CN203780636U - 一种快速爬台越障机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速爬台越障机构，包括第一轮履式传动机构、第二轮履式传动机构、第一一级杠杆触发机构、第二一级杠杆触发机构、尾从动轮机构、尾一级杠杆触发机构，第二轮履式传动机构与第一轮履式传动机构结构相同，两个轮履式传动机构对称安装在底盘支架的左右两侧；每个轮履式传动机构前端安装一个一级杠杆触发机构底盘支架的尾侧安装有尾从动轮机构，尾从动轮机构前安装尾一级杠杆触发机构，本实用新型能够实现爬台越障机器人触发机构的自锁、小力控制触发机构、越障平稳、越障不降速等特点。

Description

一种快速爬台越障机构

技术领域

本实用新型涉及一种底盘机构，尤其适用于机器人越障的底盘机构。

背景技术

针对2012年亚太机器人电视大赛中包子机器人越过一个台阶的任务。在任务中包子机器人需要在尽量短的时间内越过台阶来争取宝贵的时间，因此对越障机构的快速性和稳定性要求较高。

现有的移动机器人的行走机构为了满足这些指标要求，往往采用多电机，多折履带及辅助支撑轮式结构或者设计成子母机器人，这两种结构的行走机构都过于笨重，机构过于复杂，快速性较差，不容易调试。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种在小力控制下通过杠杆一级触发实现机器人越障平稳、能量损耗少的一种快速爬台越障机构。

本实用新型一种快速爬台越障机构，包括底盘支架、两个安装于底盘支架上的辅助轮、第一轮履式传动机构、第二轮履式传动机构、第一一级杠杆触发机构、第二一级杠杆触发机构、尾从动轮机构、尾一级杠杆触发机构，

第一轮履式传动机构包括驱动电机、驱动轮、从动轮、旋转支架、轴、履带和拉伸弹簧，驱动电机固定在底盘支架上，驱动轮一侧通过法兰与驱动电机连接，驱动轮另一侧通过轴与底盘支架连接，旋转支架与驱动轮安装在同一轴上，并且旋转支架可绕轴旋转，旋转支架的下端安装从动轮，履带安装在驱动轮与从动轮之间，拉伸弹簧一端固定在底盘支架上、另一端固定在旋转支架上，第二轮履式传动机构与第一轮履式传动机构结构相同，两个轮履式传动机构对称安装在底盘支架的左右两侧；

第一一级杠杆触发机构包括杠杆、连接板、转轴，连接板固定在底盘支架上，杠杆通过转轴与连接板连接，并且杠杆可绕转轴旋转，杠杆下端伸出底盘支架、并位于底盘支架下部，第二一级杠杆触发机构结构与第一一级杠杆触发机构结构相同，第一一级杠杆触发机构的杠杆与第一轮履式传动机构的旋转支架相接触，并能够触发旋转支架旋转，第二一级杠杆触发机构的杠杆与第二轮履式传动机构的旋转支架相接触，并能够触发旋转支架旋转；

底盘支架的尾侧安装有尾从动轮机构，尾从动机构包括尾旋转支架、尾从动轮、尾轴、尾拉伸弹簧，尾轴安装在底盘支架上，尾旋转支架的一端安装在尾轴上，且尾旋转支架可以绕尾轴旋转，尾旋转支架另一端安装有尾从动轮，尾拉伸弹簧的一端固定在底盘支架上、另一端固定在尾旋转支架上；

尾一级杠杆触发机构包括尾杠杆、尾连接板、尾转轴，尾连接板固定在底盘支架上，尾杠杆通过尾转轴与尾连接板连接，并且尾杠杆可绕尾转轴旋转，尾杠杆的下端伸出底盘支架、并位于底盘支架下部，尾杠杆与尾从动机构的尾旋转支架相接触，并能够触发尾旋转支架旋转。

本实用新型的有益效果，能够实现触发机构的自锁、小力控制触发机构、越障平稳、越障不降速。本实用新型中采用杠杆一级触发，杠杆的尺寸与杠杆的转轴位置、拉伸弹簧在底盘支架与旋转支架的位置的选取是实现触发机构自锁与小力控制触发机构的技术关键。通过触发机构与驱动轮的相对位置、底盘辅助轮的位置恰当选取来实现机器人平稳越障。2012年亚太机器人电视大赛中证明了本实用新型具有结构简单、越障平稳、越障不需减速、能量损失少、并具有小力控制触发机构等优点。

附图说明

图1是轮履式机器人的快速爬台越障机构的结构示意图。

图2是轮履式机器人的快速爬台越障机构的左视图。

图3是轮履式机器人的快速爬台越障机构的前视图。

图4是轮履式机器人的快速爬台越障机构的俯视图。

具体实施方式

结合附图1～4，对本实用新型的具体结构进行说明。

一种快速爬台越障机构，包括底盘支架，两个轮履式传动机构，两个一级杠杆触发机构，尾一级杠杆触发机构，尾从动轮机构，两个分别与轮履式传动机构相连的拉伸弹簧，两个安装于底盘支架上的辅助轮。底盘支架1部分所用材料为方铝管，用直角连接片通过螺栓进行连接；轮履式传动机构固定在底盘支架1上，旋转支架10可绕驱动轮4中心旋转，杠杆11触发后从动轮13抬起；拉伸弹簧8一端固定在底盘支架1上，一端固定在旋转支架10上，拉伸弹簧为从动轮抬起提供相应转矩。一级杠杆触发机构包括杠杆11，杠杆通过连接板12固定在底盘支架上，杠杆可绕连接板12上端的轴旋转，当杠杆触发端与台阶接触时，机构触发，从动轮13在拉伸弹簧8的作用下抬起，从而爬上台阶。底盘辅助轮包括两个辅助轮5和辅助轮6，辅助轮的目的是使整个越障过程更平稳，如果没有辅助轮，两个前轮爬上台阶后，直接触发尾端的尾从动轮机构，机器人将向后倾斜并产生强烈震动。

底盘支架装配关系：底盘支架各杆的具体位置布局见附图4，支架的前后两杆在同一平面上，其它杆在同一平面上。

轮履式传动机构装配关系：驱动轮4一侧通过法兰与驱动电机3的电机轴链接，旋转支架10的一端通过轴承与驱动轮4安装在同一轴9上，轴的另一端通过轴承座7固定在底盘支架1上。从动轮13安装在旋转支架10的另一端，履带14安装在驱动轮4与从动轮13之间。

从动轮抬起机构装配关系：拉伸弹簧8通过螺栓一端固定在底盘支架1上，一端固定在旋转支架10上。

一级杠杆触发机构装配关系：杠杆11通过连接片12，采用螺栓链接在底盘支架上。组成杠杆的各构件也通过螺栓连接在一起。

底盘辅助轮装配关系：辅助轮5、辅助轮6通过螺栓链接在底盘支架上，辅助轮左右两端通过螺母与垫圈锁紧。

工作过程：图1所示为机器人上台阶前的状态，驱动轮4通过履带14带动从动轮13旋转，从而使机器人前行。拉伸弹簧8为旋转支架10提供一个向上的拉力，加上机器人自身的重力，使旋转支架10与杠杆11的接触点之间产生足够的作用力，作用力的方向在杠杆旋转轴中心线的下方，使杠杆实现自锁。当杠杆的触发端接触到台阶，使杠杆受到向后的力时一级杠杆机构触发，旋转支架10与从动轮13绕驱动轮4中心轴线旋转抬起，于此同时机器人前驱动轮4爬上台阶，继续前行。底盘辅助轮5、辅助轮6登上台阶，几乎与台面接触，接着尾端杠杆触发机构触发，尾端从动轮抬起，底盘辅助轮与台面完全接触，机器人实现一次越障。

Claims (1)

1.一种快速爬台越障机构，其特征在于：包括底盘支架、两个安装于底盘支架上的辅助轮、第一轮履式传动机构、第二轮履式传动机构、第一一级杠杆触发机构、第二一级杠杆触发机构、尾从动轮机构、尾一级杠杆触发机构，

第一轮履式传动机构包括驱动电机、驱动轮、从动轮、旋转支架、轴、履带和拉伸弹簧，驱动电机固定在底盘支架上，驱动轮一侧通过法兰与驱动电机连接，驱动轮另一侧通过轴与底盘支架连接，旋转支架与驱动轮安装在同一轴上，并且旋转支架可绕轴旋转，旋转支架的下端安装从动轮，履带安装在驱动轮与从动轮之间，拉伸弹簧一端固定在底盘支架上、另一端固定在旋转支架上，第二轮履式传动机构与第一轮履式传动机构结构相同，两个轮履式传动机构对称安装在底盘支架的左右两侧；

第一一级杠杆触发机构包括杠杆、连接板、转轴，连接板固定在底盘支架上，杠杆通过转轴与连接板连接，并且杠杆可绕转轴旋转，杠杆下端伸出底盘支架、并位于底盘支架下部，第二一级杠杆触发机构结构与第一一级杠杆触发机构结构相同，第一一级杠杆触发机构的杠杆与第一轮履式传动机构的旋转支架相接触，并能够触发旋转支架旋转，第二一级杠杆触发机构的杠杆与第二轮履式传动机构的旋转支架相接触，并能够触发旋转支架旋转；

底盘支架的尾侧安装有尾从动轮机构，尾从动机构包括尾旋转支架、尾从动轮、尾轴、尾拉伸弹簧，尾轴安装在底盘支架上，尾旋转支架的一端安装在尾轴上，且尾旋转支架可以绕尾轴旋转，尾旋转支架另一端安装有尾从动轮，尾拉伸弹簧的一端固定在底盘支架上、另一端固定在尾旋转支架上；

尾一级杠杆触发机构包括尾杠杆、尾连接板、尾转轴，尾连接板固定在底盘支架上，尾杠杆通过尾转轴与尾连接板连接，并且尾杠杆可绕尾转轴旋转，尾杠杆的下端伸出底盘支架、并位于底盘支架下部，尾杠杆与尾从动机构的尾旋转支架相接触，并能够触发尾旋转支架旋转。