CN208007137U - 一种轮腿式越障车 - Google Patents

Abstract

本实验新型公开了一种轮腿式越障车，包括车体平台及与所述车体平台可转动连接的轮腿，所述车体平台的同一端的两侧设置有一对轮腿，所述轮腿的基部均固定连接有侧连杆，两个所述侧连杆的尾端通过下连杆活动连接，用于在其中一侧所述轮腿产生垂直运动时，另一侧所述轮腿相应联动。所述下连杆的中部与所述车体平台铰接连接；所述车体平台通过弹性缓震组件弹性连接有顶部连接结构、用于安置上部负载，所述顶平台与车底之间通过上齿轮和下齿轮啮合连接，用于补偿轮腿运动带来的位移。相邻的轮腿之间通过连杆实现联动，当某一轮腿出现越障动作时，相邻轮腿能够配合的进行相应的动作辅助越障，纯粹依靠机械联动结构，当车体在越障时实现平稳的、自适应的缓震调节，避免现有技术中延迟及故障或者采用纯弹簧设计带来的不平稳问题。

Description

一种轮腿式越障车

技术领域

本实用新型涉及机器人设备技术领域，更具体地说，涉及一种轮腿式越障车。

背景技术

随着科技发展，机器人设计水平的提高，对机器人设备的各方面性能也产生了更高的要求，以机器人底盘的轮组及底盘结构为例来说，目前为保证机器人设备的越障性能，尤其是在负重情况下的越障能力，提供了多种技术方案，为了能够保证在在底盘通过障碍时，车上的负载或仪器不会因为下方不平坦的路面状况而倾覆或者振动。

目前常用的设计是，通过各种弹簧结构实现底盘与负载之间的连接，从而通过充分的弹性，令上方的负重不至于倾覆；或者通过先进的传感设备先行检测前方的路面情况，并通过自动化控制的腿式结构进行对应的抬升或下降动作，以此实现平稳越障。

然而这种设计或者由于弹簧原因并不能够达到完全平稳的减震效果，或者过于依赖传感及操控系统，容易出现操作动作滞后或控制故障，导致平稳越障难以实现情况。

综上所述，如何有效地解决现有机器人越障时，难以保持上方负载平稳放置等技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种轮腿式越障车，该轮腿式越障车的结构设计可以有效地解决现有机器人越障时，难以保持上方负载平稳放置等技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种轮腿式越障车，包括车体平台及与所述车体平台可转动连接的轮腿，所述车体平台的同一端的两侧设置有一对轮腿，所述轮腿的基部均固定连接有侧连杆，两个所述侧连杆的尾端通过下连杆活动连接，用于在其中一侧所述轮腿产生垂直运动时，另一侧所述轮腿相应联动；所述下连杆的中部与所述车体平台铰接连接；所述车体平台通过弹性缓震组件弹性连接有顶部连接结构、用于安置上部负载。

优选的，上述轮腿式越障车中，所述侧连杆的尾端均呈一定角度活动铰接有上连杆，所述上连杆的尾端均与所述中间连杆活动连接。

优选的，上述轮腿式越障车中，所述上连杆的尾端均呈预设角度安装固定有中间连杆，所述下连杆的两端均设置有活动限位孔，所述中间连杆的尾端均插入所述活动限位孔，与下连杆活动连接。

优选的，上述轮腿式越障车中，所述顶部连接结构具体为顶平台，所述顶平台与所述车体平台之间均匀分布有多个承载弹簧，通过所述承载弹簧将所述顶平台与车体平台连接。

优选的，上述轮腿式越障车中，所述承载弹簧的两端连接固定有弹簧座，所述弹簧座的顶端设置有螺柱结构，通过所述螺柱结构分别与所述车体平台及顶平台安装固定。

优选的，上述轮腿式越障车中，所述顶平台的底面安装固定有上齿轮，所述车体平台的顶面安装固定有下齿轮，所述上齿轮与下齿轮相互啮合。

优选的，上述轮腿式越障车中，所述车体平台的底面安装有导轮，所述导轮贴近所述车体平台设置，所述导轮的设置方向与所述轮腿的朝向一致。

优选的，上述轮腿式越障车中，所述轮腿上安装有用于驱动底部轮转动的轮毂电机。

本实用新型提供的轮腿式越障车，包括车体平台及与所述车体平台可转动连接的轮腿，所述车体平台的同一端的两侧设置有一对轮腿，所述轮腿的基部均固定连接有侧连杆，两个所述侧连杆的尾端通过下连杆活动连接，用于在其中一侧所述轮腿产生垂直运动时，另一侧所述轮腿相应联动。所述下连杆的中部与所述车体平台铰接连接；所述车体平台通过弹性缓震组件弹性连接有顶部连接结构、用于安置上部负载。这种轮腿式越障车，在车体平台的两端及每端的两侧都均匀设置有轮腿，具体的，当轮腿遇到障碍向上方被障碍顶起时，与其末端连接的侧连杆在旋转中轴的限定下顺时针转动，上连杆同侧连杆在同一垂直面移动，中间连杆将上连杆的移动传递给下连杆，使下连杆转动，从而驱动同一端另一侧的轮腿连接的侧连杆逆时针转动，带动另一侧轮腿具有向下的运动趋势，为遇障轮腿的动作提供有效的支撑，实现整体的平稳越障；之后当遇障轮腿越过障碍高点，向下回落后，另一侧轮腿也进行相应的从动动作，保证越障的整个过程中，顶部连接结构上的上部负载保持平稳状态。当其中任一的侧轮腿由于碰到障碍出现越障动作时，在连杆结构的联动下，另一侧轮腿具有向下运动的趋势，从而为同一端轮的抬升提供有效支撑，通过这种设计辅助顶部连接结构的弹性缓震组件实现有效的越障预判动作及缓震，当前进时车体平台越障一端抬起，通过与其固定的下齿轮所述中间连杆的尾端均插入所述活动限位孔，与下连杆活动连接。对应相对地面顺时针转动一定的角度，由于齿轮啮合作用，上齿轮也对应的反向逆时针转动相同的角度；这种设计纯粹依靠机械联动结构，在机器人车体在越障时实现平稳的、自适应的缓震调节，避免了现有技术中采用传感控制技术可能出现的延迟及故障或者采用纯弹簧设计带来的不平稳问题，有效地解决了现有机器人越障时，难以保持上方负载平稳放置等的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的轮腿式越障车的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的轮腿式越障车的俯视结构示意图。

附图中标记如下：

轮腿1、车体平台2、顶平台3、侧连杆4、上连杆5、中间连杆6、下连杆7、承载弹簧8、横轴9、螺柱结构10、下齿轮11、上齿轮12

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种轮腿式越障车，以解决现有机器人越障时，难以保持上方负载平稳放置等的技术问题。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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做出创造性劳动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。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的轮腿式越障车的结构示意图。

本实用新型的实施例提供的轮腿式越障车，包括车体平台及与所述车体平台可转动连接的轮腿，所述车体平台的同一端的两侧设置有一对轮腿，所述轮腿的基部均固定连接有侧连杆，两个所述侧连杆的尾端通过下连杆活动连接，用于在其中一侧所述轮腿产生垂直运动时，另一侧所述轮腿相应联动。所述下连杆的中部与所述车体平台铰接连接；所述车体平台通过弹性缓震组件弹性连接有顶部连接结构、用于安置上部负载。

其中需要说明的是，优选的设置是在车体平台上安装固定旋转座，通过装入的轴类零件将轮腿基部与车体平台转动连接；侧连杆优选与轮腿的基部之间呈趋近于的直角的角度；顶部连接结构的弹性缓震可通过弹簧、簧片等结构实现；同一端而不同侧的轮腿之间通过横置的下连杆传导动作，下连杆优选的设置是，车体平台上固定竖直的铰接座，通过铰接座与下连杆的中段铰接，以便令同端的另一个轮腿产生与动作轮腿相反的动作趋势，从而实现越障动作的传递。

此外，车体平台的两端是指其沿着行进的方向的前后两端，两侧的轮腿是指车体平台在车轮朝向方向的同一端左右两侧，一对相互平行设置的轮腿；其中需要声明的是，轮腿设置预设的弯折角度，具有与车轮连接的竖直部及末端与侧连杆固定的水平部，(同一端的两个轮腿的弯角正好相反，具体在此处为一个向前弯折，另一个向后弯折。)

本实施例提供的这种越障车主要是通过差动杠杆的原理实现车同端左右两侧轮腿之间的联动，令单个轮腿碰到障碍时产生的越障动作平稳的传递至各个相关轮腿，其他轮腿产生相应的配合动作。

具体的，参考图1，当其中的轮腿A遇到障碍向上方被障碍顶起时，与其末端连接的侧连杆在旋转中轴的限定下顺时针转动，上连杆同侧连杆在同一垂直面移动，中间连杆将上连杆的移动传递给下连杆，使下连杆转动，从而驱动同一端另一侧的轮腿B连接的侧连杆逆时针转动，带动轮腿B具有向下的运动趋势，为轮腿A的动作提供有效的支撑，实现整体的平稳越障；之后当轮腿A越过障碍高点，向下回落后，轮腿B也进行相应的从动动作，保证越障的整个过程中，顶部连接结构上的上部负载保持平稳状态。

这种轮腿式越障车，在车体平台的两端及每端的两侧都均匀设置有轮腿，相邻的轮腿之间通过连杆实现联动，具体的，当沿轮腿常规运动方向同一端，其中一侧的轮腿遇到障碍产生自然抬升时，另一侧端的轮腿具有向下及向内运动的趋势，从而为另一侧轮的抬升提供有效支撑，原理相同的，与其平台另一端的一对轮腿，当其中任一的侧轮腿由于碰到障碍出现越障动作时，在连杆结构的联动下，另一侧轮腿具有向下及向内运动的趋势，从而为同一端轮的抬升提供有效支撑，通过这种设计辅助顶部连接结构的弹性缓震组件实现有效的越障预判动作及缓震；这种设计纯粹依靠机械联动结构，在机器人车体在越障时实现平稳的、自适应的缓震调节，避免了现有技术中采用传感控制技术可能出现的延迟及故障或者采用纯弹簧设计带来的不平稳问题，有效地解决了现有机器人越障时，难以保持上方负载平稳放置等的技术问题。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述轮腿式越障车中，所述侧连杆均呈一定角度活动铰接有上连杆，所述上连杆的尾端均与所述下连杆活动连接，其中上连杆尾端与下连杆之间的活动连接可以直接连接，也可适应空间设置其他的中间传动连接件实现连接。

本实施例提供的技术方案中，进一步设置了与侧连杆铰接的上连杆，此处优选的设计是令上连杆与侧连杆通过横轴转动连接，方便安装及拆卸，且能够将轮腿出现的近似转动的运动，通过此连杆的连接转化为近似水平方向内的平动；轮腿与侧连杆之间同样可以采用螺纹安装固定，通过这种设置上连杆的结构，能够有效传递运动，并将下连杆与侧连杆之间的距离拉大，方便上部负载的设置，避免负载碰到连杆机构。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述轮腿式越障车中，所述上连杆的尾端均呈预设角度安装固定有中间连杆，所述下连杆的两端均设置有活动限位孔，所述中间连杆的尾端均插入所述活动限位孔活动连接。

本实施例提供的方案中进一步设置了中间连杆的结构，令上连杆通过中间连杆与下连杆之间实现活动连接，优选下连杆与中间连杆、中间连杆与上连杆之间都呈近似直角的角度。该设计方便运动的传递，并将下连杆的结构设置于低于上部负载的平面内，避免越障时上部负载及连杆机构出现位移而碰撞干扰运动传递。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述轮腿式越障车中，所述顶部连接结构具体为顶平台，所述顶平台与所述车体平台之间均匀分布有多个承载弹簧，通过所述承载弹簧将所述顶平台与车体平台连接。

本实施例提供的技术方案通过均匀分布的弹簧实现顶平台与车体平台之间的连接，优选的设计是在顶平台的四角边缘各设置一个承载弹簧，通过弹簧的缓震作用，令下部车体平台的倾斜及振动能够更加平稳的传递至上方的顶平台上的负载，减小上方负载大幅度侧倾的可能，进一步增加了车体的平稳性。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述轮腿式越障车中，所述承载弹簧的两端连接固定有弹簧座，所述弹簧座的顶端设置有螺柱结构，通过所述螺柱结构分别与所述车体平台及顶平台安装固定。

本实施例提供的技术方案中，进一步优化了承载弹簧的设计，在承载弹簧两端设置弹簧座，弹簧座一端具有安装槽，用插入并固定弹簧的端头，另一端具有螺柱结构，通过螺柱结构配合螺纹孔实现与车体平台及车顶平台的固定，该设计固定牢固，并能够较好的保持承载弹簧的作用位置，保证缓震效果的可靠。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述轮腿式越障车中，所述顶平台的底面安装固定有上齿轮，所述车体平台的顶面安装固定有下齿轮，所述上齿轮与下齿轮相互啮合，其中，上、下齿轮的设置方向均与车轮方向相平行。

本实施例提供的技术方案中，设置有分别与车体平台及顶平台固定连接的下、上齿轮，为节约空间方便安装固定，齿轮可为半圆齿轮或扇形齿轮，在安装位置及承载弹簧的作用下两齿轮保持啮合状态。当越障时车体平台一端抬起，与其固定的下齿轮对应的相对地面转动一定的角度，在齿轮啮合作用下，上齿轮也对应的反向转动相同的角度，以此保持上方固定的顶平台在负载的压力作用下能够保持水平或缓慢动作，以此平衡车体在越障时出现的前后不均的上下波动，配合承载弹簧的辅助缓震效果，有效保持上方负载的平稳姿态。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述轮腿式越障车中，所述车体平台的底面安装有导轮，所述导轮贴近所述车体平台设置，所述导轮的设置方向与所述轮腿的朝向一致。

本实施例提供的技术方案，在车体平台朝向地面的底部设置导轮，防止当越障车翻越尺寸较大的障碍时，由于障碍物过高导致车身底部被刮擦。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述轮腿式越障车中，所述轮腿上安装有用于驱动底部轮转动的轮毂电机，以此驱动车轮的旋转，驱动越障车前进或后退。轮毂电机优选成对设置，可设置于车身同一端的两个轮腿上，可通过各自转速的控制实现越障车的转弯或其他车身姿态的调整。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种轮腿式越障车，包括车体平台及与所述车体平台可转动连接的轮腿，其特征在于，所述车体平台的同一端的两侧设置有一对轮腿，所述轮腿的基部均固定连接有侧连杆，两个所述侧连杆的尾端通过下连杆活动连接，用于在其中一侧所述轮腿产生垂直运动时，另一侧所述轮腿相应联动；所述侧连杆的尾端均呈一定角度活动铰接有上连杆，所述上连杆的尾端均呈预设角度安装固定有中间连杆，所述上连杆的尾端均与所述中间连杆活动连接；所述下连杆的中部与所述车体平台铰接连接；所述车体平台通过弹性缓震组件弹性连接有顶部连接结构、用于安置上部负载。

2.根据权利要求1所述的轮腿式越障车，其特征在于，所述下连杆的两端均设置有活动限位孔，所述中间连杆的尾端均插入所述活动限位孔，与下连杆活动连接。

3.根据权利要求1至2任一项所述的轮腿式越障车，其特征在于，所述顶部连接结构具体为顶平台，所述顶平台与所述车体平台之间均匀分布有多个承载弹簧，通过所述承载弹簧将所述顶平台与车体平台连接。

4.根据权利要求3所述的轮腿式越障车，其特征在于，所述承载弹簧的两端连接固定有弹簧座，所述弹簧座的顶端设置有螺柱结构，通过所述螺柱结构分别与所述车体平台及顶平台安装固定。

5.根据权利要求4所述的轮腿式越障车，其特征在于，所述顶平台的底面安装固定有上齿轮，所述车体平台的顶面安装固定有下齿轮，所述上齿轮与下齿轮相互啮合。

6.根据权利要求3所述的轮腿式越障车，其特征在于，所述车体平台的底面安装有导轮，所述导轮贴近所述车体平台设置，所述导轮的设置方向与所述轮腿的朝向一致。

7.根据权利要求6所述的轮腿式越障车，其特征在于，所述轮腿上安装有用于驱动底部轮转动的轮毂电机。