CN202608931U - 一种可分体轮腿复合式机器人 - Google Patents

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毕明宇
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Abstract

本实用新型公开了一种可分体轮腿复合式机器人包括:车体和无线控制装置;所述车体包括车架和设置在车架上的行走系统和控制系统;所述行走系统电机、齿轮组、车轮和变形装置,所述变形装置设置在车轮上并与控制模块连接,所述变形装置控制所述车轮的轮式和腿式之间的转换;所述车架包括车架前部和车架后部,所述车架前部和车架后部通过对接装置连接,所述对接装置包括设置在车架前部的对接卡勾和设置在车架后部的对接卡槽。通过变形装置完成机器人腿由轮变成腿之间的转化,使机器人具有良好的地形适应能力,良好的机动性无线控制设备控制机器人的对其装置使其能够完成分体和合体的功能,是机器人能够在同时对不同区域进行勘查和数据收集。

Description

一种可分体轮腿复合式机器人

技术领域

[0001] 本实用新型涉及移动机器人技术领域,尤其涉及一种可分体轮腿复合式机器人。背景技术

[0002] 当今世界,机器人研究越来越受到广泛关注,特别是崎岖地面上的移动机器人技术已经成为研究热点。移动机器人已经在海洋、军事、航天、服务、娱乐等各个领域彰显实力,其发展前途不可限量。移动机器人是一个能够进行环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的移动平台。针对不同的应用环境、不同的操作需求,需要设计不同类型的移动机构来适应移动机器人的要求,按其移动方式,大致可以分为轮式移动机构、履带式移动机构、足式移动机构几种主要结构形式。 [0003] 轮式行走高效,结构简单,控制方便,能耗低,但是存在着在复杂地面不宜行走,且越障能力很差。

[0004] 履带式的特点是地形适应能力强,接地比压小,但是其摩擦阻力大,能耗高,行驶机构容易被土壤磨损。

[0005] 足式具有很强的地貌适应性,非常适合在凸凹复杂的岩石或土质松软的表面环境运动,但存在这结构和控制复杂,稳定性差,速度和效率较低。

实用新型内容

[0006] 本实用新型的目的在于提出一种可分体轮腿复合式机器人,其具有良好的地形适应能力,结构简单、操作方便、能耗低和行走效率高的特点。

[0007] 为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:

[0008] 一种可分体轮腿复合式机器人,包括:车体和无线控制装置;所述车体包括车架和设置在车架上的行走系统和控制系统;

[0009] 所述控制系统包括接收模块以及和其相连的控制模块,所述接收模块用于接收无线控制装置发射的无线信号并对控制模块发出控制指令;

[0010] 所述行走系统包括电机、齿轮组、车轮和变形装置,所述电机通过齿轮组为车轮提供动力;

[0011] 所述变形装置设置在车轮上并与控制模块连接,所述变形装置控制所述车轮的轮式和腿式之间的转换;

[0012] 所述车架包括车架前部和车架后部,所述车架前部和车架后部通过对接装置连接,所述对接装置包括设置在车架前部的对接卡勾和设置在车架后部的对接卡槽。

[0013] 作为上述可分体式轮腿复合式机器人的一个优选方案,所述车轮包括第一车轮单元、第二车轮单元、第三车轮单元和第四车轮单元组成,所述第一车轮单元和第二车轮单元安装在齿轮组的动力输出轴上且两者之间可以相互转动,所述第三车轮单元一端与所述第一车轮单元铰接,另一端与所述第四车轮单元铰接,所述第四车轮单元的另一端与所述第二车轮单元铰接;[0014] 作为上述可分体式轮腿复合式机器人的一个优选方案,所述第一车轮单元和第二车轮单元为扇形结构,第三车轮单元和第四车轮单元为弧形结构。

[0015] 作为上述可分体式轮腿复合式机器人的一个优选方案,所述车体上还设置有转向系统,转向系统控制行走系统在0°范围内转动并能使其在转动角度范围内的任意角度内定位。

[0016] 作为上述可分体式轮腿复合式机器人的一个优选方案,所述变形装置为舵机,所述舵机包括舵机主体和舵盘,所述舵机主体固定在任一车轮单元上,所述舵盘与另外三个车轮单元中的任意一个铰接。

[0017] 作为上述可分体式轮腿复合式机器人的一个优选方案,所述变形装置为液压装 置。

[0018] 作为上述可分体式轮腿复合式机器人的一个优选方案,所述车架前部和车架后部的对接位置均设置有万向辅助轮。

[0019] 作为上述可分体式轮腿复合式机器人的一个优选方案,所述无线控制装置包括无线发射模块、舵机控制模块、摇杆和控制面板。

[0020] 作为上述可分体式轮腿复合式机器人的一个优选方案,所述无线控制装置上设置有第一按钮、第二按钮和第三按钮,三个按钮和控制面板连接。

[0021] 作为上述可分体式轮腿复合式机器人的一个优选方案,所述车架前部和车架后部上均设置有所述控制系统。

[0022] 本实用新型的有益效果为:本实用新型提供了一种可分体式轮腿复合式机器人,通过变形装置完成机器人腿由轮变成腿之间的转化,使机器人具有良好的地形适应能力,良好的机动性和降低了能耗,无线控制设备控制机器人的对其装置使其能够完成分体和合体的功能,是机器人能够在同时对不同区域进行勘查和数据收集。

附图说明

[0023] 图I是本实用新型具体实施方式I提供的可分体式轮腿复合式机器人车体的整体结构图;

[0024] 图2是本实用新型具体实施方式I提供的可分体式轮腿复合式机器人车体分体状态图;

[0025] 图3是本实用新型具体实施方式I提供的可分体式轮腿复合式机器人的无线控制装置的结构图;

[0026] 图4是本实用新型具体实施方式I提供的可分体式轮腿复合式机器人的车轮的车轮状态;

[0027] 图5是本实用新型具体实施方式I提供的可分体式轮腿复合式机器人的车轮的腿式状态。

[0028] 其中:1 :车体;2 :无线控制装直;11 :打走系统;12 :转向系统;13 :控制系统;14 :车架;21 :无线发射模块;22 :舵机控制模块;23 :摇杆;24 :控制面板;111 :电机;112 :齿轮组;113 :车轮;114 :舵机;131 :接收模块;132 :控制模块;241 :第一按钮;242 :第二按钮;243 :第三按钮;101 :车架前部;102 :车架后部;103 :对接装置;104 :万向辅助轮;1131 ••第一车轮单元;1132 :第二车轮单元;1133 :第三车轮单元;1134 :第四车轮单元;1141 :舵机主体;1142 :舵盘。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图并通过具体实施方式来进ー步说明本实用新型的技术方案。

[0030] 如图I飞所示:分体式轮腿复合式机器人包括车体I和无线控制装置2 ;如图I所示:车体包括车架14和设置在车架14上的行走系统11、转向系统12和控制系统13,控制系统13包括接收模块131和控制模块132,,接收模块131用于接收无线控制装置2发射的无线信号并对控制模块132发出控制指令;转向系统12控制行走系统11在0°范围内转动并能使其在转动角度范围内的任意角度定位,转向系统12与控制系统13连接,并接受其发出的控制信号,在本实施方式中转向系统12为转向舵机但并不仅限于此,转向舵机12在控制模块13的控制下进行转动,其转动角度为0°转向舵机能够固定在此转动范围内的任意角度;行走系统11设置在转向系统12上,其包括电机111、齿轮组112、车轮113和变形装置,电机111通过齿轮组111为车轮113提供动力,电机111和控制模块13连接,在控制模块13的控制下电机111的转速可调,如图4、5所示:车轮113包括第一车 轮单元1131、第二车轮单元1132、第三车轮单元1133和第四车轮单元1134,第一车轮单元1131和第二车轮单元1132安装在齿轮组112的动カ输出轴上且两者为相互转动连接,第三车轮单元1133的一端与第一车轮单元1131的一端铰接,其另一端与第四车轮单元1134的一端铰接,第四车轮单元1134的另一端与第二车轮单元1132的一端铰接,在本实施方式中,第一车轮单元1131和第二车轮单元1132为直角扇形结构,第三车轮单元1133和第四车轮单元1134为弧形结构,变形装置设置在车轮上并与控制模块132连接并执行控制模块132的控制指令,变形装置为舵机或液压装置,在本实施方式中变形装置为舵机114,舵机114包括舵机主体1141和舵盘1142,舵机主体1141固定在任一车轮单元上,舵盘1142与另外三个车轮単元中的任意ー个铰接,在本实施方式中,舵机本体1141固定在第一车轮单元1131上,舵盘1142和第四车轮单元1134铰接,如图5所示在舵机114的舵盘1142可以带动车轮113的各个车轮単元相互转动形成腿式结构;车架14包括车架前部101和车架后部102,车架前部101和车架后部102之间通过对接装置103连接,对接装置包括设置在车架前部的对接卡勾(为示出)和设置在车架后部的对接卡槽(未示出),车架前部101和车架后部102位于对接位置的车体底部装有万向辅助轮104。

[0031] 如图3所示,无线控制装置2包括无线发射模块21、舵机控制模块22、摇杆23和控制面板24,所示控制面板上设置有至少三个控制按钮,在本实施方式中为三个分别为,第ー按钮241、第二按钮242和第三按钮243,它们分别对应的功能为,第一按钮241对应着手动和自动模式,按下第一按钮241进入手动模式,可以通过摇杆23控制机器人的运动,再次按下第一按钮241,机器人进入自动模式,机器人自行运动,第二按钮242对应着控制着对接装置103的对接卡勾打开的功能,按下第二按钮242对接卡勾打开并和对接卡槽脱离,车架14的车架前部101和车架后部102分开两部分进行单独运动,当两部需要合体的时候,将车架前部101和车架后部102两部分运动到适当的位置,按下第三按钮103对接装置103的对接卡勾闭合并勾持在对接卡槽上,车架14的两部分组成ー个整体;车架前部101和车架后部102均具有控制系统13,当两部分分开时,可以通过两个无线遥控装置2分别对车架前部101和车架后部102进行控制,控制系统和无线控制装置的程序部分均采用的是arduino操作平台进行控制。

[0032] 本实用新型中分体式轮腿复合式机器人的具体工作过程是:打开车体和无线控制装置的电源,按下第一按钮,机器人进入手动操作状态,操作手柄控制机器人的前进后退和旋转,当机器人遇到障碍时,再按下第一按钮机器人进入自动控制状态,在控制系统在预设程序的作用下,使车轮的舵机旋转,车轮的轮式状态变成腿式状态,进行行走跨域障碍,机器人的行走过程为,在所有车轮在腿式状态下,左前车轮先变成轮式结构然后旋转15°然后打开变回腿式结构,然后右后车轮变成轮式结构旋转15°然后打开变成腿式结构,其次右前车轮变成轮式结构旋转15°然后打开变成腿式结构,最后左后车轮变成轮式结构旋转15°然后打开变成腿式结构,完成一个行走循环,机器人会按着这个循环完成整个行走过程,当跨域完障碍后按下第一按钮进入手动操作状态;如果需要对不同的位置进行侦查时,按下第二按钮,是车体上的对接装置打开,并通过两个无线控制装置分别对车体前部和车体后部进行控制,使车体前部和车体后部能够对不同的位置进行侦查,当侦查完毕之后,控制车架前部和车架后部移动到适当的位置按下第三按钮使对接装置关闭,是车架处在整体的位置。 [0033] 本实用新型提供了一种分体式轮腿复合式机器人,通过变形装置完成机器人腿由轮变成腿之间的转化,使机器人具有良好的地形适应能力,良好的机动性和降低了能耗,无线控制设备控制机器人的对其装置使其能够完成分体和合体的功能,是机器人能够在同时对不同区域进行勘查和数据收集。

[0034] 以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理,而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式,这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1. ー种可分体轮腿复合式机器人,其特征在于,包括:车体和无线控制装置;所述车体包括车架和设置在车架上的行走系统和控制系统;所述控制系统包括接收模块以及和其相连的控制模块,所述接收模块用于接收无线控制装置发射的无线信号并对控制模块发出控制指令;所述行走系统包括电机、齿轮组、车轮和变形装置,所述电机通过齿轮组为车轮提供动力;所述变形装置设置在车轮上并与控制模块连接,所述变形装置用于控制所述车轮的轮式结构和腿式结构之间的转换;所述车架包括车架前部和车架后部,所述车架前部和车架后部通过对接装置连接,所述对接装置包括设置在车架前部的对接卡勾和设置在车架后部的对接卡槽。
2.根据权利要求I所述的机器人,其特征在于,每个所述车轮均包括第一车轮单元、第ニ车轮单元、第三车轮单元和第四车轮单元,所述第一车轮单元和第二车轮单元安装在齿轮组的动カ输出轴上且两者之间可以相互转动,所述第三车轮单元一端与所述第一车轮单元铰接,另一端与所述第四车轮单元铰接,所述第四车轮单元的另一端与所述第二车轮单元铰接。
3.根据权利要求2所述的机器人,其特征在于,所述第一车轮单元和第二车轮单元为扇形结构,第三车轮单元和第四车轮单元为弧形结构。
4.根据权利要求I所述的机器人,其特征在于,所述车体上还设置有转向系统,转向系统控制行走系统在O。范围内转动并能使其在转动角度范围内的任意角度内定位。
5.根据权利要求2所述的机器人,其特征在于,所述变形装置为舵机,所述舵机包括舵机主体和舵盘,所述舵机主体固定在任一车轮单元上,所述舵盘与另外三个车轮単元中的任意ー个铰接。
6.根据权利要求2所述的机器人,其特征在于,所述变形装置为液压装置。
7.根据权利要求I所述的机器人,其特征在于,所述车架前部和车架后部的对接位置均设置有万向辅助轮。
8.根据权利要求I所述的机器人,其特征在于,所述无线控制装置包括无线发射模块、舵机控制模块、摇杆和控制面板。
9.根据权利要求8所述的机器人,其特征在于,所述无线控制装置上设置有第一按钮、第二按钮和第三按钮,三个按钮和控制面板连接。
10.根据权利要求I所述的机器人,其特征在于,所述车架前部和车架后部上均设置有所述控制系统。
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