CN210133205U - 一种多用途丛林探索机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多用途的丛林探索机器人，包括底板、分布在底板两侧的行走轮以及对行走轮动作进行控制的控制器；在底板中部设有通槽，换向轮垂直设置在该通槽中，换向轮伸出到底板下方，换向轮周向设有若干个突出部，控制器通过换向轮驱动电机驱动换向轮旋转。由于机器人一端设置电机，重量较重，所以在换向轮旋转时，机器人会绕着机器人的重心进行旋转，从而可以实现机器人转向，从而调整行进方向。本实用新型是一辆以野外探索、娱乐竞技、物质补给为主的车辆，具有较大的搭载机械空间和存储物品空间、攀越障碍物、可控性高等优点。

Description

一种多用途丛林探索机器人

技术领域

本实用新型属于丛林探索和游戏竞技机器人研究领域，特别涉及一种适合于复杂地形的多用途丛林探索机器人。

背景技术

目前的机器人技术不断发展，在探索领域的机器人应用也不断推广，机器人的用途更加广泛。

目前的探索型机器人可采用多足机器人，多足机器人仅需要满足一定的离散落足点需求即可实现跨越或攀爬障碍、通过崎岖和松软的路面，其中多足机器人多采用弧腿式多足机器人。这类装置的缺点是虽然可以适用于复杂崎岖的地形，但是无法实现原地转向，且没有足够的空间用于携带仪器或物资。

因此，设计一种能够行走于复杂的丛林山地、实现原地转向且能携带多种探测仪器(传感器)的机器人具有重要的实用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种多用途丛林探索机器人，其具有简单稳定的行走结构，可实现原地转向，且具有较多预置空间的优点。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：一种多用途丛林探索机器人，包括底板、分布在底板两侧的行走轮以及对行走轮动作进行控制的控制器；在底板中部设有通槽，换向轮垂直设置在该通槽中，换向轮伸出到底板下方，换向轮周向设有若干个突出部，控制器通过换向轮驱动电机驱动换向轮旋转。由于机器人一端设置电机，重量较重，所以在换向轮旋转时，机器人会绕着机器人的重心进行旋转，从而可以实现机器人转向，从而调整行进方向。

优选的，所述换向轮为一圆形轮，该圆形轮周向每间隔120°设有一个突出部，转向时突出部伸出到底板下方。机器不行走时，换向轮的两轮会微微把机器人撑高。从而起到支撑的作用。

作为一种优选方案，所述行走轮有N组，每一组分置在底板两侧，每一组均分别由一前进控制双轴电机控制。从而可对每一组的行走轮分别进行控制。

作为另一种优选方案，所述行走轮有4个，底板每一侧分布两个，在同一侧的两个行走轮之间通过传动机构传动，传动机构由前进控制双轴电机同时驱动。这样，通过一个电机可以带动4个行走轮同时动作，保证四足的同一频率跳跃前进。

更进一步的，所述传动机构包括主动齿轮、从动齿轮和传动链，主动齿轮轮轴与前进控制双轴电机相连，主动齿轮和从动齿轮之间通过传动链连接，同一侧的两个行走轮分别设置在主动齿轮、从动齿轮的外侧轮轴上。该传动机构具有可靠性高的优点。

优选的，所述前进控制双轴电机通过联轴器与传动轴的一端相连，所述行走轮固定在传动轴另一端上，传动轴截面为三角形。这种类型的传动轴可以保证轴传递的旋转力，使机器人可以360°旋转前进，前后两脚的最大旋转范围有视图上的重合而且错位不会进行碰撞。

优选的，所述前进控制双轴电机采用直流涡杠减速电机。

更进一步的，所述传动轴与行走轮相连处架设有支架，支架内设有轴承。通过轴承可稳定传动轴，使传动轴传递时不晃动。

优选的，所述行走轮外部包裹有防滑材料层。例如橡胶等，从而避免防滑，以及减少行走轮的磨损。

优选的，所述底板底面设有减震层。例如海绵等，减少行进过程中机器人自身的震动。

优选的，所述底板上侧/内部设有若干个固定安置位。从而可加载各种传感器工具，例如摄像头，GPS定位，或是探索感应金属类传感器等。

优选的，所述控制器通过无线通信模块与遥控器连接。

优选的，所述行走轮为半圆形行走轮，通过行走轮的圆端，机器人进行跳跃奔跑。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型机器人设置换向轮，利用车身重心为定点，以换向轮进行左右的偏转实现机器人旋转换向，从而调整行进方向，使移动更灵活。

2、本实用新型机器人内部保留较大的安装空间，车身可用于携带多种探测仪器或固态物品。

3、本实用新型机器人通过采用半圆形的行走轮，可实现对地面或阻碍物抓力的提升达到攀登或跨越障碍物的目的，实现在崎岖不平的道路上行走的目的。

4、本实用新型具有野外探索、娱乐竞技多种用途，可通过无线遥控远程操作，控制前后两个前进电机完成抬头跳跃障碍物与刨开地面的作用，可携带各种探测仪器或传感器顶替人员从事各种危险的探索工作，可用于传递各种固态的物资的补给，可用于ROBOTAC赛事或竞技型游戏，具有重要的实用性。

附图说明

图1为本实用新型提供的实施例1所述探索型机器人的整体结构图；

图2为本实用新型提供的实施例1所述探索型机器人局部结构图；

图3为本实用新型提供的实施例1所述探索型机器人的换向轮的结构图。

图4为本实用新型提供的实施例2所述探索型机器人的一个实施例的整体结构图；

图中标号代表：1-行走轮；2-支架；3-联轴器；4-前进控制双轴电机；5-换向轮驱动电机；6-换向轮；7-底板；8-封边壳；9-传动轴；10-传动链；11-主动齿轮；12-从动齿轮。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1、2所示，本实施例一种丛林探索机器人为仿生型，可用于多种场合，例如野外探索、娱乐竞技、物质补给等等，具有多种用途。具体包括底板7、行走轮1、控制器、行走驱动机构、换向驱动结构和换向轮6，下面结合附图对各个部件进行具体说明。

本实施例中，底板7为矩形结构，上面可设置上盖，上盖和底板7共同形成机器人的封闭式外壳，在底板7周边设有封边壳8。控制器、行走驱动机构、换向驱动结构等均固定在底板7上。根据机器人用途的不同，可在底板7上侧、外壳内部等设置多个固定安置位，若用于野外探索，则可在固定安置位上放置摄像头、GPS定位探索感应金属类传感器等部件，若用于物质补给，则可在固定安置位上物资补给器具。

为了避免探索过程中机器人行走时振动对自身部件的固定产生影响，在底板7底面设有海绵等减震层。

本实施例中，行走轮1为半圆形，半圆形行走轮1中空的半圆可以勾住在它直径范围内的东西向后或是向上抛，或是当做借力点往前，实现机器人刨土式前进或跳跃式前进。利用利爪似的半圆实现对地面或阻碍物抓力的提升达到攀登或跨越障碍物的目的。

为了减少行走轮的磨损，同时为了防滑，在每个行走轮1半圆的外表面均设有防滑耐磨层，例如可采用带有防滑花纹的橡胶制成。

所述半圆形行走轮1材质为碳纤维复合材料，有着坚硬轻巧的特点。

本实施例中，行走轮1有4个，左侧的第一行走轮和第二行走轮，右侧的第三行走轮和第四行走轮，第一行走轮和第三行走轮为一组，对称设置在底板7的两侧，第二行走轮和第四行走轮为一组，对称设置在底板7的两侧，第一行走轮和第三行走轮由一前进控制双轴电机4控制，第二行走轮和第四行走轮由另一前进控制双轴电机4控制。

对于每一个行走轮，其行走驱动机构还包括支架2、联轴器3与传动轴9等，支架2固定在底板7上，支架2内设有轴承，前进控制双轴电机4通过联轴器3与传动轴9的一端相连，传动轴9穿过支架2上的轴承，支架2具有固定传动轴9的作用，传动轴9另一端与行走轮1固定连接。从而将前进控制双轴电机4的动力传动到行走轮，带动行走轮的转动。

上述的传动轴9采用三角形结构，保证轴传递的旋转力，使机器可以360°旋转前进，两脚的最大旋转范围有视图上的重合而且错位不会进行碰撞。

本实施例中，控制器采用STM32单片机，可实现机器人自动动作或手动动作。为便于遥控，在机器人上设有无线通信模块，控制器通过无线通信模块与用户持有的遥控器连接。

本实施例中，在底板7中部设有通槽，换向轮6垂直设置在该通槽中。换向轮6下的底板7掏空防止轮子卡死。换向轮6是有3个突出部的圆形轮子，如图3所示，每个突出部之间沿周向间隔120°。换向轮6由换向轮驱动电机5驱动转动。由于机器人底板上安装电机等物体后，重心不与换向轮所在位置重合，在换向轮旋转时，机器人会以重心为定点进行偏转，实现机器人转向，进而调整行进方向。机器不行走时，换向轮6的两轮会微微把机器人撑高。

所述换向轮6材质优选采用碳纤维复合材料，该材料有着不易损坏，坚韧耐磨的特点，实际应用中也可以钢材等替代。

实施例2

本实施例除下述特征外其他结构同实施例1：

本实施例中，行走轮1也有4个，底板7每一侧分布两个，左侧的第五行走轮和第六行走轮，右侧的第七行走轮和第八行走轮，第五行走轮和第六行走轮之前、第七行走轮和第八行走轮之间均通过一传动机构传动，传动机构由前进控制双轴电机4同时驱动，如图4所示。

具体的，本实施例中的传动机构采用链式传动机构，包括主动齿轮11、从动齿轮12和传动链10，主动齿轮11轮轴与前进控制双轴电机4相连，主动齿轮11和从动齿轮12之间通过传动链10连接，同一侧的两个行走轮分别设置在主动齿轮11、从动齿轮12的外侧轮轴上。这样通过一个前进控制双轴电机4可以带动4个行走轮同时动作，可以完美进行前后同步旋转，实现不断跳跃式跨越障碍前进。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多用途丛林探索机器人，其特征在于，包括底板、分布在底板两侧的行走轮以及对行走轮动作进行控制的控制器；在底板中部设有通槽，换向轮垂直设置在该通槽中，换向轮伸出到底板下方，换向轮周向设有若干个突出部，控制器通过换向轮驱动电机驱动换向轮旋转。

2.根据权利要求1所述的多用途丛林探索机器人，其特征在于，所述换向轮为一圆形轮，该圆形轮周向每间隔120°设有一个突出部，转向时突出部伸出到底板下方。

3.根据权利要求1所述的多用途丛林探索机器人，其特征在于，所述行走轮有N组，每一组分置在底板两侧，每一组均分别由一前进控制双轴电机控制。

4.根据权利要求1所述的多用途丛林探索机器人，其特征在于，所述行走轮有4个，底板每一侧分布两个，在同一侧的两个行走轮之间通过传动机构传动，传动机构由前进控制双轴电机同时驱动。

5.根据权利要求4所述的多用途丛林探索机器人，其特征在于，所述传动机构包括主动齿轮、从动齿轮和传动链，主动齿轮轮轴与前进控制双轴电机相连，主动齿轮和从动齿轮之间通过传动链连接，同一侧的两个行走轮分别设置在主动齿轮、从动齿轮的外侧轮轴上。

6.根据权利要求3或4所述的多用途丛林探索机器人，其特征在于，所述前进控制双轴电机通过联轴器与传动轴的一端相连，所述行走轮固定在传动轴另一端上，传动轴截面为三角形。

7.根据权利要求6所述的多用途丛林探索机器人，其特征在于，所述传动轴与行走轮相连处架设有支架，支架内设有轴承。

8.根据权利要求7所述的多用途丛林探索机器人，其特征在于，所述行走轮外部包裹有防滑材料层；所述前进控制双轴电机采用直流涡杠减速电机。

9.根据权利要求1所述的多用途丛林探索机器人，其特征在于，所述底板底面设有减震层；所述行走轮为半圆形行走轮。

10.根据权利要求1所述的多用途丛林探索机器人，其特征在于，所述控制器通过无线通信模块与遥控器连接。

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