CN208647009U - 一种多功能轮腿式移动平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能轮腿式移动平台，由机械臂、中间组件、驱动机构组成；驱动机构安装在底板下方使平台的载荷和稳定性提高；电子元器件布设在中间组件和周向的围板上，结构布局使机械部件与电子元件分开，拆装维修方便，且保障元器件运行的稳定性。腿部采用较长的铜柱支撑，使其能涉足通过浅水区域。采用电力驱动的方式，噪音小；机械臂独特的四自由度结构具有多功能性，能在轮式移动方式下充当机械手进行作业的能力，且效率高，机械臂采用四足布设减少了机械腿数量，降低了结构复杂程度；机械臂与上底板之间安装有推力球轴承,用来保持机构的稳定性，使舵机承受的侧向力减小，减小了摩擦力，延长使用寿命。

Description

一种多功能轮腿式移动平台

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体地说，涉及一种多功能轮腿式移动平台。

背景技术

现有公开文献中，波士顿动力学工程公司(Boston Dynamics)研究设计的大狗机器人，作为四足移动机器人的典型代表；其具有稳定性好，可负重前行，躲避障碍的特点。但由于四足移动方式的机器人结构自由度普遍偏多、机构复杂、拆卸不方便,导致其有难于控制、移动速度慢、功耗大、噪音大的缺点。

中国专利CN201210244363.0公开了“一种新型变结构轮腿式机器人”，该机器人采用将独立驱动轮安装在腿部末端的方式，安装方式结构简单，减少腿部关节，降低了控制难度，但这种安装方式会使腿部舵机承受较大扭矩，导致载荷减小，效率降低；且驱动轮电机安装在腿部末端限制了机器人无法通过浅水区域。

实用新型内容

为了避免现有技术存在的不足，本实用新型提出一种多功能轮腿式移动平台；该移动平台结构布局将机械部件与电子元件分开，拆装维修方便；驱动轮对称安装在底盘下方使其控制简单，稳定性提高；腿部结构为四自由度的机械臂，使其具备在轮式移动方式下充当机械手进行作业的能力。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:包括机械臂、中间组件和驱动机构，机械臂还包括第一舵机、第一连接件、第二舵机、垫片、小铜柱、第二连接件、连接孔、球壳、支脚、第三舵机、第三连接件、调节垫片、铜柱和推力球轴承，第一舵机与上底板固连，第一舵机舵盘与第一连接件连接，第一连接件与第二舵机固连，第三舵机舵盘与第二舵机通过第二连接件连接，小铜柱固连在第二连接件中间部位，用来增强第二连接件刚度，小铜柱与第二连接件之间有垫片，第三舵机舵盘与第三连接件连接，第三连接件与第四舵机通过螺栓固连，第四舵机与第四连接件连接，第四连接件一端与球壳内壁面通过螺栓固连，第四连接件另一端与铜柱连接，第四连接件与铜柱一端加装调节垫片用来调节高度，铜柱另一端与支脚固连；

所述中间组件包括上底板、底板、铜柱、垫块、中层小围板、中层大围板、中层摄像头围板、摄像头固定架、摄像头、电池和电池盒，所述第一舵机沿上底板周向均布，且与上底板固连，第一舵机与上底板之间通过垫片调节高度以减小装配误差，上底板与底板通过以中心对称的铜柱固连，上底板与铜柱之间通过垫片来调节高度，摄像头与摄像头固定架配合安装,摄像头固定架与中层摄像头围板铰接，垫块与底板固连,第一舵机位于垫块上面，垫块与底板之间通过垫片来调接高度，中层小围板、中层大围板位于上底板与底板之间并沿周向边缘通过螺丝固连，中层大围板和中层小围板分别依底板中心对称分布，电池放置在电池盒中，电池盒固定在底板上；

所述驱动机构包括轴承座、轴承座支架、转轴、轴承座垫片、挡板、铝合金轮、联轴器、电机、电机座、万向轮支座、万向轮、底层围板、底层扬声器围板、底层激光围板、围板、激光电路板、扬声器、电源接头、开关电路板和轴承，万向轮与底板通过万向轮座固定连接，且两个万向轮为对称分布，电机座与底板固连，两个电机与两个万向轮呈十字对称分布,电机与电机座连接，电机输出轴通过联轴器与转轴连接，转轴与铝合金轮通过顶丝连接，转轴与轴承铰接，轴承与轴承座固连，并通过轴承座支架与底板固连，轴承座支架和底板之间通过轴承座垫片来调节高度，挡板、轴承座、轴承座支架、轴承座垫片和底板之间固定连接，底层围板、底层扬声器围板、底层激光围板、底层控制围板与底板之间通过螺丝固连，扬声器放置在底层扬声器围板内侧，激光电路板与底层激光围板配合连接，开关电路板安装在围板内侧，电源接头与围板配合并使电源接头压紧在底层控制围板中。

所述第一舵机、第二舵机、第三舵机和第四舵机为多个。

有益效果

本实用新型提出的一种多功能轮腿式移动平台；由机械臂、中间组件、驱动机构组成，其中，驱动机构安装在底板下方使平台的载荷和稳定性提高；电子元器件布设在中间组件和周向的围板上，结构布局使机械部件与电子元件分开，拆装维修方便，并保障元器件运行的稳定性；腿部采用较长的铜柱支撑，使其能通过浅水区域，增强其可通过性；采用电力驱动的方式，噪音小；机械臂独特的四自由度结构具有多功能性，能在轮式移动方式下充当机械手进行作业的能力，效率高；平台模块化使维修拆装更加方便，机械臂采用四足布局减少了机械腿数量，结构复杂度明显降低；机械臂与上底板之间安装有推力球轴承来保证机构的稳定性，使舵机承受的侧向力减小，减小了摩擦力，延长了使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型一种多功能轮腿式移动平台作进一步详细说明。

图1为本实用新型移动平台的机械臂轴测图。

图2为本实用新型移动平台的中间组件轴测图。

图3为本实用新型移动平台的摄像头组件轴测图。

图4为本实用新型移动平台的底层结构示意图。

图5为本实用新型移动平台的驱动轮组件爆炸图。

图6为开关电路板及围板组件轴测图。

图7为激光电路板安装部位示意图。

图8为本实用新型多功能轮腿式移动平台示意图。

图中:

1.第一舵机 2.第二舵机 3.垫片 4.小铜柱 5.第一连接件 6.第二连接件 7.第三连接件 8.第四连接件 9.球壳 10.第三舵机 11.连接孔 12.调节垫片 13.铜柱 14.支脚 15.中层大围板 16.中层小围板 17.电池 18.垫块 19.上底板 20.底板 21.第四舵机22.铜柱 23.中层摄像头围板 24.摄像头固定架 25.摄像头 26.底层扬声器围板 27.底层激光围板 28.底层围板 29.万向轮 30.万向轮支座 31.扬声器 32.挡板 33.轴承座垫片34.轴承座支架 35.轴承座 36.联轴器 37.电机 38.电机座 39.铝合金轮 40.轴承 41.转轴 42.开关电路板 43.围板 44.电源接头 45.激光电路板

具体实施方式

本实施例是一种多功能轮腿式移动平台。

参阅图1～图8，本实施例多功能轮腿式移动平台，由机械臂、中间组件和驱动机构组成，其中，机械臂包括第一舵机1、第一连接件5、第二舵机2、垫片3、小铜柱4、第二连接件6、连接孔11、球壳9、支脚14、第三舵机10、第三连接件7、调节垫片12、铜柱13和推力球轴承，第一舵机1与上底板19通过八个M2螺丝固连，第一舵机1舵盘与第一连接件5通过四个周向均布的M2 螺丝连接。第一连接件5与第三舵机10固连，第三舵机10舵盘与第二连接件6 固连，第二连接件6与小铜柱4固连，小铜柱4用于增大刚度，第二连接件6 与小铜柱4之间加装垫片3调节高度。第二连接件6与第三舵机10固定连接，第三舵机10舵盘与第三连接件7固连；第三连接件7与第四舵机21通过螺栓固连，第四舵机21与第四连接件8连接。第四连接件8一端与球壳9内壁面通过螺栓固连固连，另一端与铜柱13连接；第四连接件8与铜柱13之间加装调节垫片12调节高度，铜柱13与支脚14通过M3螺丝固连。

中间组件由上底板19、底板20、铜柱22、垫块18、中层小围板16、中层大围板15、中层摄像头围板23、摄像头固定架24、摄像头25、电池17和、电池盒组成；第一舵机1沿上底板19周向均匀分布，且与上底板19固连，第一舵机1与上底板19之间通过垫片调节高度以减小装配误差。上底板19与底板 20通过以中心对称的四个铜柱22固定连接，上底板19与铜柱22之间通过垫片调节高度。摄像头25与摄像头固定架24配合安装,摄像头固定架24与中层摄像头围板23铰接，垫块18与底板20固连；第一舵机1位于垫块18上面，垫块18与底板20之间通过垫片调接高度。中层小围板16、中层大围板15位于上底板19与底板20之间并沿周向边缘通过螺丝固连；中层大围板15和中层小围板16分别依底板20中心对称分布，电池17放置在电池盒中，电池盒固定在底板20上。

驱动机构包括轴承座35、轴承座支架34、转轴41、轴承座垫片33、挡板 32、轴承40、铝合金轮39、联轴器36、电机37、电机座38、万向轮支座30、万向轮29、底层围板28、底层扬声器围板26、底层激光围板27、围板43、激光电路板45、扬声器31、电源接头44和开关电路板42，万向轮29与底板20 通过万向轮座30固连，且两个万向轮为对称分布。电机座38与底板20固连，两个电机呈对称分布，电机37与电机座38连接，电机输出轴通过联轴器36与转轴41连接，转轴41与铝合金轮39通过顶丝固连，转轴41与轴承40铰接，轴承40与轴承座35固连，轴承座35通过轴承座支座34与底板20固连，轴承座支座34和底板20之间通过轴承座垫片33调节高度，挡板32、轴承座35、轴承座支架34、轴承座垫片33和底板20之间固连，底层围板28、底层扬声器围板26、底层激光围板27、底层控制围板43与底板20之间通过螺丝固连。扬声器31放置在底层扬声器围板26内侧，激光电路板45与底层激光围板27配合连接；开关电路板42安装在围板43内侧，电源接头44与围板43配合并使电源接头44压紧在底层控制围板43中。

本实施例中，四个对称的机械臂的球壳9将上部分包裹，底板20和上底板 19之间布设电子元器件，结构布局使电子元器件和机械零部件分开，便于拆装维修，使电子元件的稳定性提高。上底板和底板上开有多个减重孔，走线方便。

本实施例平台有两种移动方式，四足移动方式和轮式移动方式。

四足移动方式:第三舵机10转动180度使铜柱13和支脚14朝向地面，第二舵机2和第四舵机21转动撑起整个平台，此时处于四足触地的状态，然后以四足机器人的步态行走。

轮式移动方式:第三舵机10转动使铜柱13和支脚14背向地面，重力使机器人恢复到轮子触地的状态，通过两个电机37的转动，实现前进、后退、转弯的动作。在轮式移动方式下，四个机械臂处于闲置状态，可完成其它任务。

Claims (2)

1.一种多功能轮腿式移动平台，其特征在于:包括机械臂、中间组件和驱动机构，机械臂还包括第一舵机、第一连接件、第二舵机、垫片、小铜柱、第二连接件、连接孔、球壳、支脚、第三舵机、第三连接件、调节垫片、铜柱和推力球轴承，第一舵机与上底板固连，第一舵机舵盘与第一连接件连接，第一连接件与第二舵机固连，第三舵机舵盘与第二舵机通过第二连接件连接，小铜柱固连在第二连接件中间部位，用来增强第二连接件刚度，小铜柱与第二连接件之间有垫片，第三舵机舵盘与第三连接件连接，第三连接件与第四舵机通过螺栓固连，第四舵机与第四连接件连接，第四连接件一端与球壳内壁面通过螺栓固连，第四连接件另一端与铜柱连接，第四连接件与铜柱一端加装调节垫片用来调节高度，铜柱另一端与支脚固连；

所述中间组件包括上底板、底板、铜柱、垫块、中层小围板、中层大围板、中层摄像头围板、摄像头固定架、摄像头、电池和电池盒，所述第一舵机沿上底板周向均布，且与上底板固连，第一舵机与上底板之间通过垫片调节高度以减小装配误差，上底板与底板通过以中心对称的铜柱固连，上底板与铜柱之间通过垫片来调节高度，摄像头与摄像头固定架配合安装,摄像头固定架与中层摄像头围板铰接，垫块与底板固连,第一舵机位于垫块上面，垫块与底板之间通过垫片来调接高度，中层小围板、中层大围板位于上底板与底板之间并沿周向边缘通过螺丝固连，中层大围板和中层小围板分别依底板中心对称分布，电池放置在电池盒中，电池盒固定在底板上；

所述驱动机构包括轴承座、轴承座支架、转轴、轴承座垫片、挡板、铝合金轮、联轴器、电机、电机座、万向轮支座、万向轮、底层围板、底层扬声器围板、底层激光围板、围板、激光电路板、扬声器、电源接头、开关电路板和轴承，万向轮与底板通过万向轮座固定连接，且两个万向轮为对称分布，电机座与底板固连，两个电机与两个万向轮呈十字对称分布,电机与电机座连接，电机输出轴通过联轴器与转轴连接，转轴与铝合金轮通过顶丝连接，转轴与轴承铰接，轴承与轴承座固连，并通过轴承座支架与底板固连，轴承座支架和底板之间通过轴承座垫片来调节高度，挡板、轴承座、轴承座支架、轴承座垫片和底板之间固定连接，底层围板、底层扬声器围板、底层激光围板、底层控制围板与底板之间通过螺丝固连，扬声器放置在底层扬声器围板内侧，激光电路板与底层激光围板配合连接，开关电路板安装在围板内侧，电源接头与围板配合并使电源接头压紧在底层控制围板中。

2.根据权利要求1所述的多功能轮腿式移动平台，其特征在于:所述第一舵机、第二舵机、第三舵机和第四舵机为多个。