CN113428254A - 一种可扭转轮腿式移动机器人 - Google Patents

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王挺
邵沛瑶
刘连庆
姚辰
张凯
邵士亮
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Abstract

本发明涉及机器人领域，具体地说是一种可扭转轮腿式移动机器人，包括前车体、后车体、扭转组件和轮体，其中前车体通过扭转组件与后车体连接，且前车体两侧和后车体两侧均设有轮体，所述轮体包括轮毂、轮腿、减震组件和脚板，其中轮腿一端通过减震组件与轮毂连接，轮腿另一端设有脚板，各个轮腿沿着圆周方向均布设于所述轮毂上，所述轮毂通过设于对应车体上的电机驱动旋转。本发明具有良好的减震效果，且可有效避免车体倾覆，保证运行平稳。

Description

一种可扭转轮腿式移动机器人
技术领域
本发明涉及机器人领域，具体地说是一种可扭转轮腿式移动机器人。
背景技术
随着机器人的推广普及，用户对于机器人的要求也越来越高，比如很多用户希望能够有一种适应复杂地形的移动机器人。而轮腿式移动机器人是一种利用腿部间歇性与地面接触实现移动的机器人，其具备良好的移动能力，但该类型机器人由于腿部间歇性与地面接触会产生振动问题，且振动过程会对机器人内部的电子元器件造成损伤，另外现有技术中的轮腿式移动机器人在稳定性越障方面极少考虑倾覆性的影响，当机器人在复杂崎岖的地形表面移动时，由于在越障过程中轮腿某一侧运行于崎岖路面的凸起部，很容易造成整体机器人的倾覆。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可扭转轮腿式移动机器人，具有良好的减震效果，且可有效避免车体倾覆，保证运行平稳。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种可扭转轮腿式移动机器人，包括前车体、后车体、扭转组件和轮体，其中前车体通过扭转组件与后车体连接，且前车体两侧和后车体两侧均设有轮体，所述轮体包括轮毂、轮腿、减震组件和脚板，其中轮腿一端通过减震组件与轮毂连接，轮腿另一端设有脚板，各个轮腿沿着圆周方向均布设于所述轮毂上，所述轮毂通过设于对应车体上的电机驱动旋转。
所述减震组件包括导向杆、固定套、第一弹簧和第二弹簧，其中所述轮毂上设有轮毂容置槽，所述轮腿远离脚板一端设有轮腿容置槽，所述导向杆一端固装于对应的轮毂容置槽中，另一端伸入对应轮腿上的轮腿容置槽中，所述固定套套设于所述导向杆上且设于轮毂和轮腿之间，所述固定套一端设有限位法兰置于对应的轮毂容置槽中，另一端与对应轮腿的端面固连，所述轮毂容置槽内设有第一弹簧套装于导向杆上，所述轮腿容置槽内设有第二弹簧套装于导向杆上。
所述导向杆一端设有连接板，且所述连接板固装于对应轮毂容置槽的槽底上，所述固定套的限位法兰与对应轮毂容置槽的槽顶相抵实现限位，所述第一弹簧设于所述连接板和限位法兰之间。
所述导向杆伸入轮腿容置槽的一端设有弹簧挡座和锁紧螺母，所述第二弹簧设于轮腿容置槽的槽底和弹簧挡座之间，所述弹簧挡座和锁紧螺母均与所述导向杆螺纹连接，且所述锁紧螺母设于弹簧挡座远离第二弹簧一侧。
所述固定套一端设有支撑板与所述轮腿外端面固连。
所述扭转组件包括旋转轴和套筒，其中套筒一侧设有套筒法兰固装于前车体的前车后端板上，所述旋转轴一端可转动地设于所述套筒中、另一端设有端盖与后车体的后车前端板固连。
所述旋转轴一端通过轴承支撑安装于所述套筒中。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明各个轮腿与轮毂间均设有减震组件，且所述减震组件通过所述第一弹簧和第二弹簧的拉伸和收缩，能够吸收运行过程中的冲击动能，实现良好的减震效果。
2、本发明的前车体和后车体之间通过扭转组件连接可实现相对转动，其中在越障过程中当前车体一侧轮腿上的脚板与地面凸出接触时，扭转组件可以使前车体和后车体发生相对扭转，进而保持机器人各个轮体均与地面接触，从而有效避免倾覆。
附图说明
图1为本发明的立体示意图，
图2为图1中本发明的主视图，
图3为图2中的轮体示意图，
图4为图3中的单个轮腿示意图，
图5为图4中的减震组件立体示意图，
图6为图1中的扭转组件立体示意图。
其中，1为前车体，101为前车后端板，2为扭转组件，201为旋转轴，202为套筒，2021为套筒法兰，203为轴承，204为挡圈，205为衬套，206为端盖，207为挡板，3为后车体，301为后车前端板，4为轮毂，401为轮毂容置槽，5为轮腿，501为轮腿容置槽，6为脚板，7为减震组件，701为连接板，702为导向杆，703为第一弹簧，704为固定套，705为支撑板，706为第二弹簧，707为弹簧挡座，708为锁紧螺母，709为限位法兰。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～6所示，本发明包括前车体1、后车体3、扭转组件2和轮体，其中前车体1通过扭转组件2与后车体3连接，且前车体1两侧和后车体3两侧均设有轮体，如图2～3所示，所述轮体包括轮毂4、轮腿5、减震组件7和脚板6，其中轮腿5一端通过减震组件7与轮毂4连接，轮腿5另一端设有脚板6，各个轮腿5沿着圆周方向均布设于所述轮毂4上，所述轮毂4通过设于对应车体上的电机驱动旋转，进而实现整个轮体的转动。
如图4～5所示，所述减震组件7包括导向杆702、固定套704、第一弹簧703和第二弹簧706，其中所述轮毂4上设有多个轮毂容置槽401，所述轮腿5远离脚板6一端设有轮腿容置槽501，所述导向杆702一端固装于对应的轮毂容置槽401中，另一端伸入对应轮腿5上的轮腿容置槽501中，所述固定套704套设于所述导向杆702上且设于轮毂4和轮腿5之间，所述固定套704一端设有限位法兰709置于对应的轮毂容置槽401中，另一端与对应轮腿5的端面固连，所述轮毂容置槽401内设有第一弹簧703套装于导向杆702上，所述轮腿容置槽501内设有第二弹簧706套装于导向杆702上。本发明工作时，轮腿5末端的脚板6间歇性与地面接触，而每个轮腿5中的减震组件7通过所述第一弹簧703和第二弹簧706的拉伸和收缩，能够吸收运行过程中的冲击动能。
如图4～5所示，所述导向杆702一端设有连接板701，且所述连接板701固装于对应轮毂容置槽401的槽底上，所述固定套704的限位法兰709则与对应轮毂容置槽401的槽顶相抵实现限位，所述第一弹簧703两端分别与所述连接板701和限位法兰709相抵。
如图5所示，所述导向杆702伸入轮腿容置槽501的一端设有弹簧挡座707和锁紧螺母708，如图4所示，所述第二弹簧706两端分别与所述轮腿容置槽501的槽底和所述弹簧挡座707相抵，所述弹簧挡座707和锁紧螺母708均与所述导向杆702螺纹连接，所述锁紧螺母708设于弹簧挡座707远离第二弹簧706一侧实现锁紧防止相关零件脱落。
如图4～5所示，所述固定套704一端设有支撑板705与所述轮腿5外端面固连。
如图1和图6所示，所述扭转组件2包括旋转轴201和套筒202，其中套筒202一侧设有套筒法兰2021固装于前车体1的前车后端板101上，所述旋转轴201一端可转动地设于所述套筒202中、另一端设有端盖206与后车体3的后车前端板301固连，所述套筒202和旋转轴201相对转动，进而带动前车体1和后车体3相对转动，这样可使本发明在崎岖环境运行过程中平稳不倾覆，其中在越障过程中当前车体1一侧轮腿5上的脚板6与地面凸出接触抬升时，扭转组件2可以使前车体1和后车体3发生相对扭转，后车体3各个脚板6依然与地面接触，从而保持机器人各个轮体均为与地面接触状态，进而防止车体倾覆。
如图6所示，所述旋转轴201一端通过轴承203支撑安装于所述套筒202中，本实施例中，所述轴承203为深沟球轴承，所述套筒202内设有挡圈204和衬套205，其中轴承203通过挡圈204限位，然后再将衬套205装入所述套筒202内孔，所述旋转轴201一端设有挡板207与所述套筒202抵接。
本发明的工作原理为：
本发明工作时，电机驱动轮毂4旋转，进而使各个轮腿5末端的脚板6间歇性与地面接触，本发明的各个轮腿5均通过减震组件7与轮毂4连接，其中减震组件7中的第一弹簧703在对应轮毂容置槽401内伸缩，第二弹簧706在对应轮腿容置槽501内伸缩，从而可以吸收运行过程中的冲击动能，实现减震，另外前车体1和后车体3之间通过扭转组件2连接可实现相对转动保证移动平稳，其中在越障过程中当前车体1一侧轮腿5上的脚板6与地面凸出接触时，扭转组件2可以使前车体1和后车体3发生相对扭转，进而保持机器人各个轮体均与地面接触，从而有效避免倾覆。

Claims (7)

1.一种可扭转轮腿式移动机器人，其特征在于：包括前车体(1)、后车体(3)、扭转组件(2)和轮体，其中前车体(1)通过扭转组件(2)与后车体(3)连接，且前车体(1)两侧和后车体(3)两侧均设有轮体，所述轮体包括轮毂(4)、轮腿(5)、减震组件(7)和脚板(6)，其中轮腿(5)一端通过减震组件(7)与轮毂(4)连接，轮腿(5)另一端设有脚板(6)，各个轮腿(5)沿着圆周方向均布设于所述轮毂(4)上，所述轮毂(4)通过设于对应车体上的电机驱动旋转。
2.根据权利要求1所述的可扭转轮腿式移动机器人，其特征在于：所述减震组件(7)包括导向杆(702)、固定套(704)、第一弹簧(703)和第二弹簧(706)，其中所述轮毂(4)上设有轮毂容置槽(401)，所述轮腿(5)远离脚板(6)一端设有轮腿容置槽(501)，所述导向杆(702)一端固装于对应的轮毂容置槽(401)中，另一端伸入对应轮腿(5)上的轮腿容置槽(501)中，所述固定套(704)套设于所述导向杆(702)上且设于轮毂(4)和轮腿(5)之间，所述固定套(704)一端设有限位法兰(709)置于对应的轮毂容置槽(401)中，另一端与对应轮腿(5)的外端面固连，所述轮毂容置槽(401)内设有第一弹簧(703)套装于导向杆(702)上，所述轮腿容置槽(501)内设有第二弹簧(706)套装于导向杆(702)上。
3.根据权利要求2所述的可扭转轮腿式移动机器人，其特征在于：所述导向杆(702)一端设有连接板(701)，且所述连接板(701)固装于对应轮毂容置槽(401)的槽底上，所述固定套(704)的限位法兰(709)与对应轮毂容置槽(401)的槽顶相抵实现限位，所述第一弹簧(703)设于所述连接板(701)和限位法兰(709)之间。
4.根据权利要求2所述的可扭转轮腿式移动机器人，其特征在于：所述导向杆(702)伸入轮腿容置槽(501)的一端设有弹簧挡座(707)和锁紧螺母(708)，所述第二弹簧(706)设于轮腿容置槽(501)的槽底和弹簧挡座(707)之间，所述弹簧挡座(707)和锁紧螺母(708)均与所述导向杆(702)螺纹连接，且所述锁紧螺母(708)设于弹簧挡座(707)远离第二弹簧(706)一侧。
5.根据权利要求2所述的可扭转轮腿式移动机器人，其特征在于：所述固定套(704)一端设有支撑板(705)与所述轮腿(5)外端面固连。
6.根据权利要求1所述的可扭转轮腿式移动机器人，其特征在于：所述扭转组件(2)包括旋转轴(201)和套筒(202)，其中套筒(202)一侧设有套筒法兰(2021)固装于前车体(1)的前车后端板(101)上，所述旋转轴(201)一端可转动地设于所述套筒(202)中、另一端设有端盖(206)与后车体(3)的后车前端板(301)固连。
7.根据权利要求6所述的可扭转轮腿式移动机器人，其特征在于：所述旋转轴(201)一端通过轴承(203)支撑安装于所述套筒(202)中。
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