CN206813142U - 一种全地形移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种全地形移动机器人。包括有两个主动轮组、从动轮组、铰链多杆越障机构和车体，其中铰链多杆越障机构安装在车体上，两个主动轮组分别安装在铰链多杆越障机构两端，从动轮组安装在铰链多杆越障机构中部。主动轮组为前轮、后轮，并且每个主动轮的控制方式为双伺服电机控制，一个伺服电机提供行进动力，另一个伺服电机控制其转向角度。而铰链多杆越障机构可以根据当前路面地形进行自适应调整各轮组相对于车体的位置从而达到稳定越障的目的，而由于铰链多杆越障机构的自适应调整，后轮的行进方向产生一定的偏移，该偏移量将由控制后轮转向的伺服电机进行补偿。本实用新型的越障更高效，适应性更强。

Description

一种全地形移动机器人

技术领域

本实用新型属于全地形移动机器人应用领域，特别是其中的铰链多杆越障装置，属于全地形移动机器人中的创新技术。

背景技术

生活水平显著提高的今天，自然灾害成了对人类危害最大的灾难。在灾害发生后如何在废墟中快速的搜救幸存者，最大限度的保护人们的生命财产安全，是一个值得研究的方向。

不论是在废墟中，还是在野外对于人类较为危险的环境中，甚至将来在外星球，如月球，火星等，这些地方都需要机器来代替人类进行工作，而不论述废墟还是野外，其地形地貌一定是随机多样的，这种环境下，普通的移动机器人不再具有适应性，所以需要一款对地形适应性较高的全地形移动机器人来弥补这个空缺。

全地形移动机器人的研究已经有近百年的历史，已经提出了各种越障的解决方案。在已有的越障解决方案中，例如履带式、行星轮式等方案，但是均有适应力较差或效率较低等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种适应力更强、效率更高的全地形移动机器人。本实用新型操作简单，方便使用。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的全地形移动机器人，包括有四个主动轮、两个从动轮、四个动力电机、四个转向电机、以及铰链多杆机构越障装置，其中四个主动轮分布于全地形移动机器人四角，每个主动轮都由一个伺服电机提供动力，一个伺服电机提供转向扭矩，提供转向扭矩的伺服电机通过铰链与多杆机构连接，在遇到障碍时，经过障碍的轮子会相对于车体向上运动，通过铰链多杆机构传动导致其他的轮子相对于车体发生一定的位移，实现在车体本身不发生过大波动的同时，让每个轮子都很好的贴合当前接触的地面，并增大轮子与地面的摩擦从而实现更高效、适应性更强的越障效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图主视图

图2为本实用新型的后轮组示意图

图3为本实用新型的主动轮组的动力与转向方案结构剖视图

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小，数量等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例

本实用新型的主要结构如图1所示，本实用新型的全地形移动机器人，其特征在于前轮1、后轮10为主动轮，中间轮11为从动轮，且控制前轮转向的伺服电机2通过铰链与杆3、杆4连接，杆4的两端均未铰链连接，杆3可绕轴5旋转并同时通过螺钉与杆6固结，而杆6与杆12在轴7处通过铰链连接，杆12与中间轮11通过铰链连接，同时杆12在轴7处固结，使得杆12与杆8可同时绕轴7旋转，杆8通过铰链与杆21连接，杆21通过铰链与控制后轮转向的伺服电机9连接。

本实用新型另一个重要的结构如图2所示，该型全地形移动机器人的后视图，从图中可看出，分别控制后轮10、后轮18转向的伺服电机9、伺服电机16分别通过杆13、杆20和杆15、杆17通过铰链与轴14、轴19连接，所以，杆13、杆20和杆15、杆17既可以绕垂直纸面的轴14、轴15转动，也可以绕平行于纸面的轴转动。该结构在保证了该全地形移动机器人四轮同时着地的同时，还保证了在后轮抬高时，轮胎表面依然与地面平行。

本实施例中，在该型全地形移动机器人行驶过程中，若前方路面出现一较大的凸起障碍，在车前轮1行驶上凸起障碍时，前轮1会抬高，由于杆4一端固定在车体上，所以伺服电机2将向上运动从而带动杆3绕轴5顺时针向上转动，同时，由于杆6与杆3固结，而杆12与杆6在轴7处铰链连接，所以在杆6的作用下，轴7将绕轴5旋转，并拉扯杆8，使得伺服电机9与后轮10在杆13和杆20的作用下绕轴14、轴19处的铰链转动一个小的角度Ф，同时伺服电机9则反向转过一个Ф角，使得后轮10依然保值直行，而伺服电机9的转动使中间轮11相对于车体前进一小段距离，让前轮1顺利抬起，减小了障碍带来的阻力，顺利上坡。

本实施例中，当中间轮11经过凸起障碍时，中间轮由于凸起障碍的作用而上升，使得杆6以及与杆6在轴5处固结的杆3绕轴5转动，并在杆4的一同作用下，伺服电机2和前轮1将受到一个向下的力：若此时前轮1以通过凸起障碍最高点，则此时前轮1将下降至贴合障碍表面，同时，杆8受压力会使杆21转动，而让中间轮顺利抬起，使得全地形移动机器人很好地贴合凸起地形行驶；若此时前轮1尚未通过凸起障碍最高点，则中间轮无法相对车体抬起，而前轮将在四杆机构的作用下增加压力从而增强摩擦力，更好的爬坡。

本实施例中，当后轮10经过凸起障碍时，杆21、杆8将拉动杆6和杆3绕轴5逆时针转动，导致前轮1受到向下的压力，增强摩擦防止打滑，而中间轮11将相对于车体向后运动，让后轮10顺利抬起。

本实施例中，前轮1的行进动力由伺服电机24，经过减速器25提供，伺服电机24与减速齿轮箱25用螺钉连接，且伺服电机24安装在由钢板26拼装起来的L形支撑盒中。控制前轮1转向的伺服电机2则通过螺钉与减速器22，减速器嵌套在套筒23中，套筒23上圆下方，中间开孔以容纳减速器22，末端孔开键槽，与减速器22通过键连接，同时套筒23下方平面与L形支撑盒通过螺钉连接，所以，减速器通过键连接带动套筒转动，套筒通过螺钉带动L形支撑盒转动——即前轮1绕伺服电机输出轴转动，实现了由伺服电机2控制前轮1转向。后轮10爬坡时的方向校正也是利用该结构实现。

Claims (5)

1.一种全地形移动机器人，其特征在于包括有两个主动轮组、从动轮组、铰链多杆越障机构和车体，其中铰链多杆越障机构安装在车体上，两个主动轮组分别安装在铰链多杆越障机构两端，从动轮组安装在铰链多杆越障机构中部。

2.根据权利要求1所述的全地形移动机器人，其特征在于其主动轮组为前轮、后轮，并且每个主动轮的控制方式为双伺服电机控制，一个伺服电机提供行进动力，另一个伺服电机控制其转向角度。

3.根据权利要求1所述的全地形移动机器人，其特征在于其铰链多杆越障机构可根据当前路面地形进行自适应调整，当前轮驶上障碍时，前轮相对于车体向上移动，中间轮与后轮由于前轮的位移经铰链多杆越障装置的传动，相对于车体向前移动，使全地形移动机器人顺利爬坡，而中间轮驶上障碍时，经铰链多杆越障机构传动，导致前轮将有下沉的趋势，从而适应了地形减小了阻力同时增强了轮子与地面的摩擦，而后轮驶上障碍后，前轮将增大摩擦，中间轮将相对于车体向后运动，达到适应地形的目的。

4.根据权利要求3所述的全地形移动机器人，其特征在于其后轮组在车体后方还装有空间多杆机构，该机构保证两后轮可同时紧贴地面的同时，可以转过一定的角度使其他轮组顺利动作。

5.根据权利要求4所述的全地形移动机器人，其特征在于当铰链多杆越障机构在进行传动调整各个轮组时，会时后轮的行进方向产生一定的偏移，该偏移量由控制后轮转向的伺服电机进行补偿。