CN113335406A - 一种变形式越障机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人，更具体的说是一种变形式越障机器人。一种变形式越障机器人，包括：越障轮组；所述越障轮组包括桥架以及两个安装在桥架的两端成八字形分布的伸缩件，以及安装在伸缩件底部的电机，以及通过电机驱动实现转动的轮。先接触障碍的轮受到阻力使对应的压簧Ⅰ进一步压缩，在减震的情形下通过障碍，此时位于另一侧的轮仍然起到支撑作用，使得越障时平稳性得到提升，八字形设置的两个伸缩件使得先接触障碍轮都能进行顺畅的收缩，无论是行进还是倒退都可以实现。

Description

一种变形式越障机器人

技术领域

本发明涉及机器人，更具体的说是一种变形式越障机器人。

背景技术

例如公开号为203158114U基于蓝牙控制的智能越障机器人，包括越障机器人本体、控制装置，控制装置包括单片机控制系统、直流伺服电机、蓝牙控制装置、摄像头和环境监测装置，控制装置安装在越障机器人本体上，单片机控制系统与直流伺服电机、蓝牙控制装置、摄像头和环境监测装置连接，越障机器人本体包括两个越障机构、一个车身和两个行走机构，两个行走机构分别安装在车身的两侧，两个越障机构分别安装在车身的前、后两端。它具有实现山地越障，沙地越障，台阶越障，蓝牙控制，环境监测等基本功能。能够及时准确掌握实时路况和周围环境信息，具有极高的实用性，解决了救援者无法及时了解被困人员信息的难题，并且成本低廉，操作简单，高效实用优点；但该机器人无法在越障位置保留支撑点，越障稳定性较低。

发明内容

本发明提供一种变形式越障机器人，目的是越障位置扔具有支撑点，增加越障的平稳性。

上述目的通过以下技术方案来实现：

一种变形式越障机器人，包括：

越障轮组；所述越障轮组包括桥架以及两个安装在桥架的两端成八字形分布的伸缩件，以及安装在伸缩件底部的电机，以及通过电机驱动实现转动的轮。

其中所述伸缩件包括与桥架固接且自身侧壁上设有槽口Ⅰ的方筒形外撑，以及设置在外撑内部的压簧Ⅰ，以及滑动连接在外撑内部且与压簧Ⅰ相抵的内撑，以及滑动连接在所述槽口Ⅰ内且与内撑固接的限位部Ⅰ。

其中所述越障轮组还包括自身的输出轴与桥架中部固接的减速电机。

还包括支撑架，以及与支撑架左右两端一体连接的连接梁，以及安装在连接梁上的连接器；

所述越障轮组以两个前后镜像对称设置为一组设有两组，两组越障轮组分别安装在两个连接器上，两个连接器用以分别驱动两组越障轮组实现升降。

其中所述连接器包括安装架，以及自身活动端与安装架固接的直线驱动器Ⅱ，以及固接在安装架上的导柱；

其中所述直线驱动器Ⅱ与对应的连接梁固接，直线驱动器Ⅱ的活动端穿过对应的连接梁，导柱滑动连接在对应的连接梁上，每组越障轮组所包括的两个减速电机固接在对应的安装架上。

本发明一种变形式越障机器人的有益效果为：

先接触障碍的轮受到阻力使对应的压簧Ⅰ进一步压缩，在减震的情形下通过障碍，此时位于另一侧的轮仍然起到支撑作用，使得越障时平稳性得到提升，八字形设置的两个伸缩件使得先接触障碍轮都能进行顺畅的收缩，无论是行进还是倒退都可以实现。

附图说明

图1以立体图示意性显示了越障轮组；

图2以立体图示意性显示了伸缩件局部；

图3以立体图示意性显示了支撑架；

图4以立体图示意性显示了支撑架的另一侧；

图5以立体图示意性显示了连接器；

图6以立体图示意性显示了连接器与越障轮组的连接；

图7以立体图示意性显示了扩展机构；

图8以立体图示意性显示了扩展机构的局部Ⅰ；

图9以立体图示意性显示了扩展机构的局部Ⅱ；

图10以立体图示意性显示了整体结构。

具体实施方式

一种变形式越障机器人包括越障轮组，为便于描述的参考图1，所述越障轮组包括桥架11、伸缩件、电机16、轮17和减速电机18，所述伸缩件包括外撑12、压簧Ⅰ13、内撑14和限位部Ⅰ15，外撑12为方筒形结构，外撑12上部封口且下部开口，外撑12额后端壁面上设有槽口Ⅰ，外撑12内设有压簧Ⅰ13，压簧Ⅰ13的上端与外撑12内部的上端固接，内撑14滑动配合连接在外撑12内，内撑14能够沿着外撑12滑动，内撑14的上部固接限位部Ⅰ15，限位部Ⅰ15滑动连接在所述槽口Ⅰ内用以限制内撑14的运动范围；其中所述伸缩件设有两个，两个伸缩件成八字形分布，两个外撑12分别固接在桥架11下端的左右两端，两个内撑14运动方向上的虚拟延长线相交处夹角可以是30至90度；所述内撑14的前端固接电机16，电机16的输出轴与内撑14转动连接，电机16的输出轴上固接轮17，减速电机18的的输出轴与桥架11的中部固接。当启动电机16时轮17实现转动。所述越障轮组作为足部安装在底盘的四角上，或安装在底盘的行进方向的一侧可以实现越障，安装时，将减速电机18安装在所述底盘上即可。其具体为，当前进遇到障碍时，先接触障碍的轮17受到阻力使对应的压簧Ⅰ13进一步压缩，例如在图1中，位于右侧的轮17受到阻力，那么位于右侧的压簧Ⅰ13进一步压缩，位于右侧的内撑14收缩至位于右侧的外撑12内，进而使位于右侧的轮17可以在减震的情形下通过障碍，此时位于左侧的轮17仍然起到支撑作用，使得越障时平稳性得到提升，八字形设置的两个伸缩件使得先接触障碍轮17都能进行顺畅的收缩，无论是行进还是倒退都可以实现。进一步的，若障碍物较高，接触障碍物的轮17所对应的压簧Ⅰ13收缩至极限，无法通过直接收缩进行越障时，启动所述减速电机18，减速电机18带动桥架11旋转，举例说明，参考图1，若位于右侧的轮17接触障碍物，那么使桥架11逆时针旋转，那么，位于右侧的轮17扬起以便于跨过障碍物，此时位于左侧的轮17仍然起到支撑作用，并可以提供行进动力便于位于右侧的轮17跨过障碍物，随后右侧的轮17接触地面时，使桥架11顺时针旋转，使位于左侧的轮17可以跨过障碍物，此时主要靠位于右侧的轮17起到支撑与行进的作用，当然如果位于左侧的轮17骑在障碍物上时也可以提供动力，当障碍物具有垂直端面时，无法通过收缩骑过障碍物时也可通过该方式越过障碍物。

参考图3至5，所述变形式越障机器人还包括支撑架21、连接梁22和连接器，支撑架21的左右两端各一体连接有连接梁22，所述连接器包括安装架31、直线驱动器Ⅱ32和导柱33，安装架31的上端固接直线驱动器Ⅱ32的活动端，导柱33固接在安装架31的上端；所述连接器左右镜像对称设有两个，位于左右两侧的连接梁22上各安装一个连接器，即位于左侧的连接器与位于左侧的连接梁22安装，所述直线驱动器Ⅱ32与对应的连接梁22固接，直线驱动器Ⅱ32的活动端穿过对应的连接梁22，导柱33滑动连接在连接梁22上；每个连接器用于一组越障轮组的安装；位于左侧的一组越障轮组通过所含有的两个减速电机18与位于左侧的安装架31固接，位于右侧的一组越障轮组通过所含有的两个减速电机18与位于右侧的安装架31固接，减速电机18的输出轴与对应的安装架31转动连接。当启动直线驱动器Ⅱ32能够带动对应的一组越障轮组升降，进而便于越过较高的障碍物。例如其他三个越障轮组保持支撑，抬高另外一个越障轮组所含有的与障碍物接触的轮17后，使得轮17旋转骑夸过障碍物，进而可以越过更高的障碍物，进一步的，也便于进行爬坡和下坡，例如斜坡为左高右低，那么时位于左侧的越障轮组下降，位于右侧的越障轮组升高，使得支撑架21保持水平，以便于运输，避免运输的物品因爬坡或下坡倾倒晃荡。

可以参考7至10，进一步的，所述的机器人还包括扩展机构，所述扩展机构包括外骨41、内骨42、限位部Ⅱ43、压簧Ⅱ44、适应杆45、支撑板46、导杆47和导轮48，外骨41左右两侧分别能够使两个内骨42直线滑动，外骨41内设有两个压簧Ⅱ44，外骨41内部的中部不导通，用于两个压簧Ⅱ44的内端相抵，两个压簧Ⅱ44的外端分别与两个内骨42的内端相抵，外骨41上侧的左右两侧各设有一个槽口Ⅱ，内骨42上固接有限位部Ⅱ43，两个限位部Ⅱ43分别滑动连接在两个所述的槽口Ⅱ内用于限制限位部Ⅱ43的最大运动行程，位于左侧的外骨41的左端，和位于右侧外骨41的右端，即两个外骨41的外端分别铰接一个适应杆45的内端，支撑板46固接在外骨41的上端，导杆47固接在外骨41的前端，所述扩展机构前后镜像对称设有两个，两个导杆47分别滑动连接在滑道24的前后两侧，位于后侧的扩展机构的两个适应杆45的外端分别铰接在两个连接梁22的后侧，位于前侧的扩展机构两个适应杆45的外端分别铰接在两个连接梁22的前侧，外骨41的下端转动连接有导轮48。连接梁22的前后宽度宽于支撑架21前后两端的宽度，适应杆45远离与连接梁22铰接的一端即内端能够收缩运动至支撑架21的边端，也能扩展运动至超出连接梁22前后宽度的范围，那么外骨41的前后位置可以得到改变。

所述的机器人还包括两个直线驱动器Ⅰ25，两个直线驱动器Ⅰ25反向设置，一左一右的固接在底架23的左右两端，位于左侧的直线驱动器Ⅰ25的活动端朝后，位于右侧的直线驱动器Ⅰ25的活动端朝前，位于左侧的直线驱动器Ⅰ25的活动端与位于后侧的外骨41的前端相抵，位于右侧的直线驱动器Ⅰ25的活动端与位于前侧的外骨41的后端相抵。

当在狭长环境下越障或转弯时，通过启动直线驱动器Ⅰ25推动对应的外骨41向外运动，直至适应杆45的内端由朝内，运动至与自身的外端平齐，最后适应杆45的内端朝外此时超出连接梁22的范围，利用导轮48与狭长环境下的壁面接触，避免倾倒，因压簧Ⅱ44的设置，导轮48可以适应凹凸不平的壁面，并起到缓冲作用，当壁面上出现障碍物，使得导轮48受到的力较大，外骨41则可在适应杆45两端回缩水平后，快速靠近支撑架21，实现快速回弹进行规避，壁面导轮48因撞击损坏，并能减小自身覆盖范围，便于通过狭长环境。若在正常环境下越障倾倒，导轮48利用弹力不足以扶正，可以启动对应的直线驱动器Ⅰ25推动外骨41向外侧移动进而配合导轮48进行扶正，扶正时，适应杆45的内端可以在内侧运动至外侧时瞬间弹出，提供较大瞬时力，有利于扶正。这是通过内骨42在适应杆45的两端对齐时进入外骨41最深处，压簧Ⅱ44压缩量最大，当适应杆45的内端朝外或朝内进一步运动时压簧Ⅱ44提供瞬时弹力实现的。其中所述滑道24内设有两个压簧Ⅲ，压簧Ⅲ的内端与底架23的中部接触，压簧Ⅲ的外端与对应的导杆47接触，以进一步增加缓冲力，支撑板46在日常使用时支撑板46随外骨41的延伸能够增加储物面积。

Claims (10)

1.一种变形式越障机器人，包括：

越障轮组；所述越障轮组包括桥架(11)以及两个安装在桥架(11)的两端成八字形分布的伸缩件，以及安装在伸缩件底部的电机(16)，以及通过电机(16)驱动实现转动的轮(17)。

2.根据权利要求1所述的机器人，其中所述伸缩件包括与桥架(11)固接且自身侧壁上设有槽口Ⅰ的方筒形外撑(12)，以及设置在外撑(12)内部的压簧Ⅰ(13)，以及滑动连接在外撑(12)内部且与压簧Ⅰ(13)相抵的内撑(14)，以及滑动连接在所述槽口Ⅰ内且与内撑(14)固接的限位部Ⅰ(15)。

3.根据权利要求2所述的机器人，其中所述越障轮组还包括自身的输出轴与桥架(11)中部固接的减速电机(18)。

4.根据权利要求3所述的机器人，还包括支撑架(21)，以及与支撑架(21)左右两端一体连接的连接梁(22)，以及安装在连接梁(22)上的连接器；

所述越障轮组以两个前后镜像对称设置为一组设有两组，两组越障轮组分别安装在两个连接器上，两个连接器用以分别驱动两组越障轮组实现升降。

5.根据权利要求4所述的机器人，其中所述连接器包括安装架(31)，以及自身活动端与安装架(31)固接的直线驱动器Ⅱ(32)，以及固接在安装架(31)上的导柱(33)；

其中所述直线驱动器Ⅱ(32)与对应的连接梁(22)固接，直线驱动器Ⅱ(32)的活动端穿过对应的连接梁(22)，导柱(33)滑动连接在对应的连接梁(22)上，每组越障轮组所包括的两个减速电机(18)固接在对应的安装架(31)上。

6.根据权利要求5所述的机器人，还包括：

扩展机构，所述扩展机构包括上部的左右两侧设有槽口Ⅱ的外骨(41)，以及滑动连接在外骨(41)左右两侧的内骨(42)，以及固接在内骨(42)内端的限位部Ⅱ(43)，以及设置在外骨(41)内部左右两侧的压簧Ⅱ(44)，以及两个自身的内端分别与两个内骨(42)的外端铰接的适应杆(45)，以及固接在外骨(41)前端的导杆(47)，所述压簧Ⅱ(44)的两端分别与对应的内骨(42)和外骨(41)的中部接触，所述限位部Ⅱ(43)滑动连接在对应的槽口Ⅱ内；以及

固接在支撑架(21)下端中部的底架(23)，以及设置在底架(23)中部的滑道(24)；

其中所述扩展机构前后对称设有两个，两个导杆(47)分别滑动连接在滑道(24)的前后两侧，适应杆(45)的外端与临近的连接梁(22)的同侧铰接。

7.根据权利要求6所述的机器人，还包括两个安装在支撑架(21)底部的直线驱动器Ⅰ(25)，两个直线驱动器Ⅰ(25)分别用于驱动两个外骨(41)沿前后方向移动。

8.根据权利要求7所述的机器人，其中所述扩展机构还包括固接在外骨(41)上端的支撑板(46)。

9.根据权利要求8所述的机器人，其中所述扩展机构还包括转动连接在外骨(41)下端中部的导轮(48)。

10.根据权利要求9所述的机器人，其中所述滑道(24)内设有两个压簧Ⅲ，压簧Ⅲ的内端与底架(23)的中部接触，压簧Ⅲ的外端与对应的导杆(47)接触。

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