CN205930965U - 一种可多维行走的机器人平台结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可多维行走的机器人平台结构，包括车架平台、至少四个驱动单元和同样数量的履带，至少四个驱动单元对称安装在车架平台的左右两侧，每个驱动单元上设置一个履带，履带安装到驱动单元后整体呈正方形；每个履带的旋转具有两个自由度，一个自由度为在驱动单元的驱动下的自转，另一个自由度为绕驱动单元的主动轴整体翻转。本实用新型的多维度行走的机器人平台结构，既能够适用于符合基本行走条件水平路面上的行走，也能够适用于在直角垂直轨道上的上、下行走，在直角垂直轨道上行走时能够安全稳定的由水平过渡到垂直向上或向下行走，也能够全稳定的由垂直向上过度到水平行走和由垂直过向下过度到水平行走。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械制造技术领域，尤其是涉及可多维行走的机器人平台结构。
背景技术
智能巡检机器人开始广泛的应用,其控制技术、无线通讯技术和自动巡航技术的快速发展和日趋成熟，让人们可以思考将行走机器人应用于不易于人们行走，且具有一定安全风险的生产环境领域。针对地下管廊建设的快速推进以及地下管廊的特殊结构,其距离长,上翻和下翻高度差最大可达20米，地下通风条件差，在事故状态下，人员无法快速安全的撤离；依靠人员巡检，其安全性和高体力劳动是非常现实的问题，设计一种可在相对环境恶劣的条件下,能够在地下管廊水平、垂直向上、垂直向下大载荷稳定行走的机器人车架是非常迫切的。
目前，国内和国际范围内轮式巡检机器人在电网行业内的应用已经开始普及,其行走条件主要是基于相对平整的水平路线，对于有垂直上翻和下翻的地下管廊中能够进行巡检的机器人,尚未看到有实际的应用和技术文献。
实用新型内容
针对现有技术的缺点和不足，本实用新型旨在提供一种可多维行走的机器人平台结构，利用磁力与履带配合的机械机构，可以在复杂道路环境下多维行走，能够适用于符合基本行走条件水平路面上的行走；适用于安装特制简易垂直轨道上的上、下行走；使用于铁制全金属垂直立面的上,下行走；行走 时能够安全稳定的由水平过渡到垂直向上或向下行走；能够全稳定的由垂直向上过度到水平行走和由垂直过向下过度到水平行走。
本实用新型为实现其技术目的所采取的技术方案为：
一种多维度行走的机器人平台结构，包括车架平台、至少四个驱动单元和同样数量的履带，其特征在于，所述至少四个驱动单元对称安装在所述车架平台的左右两侧，每个驱动单元上设置一个履带，所述履带安装到驱动单元后整体呈正方形；每个所述履带上设置有主动或被动式的磁吸附构件或是主动或被动式负压吸盘构件；设置在所述车架平台前端的两个履带，其外轮廓线在所述车架平台长度方向上超出所述车架平台的前端边沿；设置在所述车架平台后端的两个履带，其外轮廓线在所述车架平台长度方向上超出所述车架平台的后端边沿；每个所述履带的旋转具有两个自由度，一个自由度为在驱动单元的驱动下的自转，另一个自由度为绕驱动单元的主动轴整体翻转。
优选地，所述履带为橡胶履带，所述橡胶履带上镶嵌低剩磁金属片或永磁片。
优选地，所述履带为金属履带，所述金属履带上镶嵌永磁片。
优选地，在所述履带底部的两个顶角位置中的至少一个设置上去磁装置。所述去磁装置用以摆脱履带与轨道磁铁在脱离时的磁性吸力。
优选地，所述多维度行走的机器人平台结构还配备有直角垂直轨道，所述直角垂直轨道包括若干个水平段和垂直段，所述水平段和垂直段相互连接；所述直角垂直轨道为铁制，其后面安装一排永磁贴片或直流电磁线圈组。
优选地，所述直角垂直轨道在水平段和垂直段之间的过渡位置处，设置有带有弧度的折弯过渡件。所述折弯过渡件可以方便行走机构平稳的由垂直方向到水平方向的过渡。同现有技术相比，本实用新型的多维度行走的机器人平台结构，具有显著的技术效果，主要表现在：本实用新型的多维度行走 的机器人平台结构在沿着直角垂直轨道行进时，在驱动单元的驱动下，四条履带转动，拖动整个机械行走平台进行多维度的行走，既能够适用于符合基本行走条件水平路面上的行走，也能够适用于在直角垂直轨道上的上、下行走，在直角垂直轨道上行走时能够安全稳定的由水平过渡到垂直向上或向下行走，也能够全稳定的由垂直向上过度到水平行走和由垂直过向下过度到水平行走。
附图说明
图1为本实用新型的多维度行走的机器人平台结构的示意图。
图2为本实用新型的多维度行走的机器人平台结构在其直角垂直轨道上行进的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。需要说明的是，以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。
需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。此外，以下实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。
作为一个实施例，如图1所示，本实用新型的多维度行走的机器人平台结构，包括车架平台1、四个驱动单元2和同样数量的履带3，四个驱动单元2对称安装在车架平台1的左右两侧，每个驱动单元1上设置一个履带3，履带3安装到驱动单元2后整体呈正方形；每个履带3上设置有主动式的磁吸附构件或被动式的负压吸盘构件；设置在车架平台1前端的两个履带3，其 外轮廓线在车架平台长度方向上超出车架平台1的前端边沿；设置在车架平台后端的两个履带3，其外轮廓线在车架平台长度方向上超出车架平台1的后端边沿；每个履带3的旋转具有两个自由度，一个自由度为在驱动单元2的驱动下的自转，另一个自由度为绕驱动单元2的主动轴整体翻转。
本实用新型的多维度行走的机器人平台结构，利用正方形两自由度橡胶履带3(镶嵌低剩磁金属片或永磁片)或低剰磁全金属履带或镶嵌永磁片的全金属履带机械装置；或在橡胶履带上安装自主式或被动式负压吸盘机械装置，通过单元2使四条履带3转动，拖动整个机械行走平台进行多维度的行走。
本实用新型的多维度行走的机器人平台结构还配备有直角垂直轨道，直角垂直轨道包括若干个水平段11、13和垂直段12，水平段11、13和垂直段12相互连接；直角垂直轨道为铁制，其后面安装一排永磁贴片或直流电磁线圈组。直角垂直轨道在水平段11、13和垂直段12之间的过渡位置处，设置有带有弧度的折弯过渡件。折弯过渡件可以方便行走机构平稳的由垂直方向到水平方向的过渡。
在由平面行走转向垂直向上行走时，利用前置两个正方形履带3的垂直面与安装好的磁性轨道或铁制金属轨道非铁制金属立面接触，产生可承载其载荷的摩擦力，在履带转动的条件下，带动整个机械行走平台向上移动，最终使整个机械行走装置垂直于立面向上行走；在沿着轨道立面由垂直面向上转向水行走时,其轨道设计成3个150度折弯或具有90度弧度的折弯,使前置履带有效的与折弯面接触,其正方形履带整体进行自由度旋转,完成整个行走机构由垂直向上到水平的过渡行走；在沿着轨道立面由垂直面由水平转向垂直向下行走时,其行走机构,沿着3个150度或具有90度弧度的折弯,使前置履带有效的与折弯面接触,其正方形履带整体进行自由度旋转,完成整个行走 机构由水平到垂直向下的过渡行走；在沿着立面轨道向下走到底部水平面时,其行走机构前置正方形履带的水平部分与水平面接触,依靠行走机构的重力产生摩擦力,使整个行走机构完成从垂直向下到水平的过渡行走。
在由平面行走转向垂直向上行走时，利用前置两个正方形履带3的垂直面与安装好的磁性轨道垂直段12接触，产生可承载其载荷的摩擦力，在履带3转动的条件下，带动整个机械行走平台向上移动，最终使整个机械行走装置垂直于垂直段12向上行走。
在沿着轨道由垂直面12向上转向水平段11行走时,其轨道设计成3个150度或90度圆弧折弯,使得前置履带3有效的与折弯面接触,其正方形履带整体进行自由度旋转,完成整个行走机构由垂直向上到水平的过渡行走。
在沿着轨道由水平段11转向垂直段12向下行走时,其行走机构,沿着3个150度或90度圆弧折弯，得前置履3带有效的与折弯面接触,其正方形履带3整体进行自由度旋转,完成整个行走机构由水平段11到垂直段13向下的过渡行走。
在沿着垂直段12向下走到底部水平段13时,其行走机构前置正方形履带2的水平部分,与水平面接触,依靠行走机构的重力产生摩擦力,使整个行走机构完成从垂直段12向下到水平段13的过渡行走。
为了配合该行走机器平台台的整体设计，充分有效利用垂直爬梯机构,可以将简易轨道沿爬梯两边安装,即减少了造价,同时也实现了人同路的设计初衷。该行走机构,能够在遇到较大障碍时,依靠前置正方形履带的整体自由度旋转，跨过大障碍和攀爬一定坡度的楼梯等非平整路面。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所 属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种多维度行走的机器人平台结构，包括车架平台、至少四个驱动单元和同样数量的履带，其特征在于，所述至少四个驱动单元对称安装在所述车架平台的左右两侧，每个驱动单元上设置一个履带，所述履带安装到驱动单元后整体呈正方形；每个所述履带上设置有主动式的磁吸附构件或被动式的负压吸盘构件；设置在所述车架平台前端的两个履带，其外轮廓线在所述车架平台长度方向上超出所述车架平台的前端边沿；设置在所述车架平台后端的两个履带，其外轮廓线在所述车架平台长度方向上超出所述车架平台的后端边沿；每个所述履带的旋转具有两个自由度，一个自由度为在驱动单元的驱动下的自转，另一个自由度为绕驱动单元的主动轴整体翻转。
2.根据权利要求1所述的多维度行走的机器人平台结构，其特征在于，所述履带为橡胶履带，所述橡胶履带上镶嵌低剩磁金属片或永磁片。
3.根据权利要求1所述的多维度行走的机器人平台结构，其特征在于，所述履带为金属履带，所述金属履带上镶嵌永磁片。
4.根据权利要求1至3任一项所述的多维度行走的机器人平台结构，其特征在于，在所述履带底部的两个顶角位置中的至少一个设置上去磁装置。
5.根据权利要求1所述的多维度行走的机器人平台结构，其特征在于，所述多维度行走的机器人平台结构还配备有直角垂直轨道，所述直角垂直轨道包括若干个水平段和垂直段，所述水平段和垂直段相互连接。
6.根据权利要求5所述的多维度行走的机器人平台结构，其特征在于，所述直角垂直轨道为铁制，其后面安装一排永磁贴片或直流电磁线圈组。
7.根据权利要求5或6所述的多维度行走的机器人平台结构，其特征在于，所述直角垂直轨道在水平段和垂直段之间的过渡位置处，设置有带有弧度的折弯过渡件。
Priority Applications (1)
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| CN201620864684.4U CN205930965U (zh) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | 一种可多维行走的机器人平台结构 |
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|---|---|---|---|---|
| CN107878585A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-04-06 | 定远县中林机械技术有限公司 | 一种能够翻滚行驶的电动履带轮 |
| CN108928399A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-04 | 苏州热工研究院有限公司 | 一种吸附式履带爬行机构及具有其的爬壁机器人 |
| CN109109995A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-01-01 | 南京林业大学 | 一种两段结构的履带式爬壁机器人 |
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