CN113941992B - 一种机器人行走方式可调的轮系机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及移动机器人领域，具体地说是一种机器人行走方式可调的轮系机构，包括轮架、同步履带、驱动齿轮、电机、液压杆和行走轮，其中轮架设于同步履带中部，且所述轮架下端设有带行走齿轮的行走轮轴，所述行走齿轮与所述同步履带啮合，行走轮安装于所述行走轮轴上，所述同步履带两端均设有驱动齿轮和电机，驱动齿轮与同步履带啮合，且所述驱动齿轮通过对应的电机驱动旋转，所述电机的机座上设有连杆，且两个连杆自由端均与所述行走轮轴铰接，所述轮架上设有两个液压杆，且所述液压杆一端与对应侧的连杆铰接，另一端铰接于所述轮架上。本发明能够根据不同路况切换同步履带和行走轮接触地面，从而使移动机器人应用环境更加广泛。

Description

一种机器人行走方式可调的轮系机构
技术领域
本发明涉及移动机器人领域，具体地说是一种机器人行走方式可调的轮系机构。
背景技术
轮系是移动机器人的重要组成部分，也是机器人行走的动力来源。由于移动机器人工作环境较为复杂，甚至有些机器人需要行走于工况变化的环境中，因此在设计时需要充分考虑各种工况。目前市场上已有的轮系机构应用广泛且较为成熟，但由于其行走方式单一，限制其只能适应一种固定工况，无法满足移动机器人平台对于不同工作环境的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机器人行走方式可调的轮系机构，能够根据不同路况切换同步履带和行走轮接触地面，从而使移动机器人应用环境更加广泛。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种机器人行走方式可调的轮系机构，包括轮架、同步履带、驱动齿轮、电机、液压杆和行走轮，其中轮架设于同步履带中部，且所述轮架下端设有带行走齿轮的行走轮轴，所述行走齿轮与所述同步履带啮合，行走轮安装于所述行走轮轴上，所述同步履带两端均设有驱动齿轮和电机，驱动齿轮与同步履带啮合，且所述驱动齿轮通过对应的电机驱动旋转，所述电机的机座上设有连杆，且两个连杆自由端均与所述行走轮轴铰接，所述轮架上设有两个液压杆，且所述液压杆一端与对应侧的连杆铰接，另一端铰接于所述轮架上。
所述同步履带下移接触地面时，所述行走齿轮与同步履带上侧中部啮合且行走轮腾空，所述同步履带抬起脱离地面时，所述行走齿轮与同步履带下侧中部啮合且行走轮接触地面。
所述电机和连杆设于轮架一侧，所述同步履带设于轮架另一侧。
所述轮架下端设有安装台，所述行走轮轴在行走齿轮两侧各设有一个轴端，且其中一个轴端安装于所述轮架下端的安装台上，另一个轴端与行走轮连接，同步履带由所述轮架和行走轮之间绕过所述行走齿轮。
所述轮架上端设有呈对称夹角状的铰接台，所述液压杆上端铰接于对应侧的铰接台上，所述连杆上设有铰接凸出部，所述液压杆下端通过铰轴铰接于对应侧连杆的铰接凸出部处。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明利用液压杆驱动连杆带动同步履带抬起或放下，当遇到泥泞或不平路面的情况，同步履带放下接触地面，行走轮腾空，当遇到平坦地面时，同步履带抬起脱离地面，行走轮接触地面，从而能够根据路面情况及时对同步履带和行走轮进行切换，使移动机器人应用环境更加广泛。
2、本发明将履带做成可传动机构，省却了中间结构，整体结构更为紧凑。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为图1中本发明的主视图，
图3为图1中驱动齿轮和同步履带的结构示意图，
图4为图1中本发明在驱动齿轮抬起时的状态主视图，
图5为图4中本发明在驱动齿轮抬起时的状态立体示意图，
图6为图1中的轮架示意图，
图7为图3中的行走轮轴示意图。
其中，1为轮架，11为铰接台，12为安装台，2为液压杆，3为同步履带，4为驱动齿轮，5为连杆，6为电机，7为行走轮，8为行走轮轴，81为行走齿轮，9为铰轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～7所示，本发明包括轮架1、同步履带3、驱动齿轮4、电机6、液压杆2和行走轮7，其中轮架1设于同步履带3中部，且所述轮架1下端设有带行走齿轮81的行走轮轴8，所述行走齿轮81与所述同步履带3啮合，行走轮7安装于所述行走轮轴8上，所述同步履带3两端均设有驱动齿轮4和电机6，驱动齿轮4与同步履带3啮合，且所述驱动齿轮4通过对应的电机6驱动旋转，所述电机6的机座上设有连杆5，且两个连杆5自由端均与所述行走轮轴8铰接，所述轮架1上设有两个液压杆2，且所述液压杆2一端通过铰轴9与对应侧的连杆5铰接，另一端铰接于所述轮架1上。本发明遇到泥泞或不平路面时，如图1～2所示，液压杆2伸长并通过连杆5带动驱动齿轮4下行，使同步履带3下侧展开并接触地面，此时行走轮轴8上的行走齿轮81与同步履带3上侧中部啮合，行走轮7腾空，当遇到平坦路面时，如图4～5所示，液压杆2收缩并通过连杆5带动驱动齿轮4上行，进而带动同步履带3抬起脱离地面，此时所述行走齿轮81与同步履带3下侧中部啮合，行走轮7与地面接触，并且电机6通过同步履带3和行走齿轮81传递转矩驱动行走轮7行走。
如图1～2所示，所述电机6和连杆5设于轮架1一侧，所述同步履带3设于轮架1另一侧，如图6所示，所述轮架1下端设有安装台12，如图7所示，所述行走轮轴8在行走齿轮81两侧各设有一个轴端，且其中一个轴端安装于所述轮架1下端的安装台12上，另一个轴端与行走轮7连接，同步履带3则由所述轮架1和行走轮7之间绕过所述行走齿轮81。
如图6所示，所述轮架1上端设有呈对称夹角状的铰接台11，所述液压杆2上端通过销轴铰接于对应侧的铰接台11上，如图1所示，所述连杆5上设有铰接凸出部，所述液压杆2下端通过铰轴9铰接于对应侧连杆5的铰接凸出部处。
本发明使用时，所述轮架1安装于移动机器人本体下侧，所述连杆5长度保持同步履带3始终处于撑紧状态，保证驱动齿轮4不会脱离同步履带3，所述液压杆2为市购产品。
本发明的工作原理为：
本发明工作时，当遇到泥泞或不平路面的情况，如图1～2所示，液压杆2伸长并通过连杆5带动驱动齿轮4下行，使同步履带3下侧展开并接触地面，此时行走轮7腾空，电机6驱动同步履带3转动行走，当遇到平坦路面时，如图4～5所示，液压杆2收缩并通过连杆5带动驱动齿轮4上行，进而带动同步履带3抬起脱离地面，此时行走轮7与地面接触，且电机6通过同步履带3和行走轮轴8上的行走齿轮81传递转矩驱动行走轮7行走。

Claims (2)

1.一种机器人行走方式可调的轮系机构，其特征在于：包括轮架（1）、同步履带（3）、驱动齿轮（4）、电机（6）、液压杆（2）和行走轮（7），其中轮架（1）设于同步履带（3）中部，且所述轮架（1）下端设有带行走齿轮（81）的行走轮轴（8），所述行走齿轮（81）与所述同步履带（3）啮合，行走轮（7）安装于所述行走轮轴（8）上，所述同步履带（3）两端均设有驱动齿轮（4）和电机（6），驱动齿轮（4）与同步履带（3）啮合，且所述驱动齿轮（4）通过对应的电机（6）驱动旋转，所述电机（6）的机座上设有连杆（5），且两个连杆（5）自由端均与所述行走轮轴（8）铰接，所述轮架（1）上设有两个液压杆（2），且所述液压杆（2）一端与对应侧的连杆（5）铰接，另一端铰接于所述轮架（1）上；
所述电机（6）和连杆（5）设于轮架（1）一侧，所述同步履带（3）设于轮架（1）另一侧；
所述轮架（1）下端设有安装台（12），所述行走轮轴（8）在行走齿轮（81）两侧各设有一个轴端，且其中一个轴端安装于所述轮架（1）下端的安装台（12）上，另一个轴端与行走轮（7）连接，同步履带（3）由所述轮架（1）和行走轮（7）之间绕过所述行走齿轮（81）；
所述轮架（1）上端设有呈对称夹角状的铰接台（11），所述液压杆（2）上端铰接于对应侧的铰接台（11）上，所述连杆（5）上设有铰接凸出部，所述液压杆（2）下端通过铰轴（9）铰接于对应侧连杆（5）的铰接凸出部处。
2.根据权利要求1所述的机器人行走方式可调的轮系机构，其特征在于：所述同步履带（3）下移接触地面时，所述行走齿轮（81）与同步履带（3）上侧中部啮合且行走轮（7）腾空，所述同步履带（3）抬起脱离地面时，所述行走齿轮（81）与同步履带（3）下侧中部啮合且行走轮（7）接触地面。
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