CN211391496U - 一种全地形机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全地形机器人，包括机箱、摆动单元、大臂动力单元、小臂动力单元和方向动力单元；机箱所述机箱为简单的箱体式结构，所述机箱的左右侧面分别设有两个通孔；摆动单元：所述摆动单元包含固定块一、转轴一、蜗轮、蜗杆、电机一和固定板一，所述固定板一的底面固定在机箱的底面，所述电机一固定在固定板一的侧面，所述电机一的输出轴固定连接有蜗杆，所述蜗杆的螺旋与蜗轮的齿啮合，所述蜗轮的侧面与转轴一的一端固定连接，本全地形机器人，不但稳定性好，转向灵活，而且有较强的跨越复杂地形的能力。

Description

一种全地形机器人

技术领域

本实用新型涉及全地形机器人技术领域，具体为一种全地形机器人。

背景技术

我国的机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；

目前，机器人底盘通常采用履带式或轮式，其中采用履带式机械对复杂路面具有强大的通过能力，但其对平坦路面则无法快速通过，而轮式机械虽然能够快速通过平坦路面，但对较复杂路面，例如，草丛，碎石路，沼泽等路面只能望而却步；

因此，使机器人凭借自身力量跨越一些沟壑甚至攀爬或跨下悬崖，是机器人领域中需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种全地形机器人，不但稳定性好，转向灵活，而且有较强的跨越复杂地形的能力，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种全地形机器人，包括机箱、摆动单元、大臂动力单元、小臂动力单元和方向动力单元；

机箱：所述机箱为简单的箱体式结构，所述机箱的左右侧面分别设有两个通孔；

摆动单元：所述摆动单元包含固定块一、转轴一、蜗轮、蜗杆、电机一和固定板一，所述固定板一的底面固定在机箱的底面，所述电机一固定在固定板一的侧面，所述电机一的输出轴固定连接有蜗杆，所述蜗杆的螺旋与蜗轮的齿啮合，所述蜗轮的侧面与转轴一的一端固定连接，所述转轴一的侧面与机箱侧面的通孔内部侧面转动连接，所述转轴一的另一端侧面固定有固定块一；

大臂动力单元：所述大臂动力单元包含电机二、直齿二、内圆柱齿轮、转轴二、大臂和大臂舱，所述大臂舱设在固定块一的侧面的固定块底部，所述大臂固定在转轴二的一端，所述转轴二的侧面与大臂舱内部侧面的通孔转动连接，所述转轴二的另一端固定连接有内圆柱齿轮，所述内圆柱齿轮的内部侧面的齿与直齿二侧面的齿啮合，所述直齿二的前端与电机二的输出轴固定连接所述电机二固定在大臂舱的侧面；

小臂动力单元：所述小臂动力单元包含小臂、转轴三、端部齿、直齿三、电机三和小臂舱，所述小臂舱设在大臂的右端侧面，所述小臂的侧面与转轴三的一端固定连接，所述转轴三的另一端与端部齿的侧面固定连接，所述端部齿的侧面的齿与直齿三的侧面的齿啮合，所述直齿三的一端与电机三的输出轴固定连接，所述电机三固定在小臂舱的侧面，所述小臂的底端设有方向动力单元；

其中：还包括控制器和电池，所述电池固定在机箱的内部中间，所述控制器的前后侧面分别固定在两块固定板一的侧面，所述电机一、电机二和电机三的输入端与控制器的输出端电连接，所述控制器的输入端与电池的输出端电连接。

进一步的，所述方向动力单元包含电机四、转轴四、固定块二、电机五、轮胎、方向动力舱和轮胎动力箱，所述方向动力舱设在小臂的侧面底端，所述转轴四的侧面与方向动力舱的侧面的通孔内侧转动连接，所述转轴四的顶端与电机四的输出轴固定连接，所述电机四固定在方向动力舱的顶面，所述转轴四的另一端与轮胎动力箱的顶面固定连接，所述轮胎动力箱的内部侧面的通孔侧面与固定在轮胎侧面的转动轴侧面转动连接，所述转动轴的侧面与电机五的输出轴固定连接，所述电机五固定在轮胎动力箱的侧面，所述电机四和电机五的输入端与控制器的输出端电连接，电机四带动转轴四转动，使得轮胎动力箱转动，进而任意调节方向，电机五通过转动轴带动轮胎转动，动力强劲无损耗。

进一步的，还包括顶盖，所述顶盖的底面通过内六角螺钉固定在机箱的顶面，所述顶盖的顶面设有散热孔，顶盖可以起防尘作用，放置异物掉进机箱内部。

进一步的，还包括安装座，所述安装座固定在顶盖的顶面中间，安装座可以用来安装摄像头等外置设备。

进一步的，还包括转动轴、底舱门和内六角螺钉，所述底舱门的一端通过转动轴与机箱底面的维修口一侧活动连接，所述底舱门的另一端通过内六角螺钉固定在机箱的底面，底舱门主要方便更换电池方便维修。

进一步的，所述摆动单元、大臂动力单元、小臂动力单元和方向动力单元分别设有四个，且通过转轴一与机箱侧面的四个通孔转动连接，四条机械臂相互配合运动，使得机器人有较强的跨越复杂地形的能力。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本全地形机器人，具有以下好处：

1、本全地形机器人，通过提供的小臂和固定块一的配合，可以将小臂收起，使得机器人的重心降低，在较为平坦的道路上行驶时，机器人会更加稳定性；

2、本全地形机器人，通过提供的摆动单元、大臂动力单元、小臂动力单元的配合，可以使机器人跨越一些沟壑甚至攀爬或跨下悬崖，大大提升了机器人通过障碍物的能力，提供的转向动力单元，可以使机器人向任意方向转向，提高了机器人的灵活性；

3、本全地形机器人，不但稳定性好，转向灵活，而且有较强的跨越复杂地形的能力。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型摆动单元和小臂动力单元结构示意图；

图3为本实用新型底部结构示意图。

图中：1机箱、2控制器、3摆动单元、31固定块一、32转轴一、33蜗轮、34蜗杆、35电机一、36固定板一、4大臂动力单元、41电机二、42直齿二、43内圆柱齿轮、44转轴二、45大臂、46大臂舱、5小臂动力单元、51 小臂、52转轴三、53端部齿、54直齿三、55电机三、56小臂舱、6方向动力单元、61电机四、62转轴四、63固定块二、64电机五、65轮胎、66方向动力舱、67轮胎动力箱、7顶盖、8安装座、9电池、10转动轴、11底舱门、 12内六角螺钉。

具体实施方式

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1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种全地形机器人，包括机箱1、摆动单元3、大臂动力单元4、小臂动力单元5和方向动力单元6；

机箱1：机箱1为简单的箱体式结构，机箱1的左右侧面分别设有两个通孔，还包括顶盖7，顶盖7的底面通过内六角螺钉固定在机箱1的顶面，顶盖 7的顶面设有散热孔，顶盖7可以起防尘作用，放置异物掉进机箱1内部，还包括安装座8，安装座8固定在顶盖7的顶面中间，安装座8可以用来安装摄像头等外置设备，还包括转动轴10、底舱门11和内六角螺钉12，底舱门11 的一端通过转动轴10与机箱1底面的维修口一侧活动连接，底舱门11的另一端通过内六角螺钉12固定在机箱1的底面，底舱门11主要方便更换电池方便维修；

摆动单元3：摆动单元3包含固定块一31、转轴一32、蜗轮33、蜗杆34、电机一35和固定板一36，固定板一36的底面固定在机箱1的底面，电机一 35固定在固定板一36的侧面，电机一35的输出轴固定连接有蜗杆34，蜗杆 34的螺旋与蜗轮33的齿啮合，蜗轮33的侧面与转轴一32的一端固定连接，转轴一32的侧面与机箱1侧面的通孔内部侧面转动连接，转轴一32的另一端侧面固定有固定块一31；

大臂动力单元4：大臂动力单元4包含电机二41、直齿二42、内圆柱齿轮43、转轴二44、大臂45和大臂舱46，大臂舱46设在固定块一31的侧面的固定块底部，大臂45固定在转轴二44的一端，转轴二44的侧面与大臂舱 46内部侧面的通孔转动连接，转轴二44的另一端固定连接有内圆柱齿轮43，内圆柱齿轮43的内部侧面的齿与直齿二42侧面的齿啮合，直齿二42的前端与电机二41的输出轴固定连接，电机二41固定在大臂舱46的侧面；

小臂动力单元5：小臂动力单元5包含小臂51、转轴三52、端部齿53、直齿三54、电机三55和小臂舱56，小臂舱56设在大臂45的右端侧面，小臂51的侧面与转轴三52的一端固定连接，转轴三52的另一端与端部齿53 的侧面固定连接，端部齿53的侧面的齿与直齿三54的侧面的齿啮合，直齿三54的一端与电机三55的输出轴固定连接，电机三55固定在小臂舱56的侧面，小臂51的底端设有方向动力单元6，方向动力单元6包含电机四61、转轴四62、固定块二63、电机五64、轮胎65、方向动力舱66和轮胎动力箱 67，方向动力舱66设在小臂51的侧面底端，转轴四62的侧面与方向动力舱 66的侧面的通孔内侧转动连接，转轴四62的顶端与电机四61的输出轴固定连接，电机四61固定在方向动力舱66的顶面，转轴四62的另一端与轮胎动力箱67的顶面固定连接，轮胎动力箱67的内部侧面的通孔侧面与固定在轮胎65侧面的转动轴侧面转动连接，转动轴的侧面与电机五64的输出轴固定连接，电机五64固定在轮胎动力箱67的侧面，电机四61和电机五64的输入端与控制器2的输出端电连接，电机四61带动转轴四转动，使得轮胎动力箱67转动，进而任意调节方向，电机五64通过转动轴带动轮胎65转动，动力强劲无损耗，摆动单元3、大臂动力单元4、小臂动力单元5和方向动力单元6分别设有四个，且通过转轴一32与机箱1侧面的四个通孔转动连接，四条机械臂相互配合运动，使得机器人有较强的跨越复杂地形的能力；

其中：还包括控制器2和电池9，电池9固定在机箱1的内部中间，控制器2的前后侧面分别固定在两块固定板一36的侧面，电机一35、电机二41 和电机三55的输入端与控制器2的输出端电连接，控制器2的输入端与电池 9的输出端电连接。

在使用时：首先摆动单元3的运动：摆动单元3包含固定块一31、转轴一32、蜗轮33、蜗杆34、电机一35和固定板一36，固定板一36的底面固定在机箱1的底面，电机一35固定在固定板一36的侧面，电机一35的输出轴固定连接有蜗杆34，蜗杆34的螺旋与蜗轮33的齿啮合，蜗轮33的侧面与转轴一32的一端固定连接，转轴一32的侧面与机箱1侧面的通孔内部侧面转动连接，转轴一32的另一端侧面固定有固定块一31，摆动单元可以使固定块一31和后面的大臂动力单元4、小臂动力单元5、在机箱1的侧面三百六十度环绕，大臂动力单元4的运动，大臂动力单元4包含电机二41、直齿二 42、内圆柱齿轮43、转轴二44、大臂45和大臂舱46，大臂舱46设在固定块一31的侧面的固定块底部，大臂45固定在转轴二44的一端，转轴二44的侧面与大臂舱46内部侧面的通孔转动连接，转轴二44的另一端固定连接有内圆柱齿轮43，内圆柱齿轮43的内部侧面的齿与直齿二42侧面的齿啮合，直齿二42的前端与电机二41的输出轴固定连接电机二41固定在大臂舱46 的侧面，大臂45可以在固定块一31的侧面一百八十度转动，使得小臂51转动更加灵活，小臂动力单元5的运动，小臂动力单元5包含小臂51、转轴三 52、端部齿53、直齿三54、电机三55和小臂舱56，小臂舱56设在大臂45 的右端侧面，小臂51的侧面与转轴三52的一端固定连接，转轴三52的另一端与端部齿53的侧面固定连接，端部齿53的侧面的齿与直齿三54的侧面的齿啮合，直齿三54的一端与电机三55的输出轴固定连接，电机三55固定在小臂舱56的侧面，小臂51的底端设有方向动力单元6，方向动力单元6包含电机四61、转轴四62、固定块二63、电机五64、轮胎65、方向动力舱66和轮胎动力箱67，方向动力舱66设在小臂51的侧面底端，转轴四62的侧面与方向动力舱66的侧面的通孔内侧转动连接，转轴四62的顶端与电机四61的输出轴固定连接，电机四61固定在方向动力舱66的顶面，转轴四62的另一端与轮胎动力箱67的顶面固定连接，轮胎动力箱67的内部侧面的通孔侧面与固定在轮胎65侧面的转动轴侧面转动连接，转动轴的侧面与电机五64的输出轴固定连接，电机五64固定在轮胎动力箱67的侧面，电机四61和电机五64的输入端与控制器2的输出端电连接，电机四61带动转轴四转动，使得轮胎动力箱67转动，进而任意调节方向，电机五64通过转动轴带动轮胎 65转动，动力强劲无损耗。

值得注意的是，本实施例中所公开的电机一35、电机二41、电机三55、电机四61和电机五64优先选用广州市鑫德马克电机有限公司的DMK系列直流伺服电机，控制器2采用集红外线接收、放大、整形与一体的集成电路 TL0038，译码器采用8051F330D单片机，11.0592MHz晶体振荡器，控制器2 控制电机一35、电机二41、电机三55、电机四61和电机五64工作采用现有技术中常用的方法。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种全地形机器人，其特征在于：包括机箱(1)、摆动单元(3)、大臂动力单元(4)、小臂动力单元(5)和方向动力单元(6)；

机箱(1)：所述机箱(1)为简单的箱体式结构，所述机箱(1)的左右侧面分别设有两个通孔；

摆动单元(3)：所述摆动单元(3)包含固定块一(31)、转轴一(32)、蜗轮(33)、蜗杆(34)、电机一(35)和固定板一(36)，所述固定板一(36)的底面固定在机箱(1)的底面，所述电机一(35)固定在固定板一(36)的侧面，所述电机一(35)的输出轴固定连接有蜗杆(34)，所述蜗杆(34)的螺旋与蜗轮(33)的齿啮合，所述蜗轮(33)的侧面与转轴一(32)的一端固定连接，所述转轴一(32)的侧面与机箱(1)侧面的通孔内部侧面转动连接，所述转轴一(32)的另一端侧面固定有固定块一(31)；

大臂动力单元(4)：所述大臂动力单元(4)包含电机二(41)、直齿二(42)、内圆柱齿轮(43)、转轴二(44)、大臂(45)和大臂舱(46)，所述大臂舱(46)设在固定块一(31)的侧面的固定块底部，所述大臂(45)固定在转轴二(44)的一端，所述转轴二(44)的侧面与大臂舱(46)内部侧面的通孔转动连接，所述转轴二(44)的另一端固定连接有内圆柱齿轮(43)，所述内圆柱齿轮(43)的内部侧面的齿与直齿二(42)侧面的齿啮合，所述直齿二(42)的前端与电机二(41)的输出轴固定连接所述电机二(41)固定在大臂舱(46)的侧面；

小臂动力单元(5)：所述小臂动力单元(5)包含小臂(51)、转轴三(52)、端部齿(53)、直齿三(54)、电机三(55)和小臂舱(56)，所述小臂舱(56)设在大臂(45)的右端侧面，所述小臂(51)的侧面与转轴三(52)的一端固定连接，所述转轴三(52)的另一端与端部齿(53)的侧面固定连接，所述端部齿(53)的侧面的齿与直齿三(54)的侧面的齿啮合，所述直齿三(54)的一端与电机三(55)的输出轴固定连接，所述电机三(55)固定在小臂舱(56)的侧面，所述小臂(51)的底端设有方向动力单元(6)；

其中：还包括控制器(2)和电池(9)，所述电池(9)固定在机箱(1)的内部中间，所述控制器(2)的前后侧面分别固定在两块固定板一(36)的侧面，所述电机一(35)、电机二(41)和电机三(55)的输入端与控制器(2)的输出端电连接，所述控制器(2)的输入端与电池(9)的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种全地形机器人，其特征在于：所述方向动力单元(6)包含电机四(61)、转轴四(62)、固定块二(63)、电机五(64)、轮胎(65)、方向动力舱(66)和轮胎动力箱(67)，所述方向动力舱(66)设在小臂(51)的侧面底端，所述转轴四(62)的侧面与方向动力舱(66)的侧面的通孔内侧转动连接，所述转轴四(62)的顶端与电机四(61)的输出轴固定连接，所述电机四(61)固定在方向动力舱(66)的顶面，所述转轴四(62)的另一端与轮胎动力箱(67)的顶面固定连接，所述轮胎动力箱(67)的内部侧面的通孔侧面与固定在轮胎(65)侧面的转动轴侧面转动连接，所述转动轴的侧面与电机五(64)的输出轴固定连接，所述电机五(64)固定在轮胎动力箱(67)的侧面，所述电机四(61)和电机五(64)的输入端与控制器(2)的输出端电连接。

3.根据权利要求1所述的一种全地形机器人，其特征在于：还包括顶盖(7)，所述顶盖(7)的底面通过内六角螺钉固定在机箱(1)的顶面，所述顶盖(7)的顶面设有散热孔。

4.根据权利要求3所述的一种全地形机器人，其特征在于：还包括安装座(8)，所述安装座(8)固定在顶盖(7)的顶面中间。

5.根据权利要求1所述的一种全地形机器人，其特征在于：还包括转动轴(10)、底舱门(11)和内六角螺钉(12)，所述底舱门(11)的一端通过转动轴(10)与机箱(1)底面的维修口一侧活动连接，所述底舱门(11)的另一端通过内六角螺钉(12)固定在机箱(1)的底面。

6.根据权利要求1所述的一种全地形机器人，其特征在于：所述摆动单元(3)、大臂动力单元(4)、小臂动力单元(5)和方向动力单元(6)分别设有四个，且通过转轴一(32)与机箱(1)侧面的四个通孔转动连接。

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