CN207292192U - 变形多轮式全地形机器人行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变形多轮式全地形机器人行走机构，包括平面轮式行走机构，所述平面轮式行走机构包括机架和四个行走轮，四个行走轮两两为一组分别对称安装在机架的下方，各个行走轮均连接有驱动电机，驱动电机的输出轴通过轴承与行走轮的转轴连接，还包括变形轮式机构和变形支撑机构。本实用新型通过在平面轮式行走机构的前端设置一个变形轮式机构，来克服传统平面轮式行走机构不能在台阶、楼梯、沟壑和陡坡等复杂地形行走的缺点，具有质量轻、机动性能高、转弯灵活的特点；通过在机架的后端设置变形支撑机构，来进一步进行变形和抬升，使本实用新型适用于阶梯、沟壑、陡坡、高台等复杂地形，具有变形灵活、质量轻、转弯灵活的特点。

Description

变形多轮式全地形机器人行走机构

技术领域

本实用新型涉及一种机器人零部件，具体涉及一种变形多轮式全地形机器人行走机构，属于机器人制造业技术领域。

背景技术

随着科技的发展，机器人逐渐被应用在各个领域。例如将工程机器人应用在灾难搜救、巡逻侦察、反恐维稳、战场救护和后勤保障的等工作上，能够发挥巨大的作用。目前市场上，工程机器人的行走机构多采用轮式或履带式。履带式行走机构越障能力强，但履带式行走机构存在体型笨重、行走速率慢、不易转弯、机动性差等缺陷。另一种为轮式行走机构，一般主要由四个行走轮构成，具有质量轻、速度快、机动灵活的特点，但面对台阶、楼梯、沟壑和陡坡等复杂地形时，其越障性能差、稳定性差。为了让机器人的行走机构同时具备轮式和履带式行走机构的优点，以提高机器人行走机构的适用范围，现有技术中出现了各种新型结构的机器人行走机构。

例如申请日为2010年06月13日，授权公告号为CN101890986B的中国发明专利公开了一种可变形适应全地形的机器人行走机构，包括框架、轮式机构和翻转臂机构。轮式机构为一个四轮机构，采用主动轮驱动，从动轮采用同步带带动，左、右侧的轮式机构分别使用一个电机驱动，连接主动轮和从动轮的同步带封装在机器人腔体之内。该行走机构主要依靠四轮机构，翻转臂机构起辅助运动和使机构变形的作用，机构形态上的可变性使之具有四轮、类履带、扩展六轮等形态，兼具轮式和履带式行走机构具有的质量轻、运动灵活、速度快、全地形适应性优点，但该行走机构结构较为复杂，存在生产成本大、体积大和变形不够灵活的缺陷。

实用新型内容

针对上述的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、机动灵活、行走速率快、越障能力强的变形多轮式全地形机器人行走机构，它不仅可以进行小幅度的变形也可以进行整体性的大幅度变形，变形灵活。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

变形多轮式全地形机器人行走机构，包括平面轮式行走机构，所述平面轮式行走机构包括机架和四个行走轮，四个行走轮两两为一组分别对称安装在机架的下方，各个行走轮均连接有驱动电机，所述驱动电机通过电机支架固定在机架上且驱动电机的输出轴通过轴承与行走轮的转轴连接，还包括变形轮式机构，所述变形轮式机构包括前置舵机、U型支架、S型支架和一对前轮，各个前轮的转轴上各连接有一驱动电机，所述前置舵机通过前置舵机固定架安装在机架的前端，所述U型支架通过轴承与前置舵机的输出轴连接，所述S型支架的一端通过拧紧件固定在U型支架的外侧壳体上、其另一端固定在前轮上的驱动电机上。

上述方案中，为了能够提高该行走机构的变形灵活性，还包括变形支撑机构，所述变形支撑机构包括后置舵机和抬升控制杆，所述后置舵机通过后置舵机固定架安装在机架后端的下方，所述抬升控制杆与后置舵机的输出轴连接。

上述方案中，所述拧紧件可以为2个以上的螺栓和与螺栓相匹配的螺母，在U型支架上开设有供螺栓穿入的通孔。

上述方案中，为了减轻整个机构的重量和便于控制行走机构的速度，所述驱动电机具体可以为直流减速电机。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型通过在平面轮式行走机构的前端设置一个主要由前置舵机、U型支架、S型支架以及一对前轮构成的变形轮式机构，来克服传统平面轮式行走机构不能在台阶、楼梯、沟壑和陡坡等复杂地形行走的缺点，具有质量轻、机动性能高、转弯灵活的特点，且能够适用在更多复杂地形上；

2、本实用新型在机架的后端设置有变形支撑机构，通过变形支撑机构能够将平面轮式行走机构进行抬升操作以适用于爬墙等较高、较复杂的地形，变形灵活、可适用于全地形。

附图说明

图1为本变形多轮式全地形机器人行走机构的结构示意图。

图中标号为：1、机架；2、电机支架；3、直流减速电机；4、行走轮；5、前置舵机固定架；6、前置舵机；7、U型支架；8、S型支架；9、前轮；10、后置舵机固定架；11、后置舵机；12、抬升控制杆。

具体实施方式

如图1所示，变形多轮式全地形机器人行走机构，包括平面轮式行走机构、变形轮式机构和变形支撑机构。所述平面轮式行走机构包括机架1和四个行走轮4，四个行走轮4两两为一组分别对称安装在机架1的下方，各个行走轮4均连接有驱动电机。所述驱动电机通过电机支架2固定在机架1上且驱动电机的输出轴通过轴承与行走轮4的转轴连接。

所述变形轮式机构包括前置舵机6、U型支架7、S型支架8和一对前轮9，各个前轮9的转轴上各连接有一驱动电机。所述前置舵机6通过前置舵机固定架5安装在机架1的前端。所述U型支架7通过轴承与前置舵机6的输出轴连接。所述S型支架8的一端通过拧紧件固定在U型支架7的外侧壳体上、其另一端固定在前轮9上的驱动电机上。本实施例中，所述拧紧件具体为2个以上的螺栓和与螺栓相匹配的螺母，在U型支架7上开设有供螺栓穿入的通孔。

本实施例中，所述驱动电机具体可以为直流减速电机3。

所述变形支撑机构包括后置舵机11和抬升控制杆12，所述后置舵机11通过后置舵机固定架10安装在机架1后端的下方，所述抬升控制杆12与后置舵机11的输出轴连接。

本实用新型在使用时：

1)在平坦地形行走时，给平面轮式行走机构和变形轮式机构的上个各个驱动电机通电，从而给整个行走机构提供驱动力；根据行走需要来控制驱动电机的正反转，从而使整个机器人行走机构实现前进、后退、左转和右转等动作。

2)当通过阶梯、沟壑、陡坡、高台等复杂地形，当行进受阻或需要攀爬时，控制前置舵机6的转动，通过U型支架7和S型支架8将变形轮式机构整体往上抬升，实现变形；

3)当需要通过高度较大或较复杂的地形时，在步骤2)基础上变形后，再控制后置舵机11的转动，并通过抬升控制杆12的上升将平面轮式行走机构整体抬升，以实现继续通行和攀爬高台。

以上仅为说明本实用新型的实施方式，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.变形多轮式全地形机器人行走机构，包括平面轮式行走机构，所述平面轮式行走机构包括机架(1)和四个行走轮(4)，四个行走轮(4)两两为一组分别对称安装在机架(1)的下方，各个行走轮(4)均连接有驱动电机，所述驱动电机通过电机支架(2)固定在机架(1)上且驱动电机的输出轴通过轴承与行走轮(4)的转轴连接，其特征在于：还包括变形轮式机构，所述变形轮式机构包括前置舵机(6)、U型支架7(7)、S型支架(8)和一对前轮(9)，各个前轮(9)的转轴上各连接有一驱动电机，所述前置舵机(6)通过前置舵机固定架(5)安装在机架(1)的前端，所述U型支架7(7)通过轴承与前置舵机(6)的输出轴连接，所述S型支架(8)的一端通过拧紧件固定在U型支架7(7)的外侧壳体上、其另一端固定在前轮(9)上的驱动电机上。

2.根据权利要求1所述的变形多轮式全地形机器人行走机构，其特征在于：还包括变形支撑机构，所述变形支撑机构包括后置舵机(11)和抬升控制杆(12)，所述后置舵机(11)通过后置舵机固定架(10)安装在机架(1)后端的下方，所述抬升控制杆(12)与后置舵机(11)的输出轴连接。

3.根据权利要求1所述的变形多轮式全地形机器人行走机构，其特征在于：所述拧紧件为2个以上的螺栓和与螺栓相匹配的螺母，在U型支架7(7)上开设有供螺栓穿入的通孔。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的变形多轮式全地形机器人行走机构，其特征在于：所述驱动电机为直流减速电机(3)。