CN208760749U - 一种轮履复合式行走机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种轮履复合式行走机器人，其包括底盘、第一行走机构、第二行走机构、攀爬机构；第一行走机构包括前履带轮、后履带轮、传动连接于前履带轮和后履带轮的第一履带，驱动前履带轮或者后履带轮转动的第一驱动机构；第二行走机构包括驱动轮及驱动驱动轮转动的第二驱动机构；攀爬机构包括摆臂和驱动摆臂转动的第三驱动机构，摆臂上设有第三行走机构，第三行走机构包括：分别安装于摆臂上、下两端的上履带轮和下履带轮，传动连接于上履带轮和下履带轮的第二履带，驱动上履带轮或者下履带轮转动的第四驱动机构。本实用新型的轮履复合式行走机器人运行稳定、运行速度快，且能够顺利攀爬障碍，适应不同地形的行走。

Description

一种轮履复合式行走机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种轮履复合式行走机器人。

背景技术

现有的行走机器人主要包括两种：1、普通轮式机器人，移动机制由底盘下方的轮子组成，这类的驱动可以使得机器人高速的移动，灵活性很高，在承重方面也有出色的特点，可以实现自由组合轮子，增加轮子的个数便可承载更大的重量，例如现实生活中的千足虫，运输大型的建材；2、履带式机器人，履带可以大幅度的提高机器人与地面的接触面积，使得机器人运行得更加平稳，面对崎岖的地形可以很好的发挥履带的适应能力，通过履带的形变来紧密贴合崎岖的地面。

但上述的两类行走机器人都存在一定的缺陷，轮式机器人在面对多变的地形时容易导致机器人重心不稳定，而履带式机器人在本身重量上也相对较重，在攀爬楼梯时对电机的要求非常高，且行走的速度相对较慢。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种行走机器人，不仅能够保证行走速度，且能够适应多种地形并保持行走稳定。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种轮履复合式行走机器人，其包括：底盘、设于所述底盘底部的第一行走机构、设于所述底盘后部的第二行走机构、设于所述底盘前部的攀爬机构；所述第一行走机构包括：分别设于所述底盘前、后两端的前履带轮和后履带轮，传动连接于所述前履带轮和所述后履带轮的第一履带，驱动所述前履带轮或者所述后履带轮转动的第一驱动机构；所述第二行走机构包括安装于所述底盘后部的驱动轮及驱动所述驱动轮转动的第二驱动机构；所述攀爬机构包括可转动连接于所述底盘的摆臂和驱动所述摆臂在竖直平面内转动的第三驱动机构，所述摆臂上设有第三行走机构，所述第三行走机构包括：分别安装于所述摆臂上、下两端的上履带轮和下履带轮，传动连接于所述上履带轮和所述下履带轮的第二履带，驱动所述上履带轮或者所述下履带轮转动的第四驱动机构。

作为优选方案，所述第二行走机构通过第五驱动机构安装于所述底盘上，所述第五驱动机构可驱动所述第二行走机构在竖直方向移动。

作为优选方案，所述第五驱动机构为丝杠机构，所述丝杠机构的丝杆竖直设置，且所述丝杆通过第一电机驱动，所述驱动轮和所述第二驱动机构均安装于固定板上，所述丝杠机构的滑块连接于所述固定板上。

作为优选方案，所述第三驱动机构包括第二电机，所述第二电机的动力输出端连接于所述摆臂的下端。

作为优选方案，所述第二电机和所述摆臂之间还连接有蜗轮蜗杆减速机。

作为优选方案，所述下履带轮与所述前履带轮通过法兰连接。

作为优选方案，所述第四驱动机构包括安装于所述摆臂上的第三电机，所述第三电机的动力输出端连接于所述上履带轮。

作为优选方案，所述第三电机和所述上履带轮之间还连接有锥齿轮机构，所述锥齿轮机构包括相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮安装于所述第三电机的动力输出端，所述第二锥齿轮连接于所述上履带轮。

作为优选方案，所述底盘上部还安装有用于储料的料仓。

作为优选方案，所述轮履复合式行走机器人还包括控制模块，所述控制模块均电性连接于所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构、所述第四驱动机构。

本实用新型提供一种轮履复合式行走机器人，通过设置履带式的第一行走机构和轮式的第二驱动机构相复合，不仅能够保证行走速度，且行走稳定；另外本实用新型的轮履复合式行走机器人还在前部设置有攀爬机构，通过摆臂绕底盘摆动能够攀爬不同地形结构的地面或者阶梯，地形适应性更强。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种轮履复合式行走机器人的结构示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图2的右视图；

图4是图2的左视图。

图中，10、底盘；20、第一行走机构；21、前履带轮；22、后履带轮；23、第一履带；30、第二行走机构；31、驱动轮；32、；40、攀爬机构；41、摆臂；42、第三行走机构；421、上履带轮；422、下履带轮；423、第二履带；50、丝杠机构；51、丝杆；52、滑块；60、第一电机；70、第二电机；80、蜗轮蜗杆减速机；90、第三电机；100、第一锥齿轮；200、第二锥齿轮；300、料仓；400、第四电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

参阅图1-图4所示，本实用新型优选实施例的一种轮履复合式行走机器人，其包括：底盘10、设于所述底盘10底部的第一行走机构20、设于所述底盘10后部的第二行走机构30、设于所述底盘10前部的攀爬机构40；所述第一行走机构20包括：分别设于所述底盘10前、后两端的前履带轮21和后履带轮22，传动连接于所述前履带轮21和所述后履带轮22的第一履带23，驱动所述前履带轮21或者所述后履带轮22转动的第一驱动机构；所述第二行走机构30包括安装于所述底盘10后部的驱动轮31及驱动所述驱动轮31转动的第二驱动机构；本实施例中的机器人通过履带式的第一行走机构20和轮式的第二行走机构30相结合，以底盘10底部的履带式的第一行走机构20为主，以底盘10后部的轮式的第二行走机构30为辅，不仅能够保证运行速度，且能够适应复杂的地形，以使运行更加稳定。

基于上述技术方案，本实施例中的攀爬机构40包括可转动连接于所述底盘10的摆臂41和驱动所述摆臂41在竖直平面内转动的第三驱动机构，所述摆臂41上设有第三行走机构42，所述第三行走机构42包括：分别安装于所述摆臂41上、下两端的上履带轮421和下履带轮422，传动连接于所述上履带轮421和所述下履带轮422的第二履带423，驱动所述上履带轮421或者所述下履带轮422转动的第四驱动机构。摆臂41能够绕底盘摆动，摆臂41配合其上的第三行走机构主要用于攀爬阶梯，摆臂41的摆动角度与障碍的地形相匹配，摆臂41前部咬紧阶梯，能够防止机器人在攀爬过程中打滑。

具体地，本实施例中，所述第二行走机构30通过第五驱动机构安装于所述底盘10上，所述第五驱动机构可驱动所述第二行走机构30在竖直方向移动。在平地行走时，第二行走机构30和第一行走机构20配合驱动机器人向前行走，由于驱动轮31的作用，能够增加机器人整体的运行性能，使行走速度增加；而在攀爬障碍物及阶梯时，机器人的摆臂41先搭上障碍或者阶梯，在攀爬过程中机器人往后倾斜的角度会越来越大，此时，驱动驱动轮31往上升，可使得中心向上移，从而使机器人倾斜角度减小，防止机器人攀爬障碍或者阶梯时翻转，平稳地越过障碍或者阶梯。

本实施例中，为了使驱动轮31和第二驱动机构稳定地上下移动，所述第五驱动机构为丝杠机构50，所述丝杠机构50的丝杆51竖直设置，且所述丝杆51通过第一电机70驱动，所述驱动轮31和所述第二驱动机构均安装于固定板上，所述丝杠机构50的滑块52连接于所述固定板上。示例性地，所述底盘10上还安装有竖直方向的导柱，滑块52穿过导柱，导柱能够对滑块52的上下滑动起到导向的作用，使移动更加平稳。

优选地，本实施例中，所述第三驱动机构包括第二电机70，所述第二电机70的动力输出端连接于所述摆臂41的下端，用第二电机70驱动摆臂41摆动能够适应不同的障碍类型。

本实施例中，在所述第二电机70和所述摆臂41之间还连接有蜗轮蜗杆减速机80，可以实现摆臂41在摆动过程中拥有自锁效果。

具体地，本实施例中，所述下履带轮422与所述前履带轮21通过法兰连接；示例性地，下履带轮422转动的同时能够驱动前履带轮21转动，进而驱动第一行走机构20运行，带动机器人往前行走。

本实施例中，所述第四驱动机构包括安装于所述摆臂41上的第三电机90，所述第三电机90的动力输出端连接于所述上履带轮421。将第三电机90设置于摆臂41的上端能够将重心上移，以顺利、稳定地攀爬障碍及阶梯等地形。

具体地，为了合理布置各部件，所述第三电机90和所述上履带轮421之间还连接有锥齿轮机构，锥齿轮机构能够完成转动方向的垂直换向，所述锥齿轮机构包括相互啮合的第一锥齿轮100和第二锥齿轮200，所述第一锥齿轮100安装于所述第三电机90的动力输出端，所述第二锥齿轮200连接于所述上履带轮421，所述第二锥齿轮200的转轴平行于水平面，所述第一锥齿轮100的转轴与所述第二锥齿轮200的转轴垂直。

本实施例中，为了能够在行走的同时能够运输物品，所述底盘10上部还安装有用于储料的料仓300。

进一步地，本实施例中，为了能够智地能控制机器人的行走速度及爬坡方式等，所述轮履复合式行走机器人还包括控制模块，所述控制模块均电性连接于所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构、所述第四驱动机构。

综上，本实用新型实施例提供一种轮履复合式行走机器人，其包括底盘10及安装于底盘10底部的履带式的第一行走机构20、安装于底盘10后部的轮式的第二行走机构30，通过履带式行走为主、轮式行走为辅，能够平稳且快速地行走；另外，底盘10的前部还设置有摆臂41及安装于摆臂41上的履带式的第三行走机构42，能够根据不同的地形调整摆臂41的摆动位置，摆臂41的前部咬紧障碍物，能够攀爬阶梯等障碍。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种轮履复合式行走机器人，其特征在于，包括：底盘、设于所述底盘底部的第一行走机构、设于所述底盘后部的第二行走机构、设于所述底盘前部的攀爬机构；

所述第一行走机构包括：分别设于所述底盘前、后两端的前履带轮和后履带轮，传动连接于所述前履带轮和所述后履带轮的第一履带，驱动所述前履带轮或者所述后履带轮转动的第一驱动机构；

所述第二行走机构包括安装于所述底盘后部的驱动轮及驱动所述驱动轮转动的第二驱动机构；

所述攀爬机构包括可转动连接于所述底盘的摆臂和驱动所述摆臂在竖直平面内转动的第三驱动机构，所述摆臂上设有第三行走机构，所述第三行走机构包括：分别安装于所述摆臂上、下两端的上履带轮和下履带轮，传动连接于所述上履带轮和所述下履带轮的第二履带，驱动所述上履带轮或者所述下履带轮转动的第四驱动机构。

2.如权利要求1所述的轮履复合式行走机器人，其特征在于，所述第二行走机构通过第五驱动机构安装于所述底盘上，所述第五驱动机构可驱动所述第二行走机构在竖直方向移动。

3.如权利要求2所述的轮履复合式行走机器人，其特征在于，所述第五驱动机构为丝杠机构，所述丝杠机构的丝杆竖直设置，且所述丝杆通过第一电机驱动，所述驱动轮和所述第二驱动机构均安装于固定板上，所述丝杠机构的滑块连接于所述固定板上。

4.如权利要求1所述的轮履复合式行走机器人，其特征在于，所述第三驱动机构包括第二电机，所述第二电机的动力输出端连接于所述摆臂的下端。

5.如权利要求4所述的轮履复合式行走机器人，其特征在于，所述第二电机和所述摆臂之间还连接有蜗轮蜗杆减速机。

6.如权利要求1所述的轮履复合式行走机器人，其特征在于，所述下履带轮与所述前履带轮通过法兰连接。

7.如权利要求1所述的轮履复合式行走机器人，其特征在于，所述第四驱动机构包括安装于所述摆臂上的第三电机，所述第三电机的动力输出端连接于所述上履带轮。

8.如权利要求7所述的轮履复合式行走机器人，其特征在于，所述第三电机和所述上履带轮之间还连接有锥齿轮机构，所述锥齿轮机构包括相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮安装于所述第三电机的动力输出端，所述第二锥齿轮连接于所述上履带轮。

9.如权利要求1-8中任一项所述的轮履复合式行走机器人，其特征在于，所述底盘上部还安装有用于储料的料仓。

10.如权利要求1-8中任一项所述的轮履复合式行走机器人，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块均电性连接于所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构、所述第四驱动机构。