CN211567651U - 越台阶行走组件以及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种越台阶行走组件以及机器人，属于智能机器人技术领域。本实用新型提出一种越台阶行走组件，包括主支撑板，主支撑板用于安装于机器人本体；摆臂，摆臂的中部与主支撑板转动连接；以及两个轮毂电机，两个轮毂电机分别安装于摆臂的两端。该越台阶行走组件中，摆臂的两端分别安装有一个轮毂电机，通过摆臂的摆动，使两个轮毂电机之一抓地，以保证越台阶行走组件的行驶。本实用新型还提出一种机器人，应用了两个上述的越台阶行走组件为两个前驱动轮，不仅具有较可靠的越台阶效果，还能够便捷转向，适用于复杂爬阶地形。

Description

越台阶行走组件以及机器人

技术领域

本实用新型涉及智能机器人技术领域，具体而言，涉及一种越台阶行走组件以及机器人。

背景技术

当智能机器人行走于高低不平的复杂路况时，需要具有较好的越障功能，以顺利地行走于不平整的路面。

但是，当需要越过与地面垂直的较高的像台阶这样的障碍物时，大部分适用于不平整地形的越障机器人并不能顺利地翻越台阶。

实用新型内容

为此，本实用新型提出一种越台阶行走组件以及机器人，能够顺利地翻越台阶并便捷转向。

本实用新型第一实施例的越台阶行走组件，包括主支撑板，主支撑板用于安装于机器人本体；摆臂，摆臂的中部与主支撑板转动连接；以及两个轮毂电机，两个轮毂电机分别安装于摆臂的两端。

本实用新型第一实施例的越台阶行走组件中，摆臂的两端分别安装有一个轮毂电机，通过摆臂的摆动，使两个轮毂电机之一抓地以保证越台阶行走组件的行驶。在翻越台阶的过程中，当其中一个轮毂电机打滑时，可增加另一个轮毂电机的输出动力，来保障越台阶行走组件正常运行，该种布置形式使得越台阶行走组件具有较好的可靠性。

另外，根据本实用新型第一实施例的越台阶行走组件还具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一些实施例，摆臂包括水平段和从水平段的两端对称地斜向下延伸的安装段，水平段的中部与主支撑板转动连接，安装段的端部用于安装轮毂电机。该种布置形式构造简单，易于制造，且使两个轮毂电机能够对称地相对于主支撑板摆动。

根据本实用新型的一些实施例，水平段包括两个第一减重槽，两个第一减重槽对称布置于水平段的两端，每个第一减重槽沿水平段的长度方向延伸。第一减重槽能够减小水平段的重量，在保证水平段强度的同时，提高水平段的轻便性。

根据本实用新型的一些实施例，安装段包括第二减重槽，第二减重槽沿安装段的长度方向延伸，这不会影响安装段的强度，还能够减小安装段的重量。

根据本实用新型的一些实施例，安装段的远离水平段的一端的宽度小于其与水平段相连的一端的宽度。该种布置形式能够加强安装段与水平段的连接强度。

根据本实用新型的一些实施例，主支撑板包括第三减重槽，以降低主支撑板的重量，提高越台阶行走组件的轻便性。

根据本实用新型的一些实施例，越台阶行走组件还包括转轴，转轴的一端固定安装于主支撑板，另一端与摆臂转动连接。该种布置形式具有较好的可靠性，且易于更换维修。

根据本实用新型的一些实施例，转轴与摆臂通过轴承转动连接，以保证摆臂可靠地转动连接于转轴。

根据本实用新型的一些实施例，主支撑板呈倒置的梯形，并包括第一端和第二端，第一端的边长大于第二端的边长，第一端朝上布置并用于安装于机器人本体，第二端朝下布置并用于安装摆臂。倒置的梯形的主支撑板具有较小的外形，还降低了量产制造成本。

本实用新型第二实施例的机器人，包括机器人本体和两个上述的越台阶行走组件，两个越台阶行走组件安装于机器人本体的底端，并分别作为机器人本体的左前轮和右前轮。

本实用新型第二实施例的机器人应用了两个第一实施例中的越台阶行走组件作为两个前驱动轮，从而使得该机器人具有较可靠的越台阶效果，还能够便捷转向，适用于复杂爬阶地形。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的越台阶行走组件的一种视角的结构示意图；

图2为图1中的A-A剖面示意图；

图3为本实用新型第一实施例提供的越台阶行走组件的另一种视角的结构示意图。

图标：100-越台阶行走组件；10-主支撑板；11-第一端；12-第二端； 13-第二安装孔；14-第三减重槽；15-安装部；20-摆臂；21-水平段；211- 第三端；212-第四端；213-第一安装孔；214-第一减重槽；22-第一安装段； 221-第五端；222-第六端；223-第二减重槽；23-第二安装段；30-轮毂电机；31-第一轮毂电机；311-轮毂电机本体；312-支撑轴；32-第二轮毂电机；40-转轴；41-第七端；42-第八端；43-第一端盖；44-紧固螺钉；50- 轴承；60-垫圈。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实用新型第一实施例的越台阶行走组件100，包括主支撑板 10、摆臂20和两个轮毂电机30，两个轮毂电机30分别为第一轮毂电机31 和第二轮毂电机32。主支撑板10用于安装于机器人本体，摆臂20的中部与主支撑板10转动连接。两个轮毂电机30分别安装于摆臂20的两端。

将两个本实用新型第一实施例中的越台阶行走组件100通过主支撑板10安装于机器人本体，当机器人需要越台阶时，两个轮毂电机30可同向驱动，以前行越障。由于位于摆臂20两端的两个轮毂电机30均为驱动轮，每个轮毂电机30的转速可自行增加或减小，相对于摆臂20两端所安装的行走轮均为自由轮或者同步轮的布置形式，本实用新型第一实施例中的越台阶行走组件100具有较好的爬阶性能，将其应用于机器人，能够使机器人具有可靠的越台阶性能。

下述本实用新型第一实施例的越台阶行走组件100的各部件的结构与相互传动关系。

主支撑板10用于安装于机器人本体，并转动支撑摆臂20。

请参照图1和图3，在本实用新型的一些实施例中，主支撑板10呈倒置的梯形，主支撑板10包括靠上布置的第一端11和靠下布置的第二端12，第一端11的边长大于第二端12的边长。其中，第一端11包括安装部15，主支撑板10通过安装部15安装于机器人本体，第二端12设有沿其厚度方向延伸的第二安装孔13，第二安装孔13用于与转轴40配合，以转动支撑摆臂20的中部。容易理解的，当第一端11的边长大于第二端12的边长时，第一端11能够与机器人本体牢固安装，第二端12能够与摆臂20转动连接。相对于将主支撑板10布置为长板形，倒置的梯形的主支撑板10具有较小的外形，还降低了量产制造成本。

作为一种示例形式，安装部15包括多个安装孔，多个安装孔和与其对应的螺纹件螺纹配合，以将主支撑板10紧固安装于机器人本体。

可选地，主支撑板10包括第三减重槽14。第三减重槽14沿主支撑板 10的厚度贯穿主支撑板10。容易理解的，第三减重槽14能够降低主支撑板10的重量，提高越台阶行走组件100的轻便性。

请参照图2，摆臂20的中部与主支撑板10的第二端12转动连接，摆臂20沿其延伸方向对称布置，摆臂20的两端分别安装有一个轮毂电机30。

在本实用新型的一些实施例中，摆臂20包括水平段21和两个安装段。

其中，当越台阶行走组件100行走于平地时，水平段21大致水平延伸，并包括第三端211和第四端212。两个安装段分别为第一安装段22和第二安装段23，第一安装段22和第二安装段23从水平段21的两端对称地斜向下延伸，第一安装段22与水平段21的第三端211相连，第二安装段23与水平段21的第四端212相连。

水平段21在其长度方向上的中部与主支撑板10的第二端12转动连接。

请参照图2，水平段21在其长度方向上的中部开设有第一安装孔213，第一安装孔213与主支撑板10上的第二安装孔13对应。

第一安装段22和第二安装段23对称地布置于水平段21的第三端211 和第四端212，以第一安装段22为例，第一安装段22沿其长度方向包括第五端221和第六端222，第五端221与水平段21的第三端211相连，第六端222安装有第一轮毂电机31。

可选地，第一安装段22的第六端222的宽度小于第五端221的宽度，该种布置形式能够加强第一安装段22与水平段21的连接强度。

为了减少整个摆臂20的重量，水平段21和两个安装段上均设有减重槽。

请参照图1，水平段21包括两个第一减重槽214，两个第一减重槽214 在水平段21的长度方向上对称地布置于水平段21的两端，其中一个第一减重槽214靠近第三端211，另一个第一减重槽214靠近第四端212，每个第一减重槽214均沿着水平段21的长度方向延伸。

在其他实施例中，第一减重槽214也可以为其他形状，并具有不同的数量，以均衡、对称地减轻水平段21的重量，使水平段21的重心位置不变。

请参照图1，第一安装段22包括第二减重槽223，第二减重槽223沿着第一安装段22的长度方向延伸，以均衡地减重。

进一步地，第二减重槽223在第一安装段22的宽度方向上居中布置，且第二减重槽223的宽度小于第一安装段22的宽度的1/3,以确保第一安装段22的强度。

相应的，第二安装段23的一端与水平段21的第四端212相连，另一端安装有第二轮毂电机32，且第二安装段23也布置有一个第二减重槽，在此不进一步赘述。

请参照图2，越台阶行走组件100还包括转轴40，主支撑板10和摆臂 20通过转轴40转动连接。转轴40包括第七端41和第八端42。当转轴40 依次穿过第二安装孔13和第一安装孔213时，第七端41靠近主支撑板10，第八端42靠近摆臂20。转轴40的第七端41与主支撑板10固定相连，第八端42与摆臂20转动连接。

请参照图2，作为一种示例形式，越台阶行走组件100还包括第一端盖 43和第二端盖(图中没有示出)，第一端盖43通过紧固螺钉44安装于转轴 40的第七端41，第二端盖可拆卸地安装于摆臂20的水平段21，并转动支撑转轴40的第八端42。

进一步地，转轴40上还安装有垫圈60，垫圈60布置于摆臂20与主支撑板10之间，以减小摆臂20的水平段21与主支撑板10之间在转轴40的轴向上的间隙。

可选地，摆臂20的水平段21与转轴40的第八端42通过轴承50转动连接。

优选地，轴承50的数量为两个，以更均衡地转动支撑于转轴40与摆臂20的水平段21之间。

在本实用新型的一些实施例中，第一轮毂电机31和第二轮毂电机32的规格相同。

请参照图2，以第一轮毂电机31为例，第一轮毂电机31包括轮毂电机本体311和支撑轴312，第一安装段22的第六端222与支撑轴312固定连接。容易理解的，当轮毂电机本体311作为驱动轮转动时，能够带动摆臂20以转轴40轴线为中心摆动，实现越台阶。

请参照图1，以越台阶行走组件100向第一方向翻越台阶为例，将越台阶行走组件100的第一轮毂电机31所处的一侧定义为前侧，第二轮毂电机 32所处的一侧定义为后侧。下述本实用新型第一实施例的越台阶行走组件100 的翻越台阶的实现过程。

越台阶行走组件100朝前行进，第一轮毂电机31在第一方向上与台阶的侧壁抵接；

第二轮毂电机32抓地并转动，驱动摆臂20朝前摆动，使第一轮毂电机31竖向沿着台阶的侧壁向上行驶，直至第一轮毂电机31行驶至台阶之上的阶面；

第一轮毂电机31抓地并转动，带动整个越台阶行走组件100继续朝前行进，并驱动摆臂20朝后摆动，将第二轮毂电机32拖带至台阶之上的阶面，实现翻越一个台阶。

本实用新型第一实施例的越台阶行走组件100，摆臂20的两端分别安装有一个轮毂电机30。在翻越台阶的过程中，当其中一个轮毂电机30打滑时，可增加另一个轮毂电机30的输出动力，来保障越台阶行走组件100正常运行。该种布置形式使得越台阶行走组件100具有较好的可靠性。

本实用新型第二实施例的机器人，包括机器人本体和两个第一实施例中的越台阶行走组件100，两个越台阶行走组件100均通过主支撑板10的安装部15安装于机器人本体的底端，两个越台阶行走组件100对称布置于机器人本体的左右两侧，其中一个越台阶行走组件100作为机器人本体的左前轮，另一个越台阶行走组件100作为右前轮。

本实用新型第二实施例的机器人应用了两个第一实施例中的越台阶行走组件100作为两个前驱动轮，从而使得该机器人具有较可靠的越台阶效果。

进一步地，在外部控制装置的控制下，第二实施例的机器人的左前轮和右前轮可实现差速转向，该种布置形式使机器人能够翻越旋转式台阶。相对于现有的通过转向机构转向的布置形式，第二实施例的机器人不仅能够可靠翻越台阶，还能够便捷转向，适用于复杂爬阶地形。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种越台阶行走组件，其特征在于，包括：

主支撑板，所述主支撑板用于安装于机器人本体；

摆臂，所述摆臂的中部与所述主支撑板转动连接；

两个轮毂电机，所述两个轮毂电机分别安装于所述摆臂的两端。

2.根据权利要求1所述的越台阶行走组件，其特征在于，所述摆臂包括水平段和从所述水平段的两端对称地斜向下延伸的安装段，所述水平段的中部与所述主支撑板转动连接，所述安装段的端部用于安装轮毂电机。

3.根据权利要求2所述的越台阶行走组件，其特征在于，所述水平段包括两个第一减重槽，所述两个第一减重槽对称布置于所述水平段的两端，每个第一减重槽沿所述水平段的长度方向延伸。

4.根据权利要求2所述的越台阶行走组件，其特征在于，所述安装段包括第二减重槽，所述第二减重槽沿所述安装段的长度方向延伸。

5.根据权利要求2所述的越台阶行走组件，其特征在于，所述安装段的远离所述水平段的一端的宽度小于其与所述水平段相连的一端的宽度。

6.根据权利要求1所述的越台阶行走组件，其特征在于，所述主支撑板包括第三减重槽。

7.根据权利要求1所述的越台阶行走组件，其特征在于，所述越台阶行走组件还包括转轴，所述转轴的一端固定安装于所述主支撑板，另一端与所述摆臂转动连接。

8.根据权利要求7所述的越台阶行走组件，其特征在于，所述转轴与所述摆臂通过轴承转动连接。

9.根据权利要求1所述的越台阶行走组件，其特征在于，所述主支撑板呈倒置的梯形，并包括第一端和第二端，第一端的边长大于第二端的边长，所述第一端朝上布置并用于安装于机器人本体，所述第二端朝下布置并用于安装所述摆臂。

10.一种机器人，其特征在于，包括机器人本体和两个如权利要求1-9任一项所述的越台阶行走组件，所述两个越台阶行走组件安装于所述机器人本体的底端，并分别作为所述机器人本体的左前轮和右前轮。

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