CN211995915U - 一种六轮机器人行走装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种六轮机器人行走装置，包括车体和分别设置于车体两侧的各3个轮组；各侧的3个轮组的3个车轮中包括两个小轮，和设置在两个小轮之间的大轮，各车轮的轴心设置于与车体平面平行的同一平面上。本实用新型的六轮机器人行走装置可减少电机功耗，延长续航性能，且可减少轮子损耗。

Description

一种六轮机器人行走装置

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种六轮机器人行走装置。

背景技术

目前，常见的轮式机器人有两轮、四轮和六轮形式。相比于四轮机器人，在崎岖不平的路面上行驶，六轮机器人行驶的更加平稳，行驶性能更强。六轮机器人所有的轮子均采用了同一种大小规格的轮子。在机器人正常形式的过程中，六个轮子均与地面接触具有摩擦力，机器人采用差速转向的方式，在转向过程中两侧的轮子均与地面产生摩擦力，大量消耗电机功率，使电池能量消耗过快，大大缩短了机器人的续航能力。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可减少电机功耗，延长续航性能，且可减少轮子损耗的六轮机器人行走装置。

本实用新型提供的一种六轮机器人行走装置，包括车体和分别设置于所述车体两侧的各3个轮组；各侧的3个所述轮组的3个车轮中包括两个小轮，和设置在两个所述小轮之间的大轮，各所述车轮的轴心设置于与车体平面平行的同一平面上。

优选的，所述车体具有上表面和下表面，各所述轮组的车轮的上下接地点分别突出于所述车体的上下表面。

优选的，各侧的所述轮组分别设置有一个驱动机构，同侧的所述轮组间的各车轮通过皮带传动连接，所述车体两侧的所述驱动机构分别与位于一侧的3个所述轮组中的前侧轮组和位于另一侧的3个所述轮组中的后侧轮组的车轮轴连接，驱动相应的两个所述小轮。

优选的，在所述车体内设置有用于安装电控组件的安装架，所述安装架上固定安装有电控板，所述安装架上位于所述电控板的一侧固定安装有电池模组，所述电池模组与所述电控板电连接。

优选的，所述车体上沿行驶方向的两端均设置有两组距离传感器组件，所述车体上沿行驶方向的一端设置有气体传感器组件，所述距离传感器组件与所述气体传感器组件均与所述电控组件电连接。

相对于现有技术而言，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的六轮机器人行走装置，为了避免机器人转向过程中摩擦力过大的情况，采用两种规格的轮子，中间大轮，前后小轮。在正常行驶的状态，使得只有四个轮子与地面接触，减小了机器人转向过程中轮子与地面的摩擦力，减小了电机功耗，节约电池电量，提高了机器人的续航能力；

机器人转向时轮组与地面摩擦会使轮子磨损严重，使用四轮着地，可以减少轮子的损耗，延长轮组的使用寿命。

应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本实用新型的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例提供的一种六轮机器人行走装置的结构示意图；

图2为六轮机器人行走装置的侧视结构示意图；

图3为车体内部的结构示意图；

图4为驱动机构的结构示意图；

图5为电控组件的结构示意图。

图中标号：1、车体；2、轮组；3、驱动机构；4、电控组件；5、距离传感器组件；6、气体传感器组件；

21、小轮；22、大轮；

31、驱动电机；32、弹性联轴器；33、带轮；34、皮带；

41、安装架；42、电控板；43、电池模组。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请参考图1～图3，本实用新型的实施例提供了一种六轮机器人行走装置，包括车体1和分别设置于车体1两侧的各3个轮组2；各侧的3个轮组2的3个车轮中包括两个小轮21，和设置在两个小轮21 之间的大轮22，各车轮的轴心设置于与车体1平面平行的同一平面上。

在本实施例中，轮组2包括车轮和中心设有车轮轴承的支撑组件，在车轮的轴心上设置有与车轮轴承套接的车轮轴。

该六轮机器人行走装置采用中间大轮22，两边小轮21的布置方式，使机器人在正常行驶时，只有四个轮子与地面接触，减小了机器人转向过程中轮子与地面的摩擦力，减少了电机损耗。机器人在使用过程中，转向频繁，因此该设计可有效的延长机器人的续航时间。

相比于四轮机器人而言，六轮机器人的地形适应性更强，面对复杂的地形环境，六轮机器人行走的更加平稳，并且可以通过许多四轮机器人无法通过的地形。

针对本实用新型行走装置的功耗，实用新型人选取了一个篮球场作为试验场地，进行了测试。取两个相同型号的机器人，一个使用全部的小轮21编号为一号，另一个使用本实用新型中的轮组2编号为二号。通过程序设定，使两个机器人在试验场地内行驶。随机每间隔3-6s 机器人转向一次，每次随机转向30-90度，监测机器人电池的电量，记录机器人电量降低至60％的时间，每个机器人测试3次。

一号机器人的3次记录为：54.7min、55.6min和52.2min，平均耗时54.17min；二号机器人的3次记录为：68.6min、67.4min和60.3min，平均耗时65.43min。记录的试验数据表明，采用本实用新型中的轮组 2的机器人续航时间提高了20.8％，有效的延长了机器人的续航时间。

在一优选实施例中，如图2所示，车体1具有上表面和下表面，各轮组2的车轮的上下接地点分别突出于车体1的上下表面。

在本实施例中，火灾现场环境复杂，机器人抛投着地后，很难控制其哪面朝上，车轮的顶面与底面凸出车体1的设置，使得无论车体 1哪面朝上，机器人均可正常驱动。为增强机器人跨越障碍的性能，轮组2的前端与后端均可凸出车体1设置，在遇到障碍物时，使车轮首先与障碍物接触，并跨过障碍物。提高了机器人的行驶性能。

在一优选实施例中，各侧的轮组2分别设置有一个驱动机构3，同侧的轮组2间的各车轮通过皮带34传动连接，车体1两侧的驱动机构3分别与位于一侧的轮组2中的前侧轮组2和位于另一侧的轮组2 中的后侧轮组2的车轮轴连接，驱动相应的两个小轮21。

本实施例中，车体1两侧的驱动机构3分别与位于一侧的3个轮组2中的前侧轮组2和位于另一侧的3个轮组2中的后侧轮组2的车轮轴连接，可解决车体1两侧方向上的平衡，因驱动机构3带来的重量分布不均的问题外，还可以进一步平衡车体1前后方向上的重量分配不均的问题。

大轮22与两个相邻的小轮21之间通过皮带34传动连接，实现了机器人的全轮驱动，提高了机器人轮组2的抓地力，使机器人在复杂的地形环境具有优越的行驶性能。

驱动机构3包括驱动电机31，驱动电机31的输出轴通过弹性联轴器32与车轮轴传动连接，车轮轴上均固定套接有带轮33，相邻的带轮33之间通过皮带34传动连接。

弹性联轴器32通常由金属圆棒线切割而成，常用的材质有铝合金、不锈钢、工程塑料。弹性联轴器32运用平行或螺旋切槽系统来适应各种偏差和精确传递扭矩。一体成型的设计，使弹性联轴器32实现了零间隙地传递扭矩和无须维护的优势。

在本实施方式中，一方面由于实质上对六个车轮进行全轮驱动，另一方面在大轮22的前后分别设置小轮21，使得中部大轮22能够保持处于着地状态，而前后两侧的小轮21则会根据车体行进状态发生前侧翘起后侧接地，或者后侧翘起前侧接地的情况，从而使得车体始终处于前后轻微摆动状态有利于机器人车体在复杂地面情况下越过障碍，大大提高通过性能。另外，由于中部大轮22能够相对更稳定地保持接地状态，在进行转向操作时，只需调整车体1两侧的轮速差即可轻巧的完成转向动作，不会因多轮同时接地造成多余的转向阻力。这也使转向控制的精度大大提高，在复杂场景，如火灾现场做勘察工作时，远程操作人员能够及时准确地对机器人车体的行进路线进行控制，提高勘察的效率、可靠性和及时性。

在一优选实施例中，车体1内设置有用于控制机器人行驶及其他相关动作的电控组件4。在车体1内设置有用于安装电控组件4的安装架41，安装架41上固定安装有电控板42，安装架41上位于电控板 42的一侧固定安装有电池模组43用于给机器人提供动力，电池模组 43与电控板42电连接。

在本实施例中，通过电控板42连接机器人的各个部件，实现对机器人的控制。电控板42是电脑控制器的核心元件，通常由硬件和软件组成，用于设备和系统的自动化控制。

在一优选实施例中，如图1所示，车体1上沿行驶方向的两端均设置有两组距离传感器组件5，车体1上沿行驶方向的一端设置有气体传感器组件6，距离传感器组件5与气体传感器组件6均与电控组件4电连接。

在本实施例中，车体1的行驶方向是指机器人向前或向后直线行驶的方向。两端的距离传感器组件5分别用于探测车体1前后的地面上的障碍物，将检测到的信号传递给电控组件4，由电控组件4控制机器人的动作。

气体传感器组件6设置于车体1前后的任意一端，用于检测火灾现场的气体。气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理以及仪表显示部分。气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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

Claims (5)

1.一种六轮机器人行走装置，其特征在于，包括车体(1)和分别设置于所述车体(1)两侧的各3个轮组(2)；各侧的3个所述轮组(2)的3个车轮中包括两个小轮(21)，和设置在两个所述小轮(21)之间的大轮(22)，各所述车轮的轴心设置于与所述车体(1)平面平行的同一平面上。

2.根据权利要求1所述的六轮机器人行走装置，其特征在于，所述车体(1)具有上表面和下表面，各所述轮组(2)的车轮的上下接地点分别突出于所述车体(1)的上下表面。

3.根据权利要求2所述的六轮机器人行走装置，其特征在于，各侧的所述轮组(2)分别设置有一个驱动机构(3)，同侧的所述轮组(2)间的各车轮通过皮带(34)传动连接，所述车体(1)两侧的所述驱动机构(3)分别与位于一侧的3个所述轮组(2)中的前侧轮组(2)和位于另一侧的3个所述轮组(2)中的后侧轮组(2)的车轮轴连接，驱动相应的两个所述小轮(21)。

4.根据权利要求3所述的六轮机器人行走装置，其特征在于，在所述车体(1)内设置有用于安装电控组件(4)的安装架(41)，所述安装架(41)上固定安装有电控板(42)，所述安装架(41)上位于所述电控板(42)的一侧固定安装有电池模组(43)，所述电池模组(43)与所述电控板(42)电连接。

5.根据权利要求4所述的六轮机器人行走装置，其特征在于，所述车体(1)上沿行驶方向的两端均设置有两组距离传感器组件(5)，所述车体(1)上沿行驶方向的一端设置有气体传感器组件(6)，所述距离传感器组件(5)与所述气体传感器组件(6)均与所述电控组件(4)电连接。

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