）转动使行走机器人主体（2）进行旋转，这样整个机器人行走装置转向，然后升降电机（632）反向转动使转动座（622）会缩，通过履带轮（3）或行走滚轮（5）继续行走。
9.根据权利要求8所述的一种机器人行走装置的实现方法，其特征在于：所述升降组件（63）包括主动齿轮（631）、升降电机（632）、转动丝杆（633）、固定架（634）、限位滑杆（635）和从动齿轮（636），其中，所述固定架（634）的两端分别连接有转动丝杆（633）和限位滑杆（635），所述转动丝杆（633）的上端固定有从动齿轮（636），所述转动丝杆（633）的侧边固定有升降电机（632），所述升降电机（632）的转轴固定有主动齿轮（631）；所述转向组件（62）包括固定座（621）、转动座（622）和转动电机（623），其中，所述固定座（621）的内部上端设置有转动电机（623），所述转动电机（623）的下端连接有转动座（622）；所述减速支撑组件（61）包括减速轮（611）和减速电机（612），其中，所述转动座（622）的内部均匀轴销转动连接有减速轮（611），所述转动座（622）的内部中间位置设置有减速电机（612）；所述履带轮（3）和行走滚轮（5）均通过电机带动齿轮进行动力传输，所述复位弹簧（7）在自然状态下处于收缩状态；所述履带轮（3）与地接触时行走滚轮（5）和对用途调节座（6）均不予地面接触；所述减速轮（611）设置为等边三角形结构，且减速轮（611）与减速电机（612）之间通过齿轮和链条传动连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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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