CN212220422U - 移动式机器人的行走装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型旨在提供一种移动式机器人的行走装置，包括底盘、行走轮机构、驱动机构、万向轮、万向轮升降机构，传动装置；行走轮机构设有四个，安装于底盘的四个角上；传动装置设有两组，分别位于底盘的左右两侧，每组传动装置包括两个传动机构和传动主轴，两个传动机构分别与该侧底盘前后角的四个行走轮机构连接；驱动机构设有两个，分别安装于底盘上；每组驱动机构分别与每组传动装置的任一传动机构或传动主轴连接，传递动力带动行走轮机构完成底盘的行走运动；万向轮设有两个，分别经过万向轮升降机构安装于底盘下表面的前后两侧的中部。该行走装置克服现有技术缺陷，具有结构合理、操作便捷以及减震、越障能力强的特点。

Description

移动式机器人的行走装置

技术领域

本实用新型涉及移动机器人驱动装置领域，具体涉及一种移动式机器人的行走装置。

背景技术

移动式机器人变形式轮行走机构主要用于路况复杂和平地的行走，变形式轮行走机构可以越过一定高度的障碍物。现有的移动式机器人采用变形式轮式结构，行走时难免有颠簸，现有方案采用将整体轮机构替换为单轮片结构、双轮片结构，三轮片结构，轮片越多则移动式机器人在轮变式行走的状态下，垂直方向上的颠簸就越小，但轮片过多的方案在变形后的形状过于接近圆形的形状，导致越障能力的下降，因此，设计出一种兼顾行走稳定性以及越障能力的机器人行走机构具有较好的应用前景。

发明内容

本实用新型旨在提供一种移动式机器人的行走装置，该行走装置克服现有技术缺陷，具有结构合理、操作便捷以及减震、越障能力强的特点。

本实用新型的技术方案如下：

一种移动式机器人的行走装置，包括底盘、行走轮机构、驱动机构、万向轮、万向轮升降机构，传动装置；

所述的行走轮机构设有四个，安装于底盘的四个角上；所述的传动装置设有两组，分别位于底盘的左右两侧，每组传动装置包括两个传动机构和传动主轴，两个传动机构分别与该侧底盘前后角的四个行走轮机构连接，两个传动机构之间通过传动主轴连接；

所述的驱动机构设有两个，分别安装于底盘上；每组驱动机构分别与每组传动装置的任一传动机构或传动主轴连接，传递动力带动行走轮机构完成底盘的行走运动；

所述的万向轮设有两个，分别经过万向轮升降机构安装于底盘下表面的前后两侧的中部，所述的万向轮升降机构能够带动万向轮在竖直方向上下运动。

优选地，所述的行走轮机构包括轮轴、轮毂、轮片、轮片伸缩机构；所述的轮毂和轮片伸缩机构分别安装在轮轴上，所述的轮轴分别与一组传动机构连接，能够在传动机构的带动下转动；

所述的轮毂包括四个沿圆周方向均匀分布的轮辐，所述的轮片为圆弧形片，对应设有组，各组轮片的一端铰接安装于轮辐的末端；所述的轮片伸缩机构分别与各组轮片中部连接，所述的轮片伸缩机构能够驱动轮片绕其与轮辐的铰接处转动。

优选地，所述的轮片伸缩机构包括齿轮Ⅰ、螺旋驱动盘、伸缩套管、滑块Ⅰ、推杆、滑块Ⅱ；所述的齿轮Ⅰ、螺旋驱动盘通过轴承套装于轮轴上；所述的螺旋驱动盘的背面与齿轮Ⅰ固定连接，正面上设有螺旋形的滑道Ⅰ；所述的伸缩套管沿轮轴的径向设置，伸缩套管与轮毂固定连接，所述的伸缩套管内设有滑块Ⅰ，所述的滑块Ⅰ能够沿伸缩套管滑动；所述的轮片内侧面上设有对应其内弧面的滑道Ⅱ，所述的滑块Ⅱ安装于滑道Ⅱ内，能够沿滑道Ⅱ滑动，所述的滑块Ⅰ的末端与滑块Ⅱ铰接；

所述的推杆平行于伸缩套管设置，推杆的后侧面通过连接块与滑块Ⅰ固定连接，推杆的前侧面上沿其长度方向均匀设有多个滑柱，所述的滑柱的前端置于螺旋驱动盘的滑道Ⅰ内；

所述的齿轮Ⅰ分别与一组传动机构连接，经传动机构传递驱动机构动力转动，基于滑道Ⅰ侧壁对滑柱的支撑作用，从而使得推杆沿伸缩套管长度方向来回运动，进而带动滑块Ⅰ沿伸缩套管长度方向来回运动。

优选地，所述的传动机构包括锥齿轮Ⅰ、齿轮箱、锥齿轮Ⅱ、齿轮Ⅱ、滑移齿轮、弹簧、齿轮Ⅲ；

所述的齿轮箱对应于各个行走轮机构设置于底盘上，所述的传动主轴两端分别伸入同侧的前后齿轮箱中，所述的锥齿轮Ⅰ设于传动主轴两端；

所述的轮轴通过轴承与底盘底部连接，位于齿轮箱下方；所述齿轮箱内设有沿左右方向的齿轮箱轴，所述的锥齿轮Ⅱ设于齿轮箱轴上，与锥齿轮Ⅰ啮合；所述的齿轮Ⅱ固定设于齿轮箱轴靠近轮毂的一端，与齿轮Ⅰ啮合；所述的齿轮箱轴的另一端上固定设有限位环，所述的滑移齿轮设于齿轮箱轴上设有限位环的一侧，所述的滑移齿轮内环上设有平键，所述的齿轮箱轴上设有对应平键的平键槽，所述的滑移齿轮通过平键嵌入平键槽与齿轮箱轴连接，能够沿齿轮箱轴的轴向滑动；所述的弹簧一端与限位环固定连接，另一端与滑移齿轮固定连接，所述的齿轮Ⅲ设于轮轴上靠近底盘内侧的一端，当滑移齿轮在弹簧弹力作用下向轮毂移动至极限时，所述的齿轮Ⅲ与滑移齿轮啮合。

优选地，还包括拨杆机构，所述的拨杆机构包括电机Ⅱ、齿轮Ⅳ、齿条、导轨、支撑杆Ⅰ、拨杆Ⅰ、拨杆Ⅱ；

所述的电机Ⅱ设于底盘中部，电机Ⅱ的输出轴沿底盘前后方向设置，所述的齿轮Ⅳ固定安装于电机Ⅱ的输出轴上，能够在电机Ⅱ的带动下转动；

所述的导轨设于齿轮Ⅳ的下方，两端分别沿底盘的左右方向水平延伸，所述的支撑杆Ⅰ设有两组，分别通过滑块安装于导轨上，能够沿导轨左右滑动，两组支撑杆Ⅰ位于齿轮Ⅳ的左右两侧；

所述的拨杆Ⅰ和拨杆Ⅱ设有两组，分别安装于两组支撑杆Ⅰ顶端，沿左右方向设置，两组拨杆Ⅰ的前端分别向左或向右延伸与一组拨杆Ⅱ的中部垂直连接；所述的拨杆Ⅱ的两端伸入齿轮箱中，靠近滑移齿轮并位于滑移齿轮的外侧；电机Ⅱ的转轴的转动能够带动两组齿条同时向内运动，使得拨杆Ⅰ带动两组拨杆Ⅱ沿水平方向内运动，拨杆Ⅱ接触滑移齿轮并拨动滑移齿轮向内运动，滑移齿轮与齿轮Ⅵ脱离啮合连接，同时压缩弹簧。

优选地，所述的驱动机构包括电机Ⅰ、锥齿轮组；所述的电机Ⅰ设于底盘上，电机Ⅰ的输出轴通过锥齿轮组与传动主轴连接，带动传动主轴转动。

优选地，所述的万向轮升降机构包括电机Ⅲ、锥齿轮Ⅲ、传动轴、锥齿轮Ⅳ、齿轮Ⅴ、轴承座Ⅰ、螺杆、轴承座Ⅱ、齿轮Ⅵ、固定板、固滑杆、导套；

所述的电机Ⅲ通过底座安装于底盘上，所述的电机Ⅲ的转轴延水平方向设置，所述的锥齿轮Ⅲ安装于电机Ⅲ的输出轴的末端，所述的传动轴竖直设置，通过轴承座Ⅰ和轴承Ⅰ安装于底盘上，所述的锥齿轮Ⅳ安装于传动轴中部，所述的锥齿轮Ⅲ、锥齿轮Ⅳ啮合；所述的齿轮Ⅴ安装于传动轴上；

所述的底盘对应万向轮的位置设有升降口，所述的升降口旁边通过支架安装两组轴承座Ⅱ和轴承Ⅱ，所述的轴承Ⅱ的内圈固定设有内螺纹套筒，所述的螺杆通过螺纹配合设于内螺纹套筒内，所述的齿轮Ⅵ的安装孔内壁带有内螺纹，通过螺纹配合套装于螺杆上，所述的齿轮Ⅵ位于两组轴承座Ⅱ之间，所述的齿轮Ⅵ的外齿与齿轮Ⅴ啮合；

所述的固定板固定安装于螺杆下端，所述的万向轮安装于固定板的下表面；所述的导套安装于底盘上；所述的固滑杆下端与固定板连接，上端竖直向上穿过底盘并经过导套后延伸至轴承座Ⅱ上方，导套套住固滑杆，通过固滑杆和导套的限制下，所述的齿轮Ⅵ在转动时能够通过螺纹传动带动螺杆在竖直方向上运动。

优选地，还包括支撑杆Ⅱ，所述的轴承座Ⅰ包括两个，分别设于传动轴的两端，位于底部的轴承座Ⅰ与底盘连接，所述的支撑杆Ⅱ下端安装于底盘上，上端竖直向上延伸，与位于上部的轴承座Ⅰ的侧部连接。

本实用新型的工作过程如下：

当机器人在平地行走时，驱动机构的电机Ⅰ启动，通过锥齿轮传动带动传动主轴转动，通过转动主轴带动轮毂以及螺旋驱动盘同步转动，通过轮片构成的圆形轮向前行走；

当机器人需要翻越障碍时，驱动机构的电机Ⅰ停止，离合机构的电机Ⅱ启动，通过齿轮Ⅳ带动齿条拉动拨杆Ⅰ及拨杆Ⅱ，通过拨杆Ⅱ将滑移齿轮拨向底盘中心，使得滑移齿轮与齿轮Ⅵ脱离啮合，并对弹簧进行压缩，电机Ⅱ锁死；再次开启电机Ⅰ，带动螺旋驱动盘相对轮毂转动，通过螺旋驱动盘的滑道Ⅰ侧壁对推杆上滑柱的支撑，使得推杆推动轮片外旋，使得轮片张开，提高越障能力；之后减慢电机Ⅰ转速，将电机Ⅱ反转，推杆Ⅱ缓慢复位，滑移齿轮在弹簧的弹力作用下缓慢回移，逐渐与齿轮Ⅵ恢复啮合，从而带动轮毂以及螺旋驱动盘同步转动，通过扩展后轮片构成的轮体向前行走，越过障碍；

当机器人需要转弯时，开启位于前侧的万向轮升降机构的电机Ⅲ，使得位于前侧的万向轮向下运动，略微顶起位于前侧的轮片离开地面，改变左右两侧电机Ⅰ的转速，通过位于后侧的轮片差速转动实现机器人的转弯操作；

当机器人需要下台阶时，通过驱动机构带动机器人运动至台阶前，位于前侧的轮片靠近台阶边沿，开启位于前侧的万向轮升降机构的电机Ⅲ，使得位于前侧的万向轮向下运动接触地面，驱动机构带动机器人继续前进，与此同时控制位于前侧的万向轮升降机构的电机Ⅲ反转，使得底盘前侧向下靠近台阶底部；当位于后侧的轮片靠近台阶边沿，开启位于前侧的万向轮升降机构的电机Ⅲ，使得位于前侧的万向轮向下运动接触地面，驱动机构带动机器人继续前进，开启位于后侧的万向轮升降机构的电机Ⅲ，使得位于后侧的万向轮向下运动接触地面，驱动机构带动机器人继续前进，与此同时控制位于后侧的万向轮升降机构的电机Ⅲ反转，使得底盘后侧向下靠近台阶底部；重复进行以上操作，依次完成各级台阶的下行运动，使得下台阶的过程中保持至少三个轮与台阶接触，保持机器人的稳定性。

本实用新型采用四片动态可伸缩的轮片构成机器人的行走轮，提高了越障能力的同时还保证的减震能力，通过带有螺旋型滑道的螺旋驱动盘实现轮片的伸缩，使得轮片的伸缩更为便捷；离合机构的设置使得机器人更便捷地在行走与轮片伸缩中来回切换，提高操作的便捷性同时也降低了结构的复杂性；通过万向轮升降机构配合万向轮，实现机器人下行台阶的操作，通过前后两侧的万向轮对机器人进行辅助支撑，能够提高机器人运行的稳定性，也大大提升了机器人的越障能力；并且万向轮升降机构在机器人转向过程中能够将前侧行走轮稍微顶起，减少转向过程中的前侧行走轮的摩擦；采用固定板、滑杆、导套的结构组合，提高万向轮升降的稳定性；支撑杆Ⅱ结构增强了对传动轴的支撑，保证传动轴的运行稳定性。

附图说明

图1为本实用新型提供的移动式机器人的行走装置的俯视图；

图2为本实用新型提供的移动式机器人的行走装置的行走轮机构结构示意图Ⅰ；

图3为本实用新型提供的移动式机器人的行走装置的行走轮机构结构示意图Ⅱ；

图4为本实用新型提供的移动式机器人的行走装置的传动机构结构示意图；

图5为本实用新型提供的移动式机器人的行走装置的滑移齿轮与齿轮箱轴连接结构示意图；

图6为本实用新型提供的移动式机器人的行走装置的离合机构结构示意图；

图7为本实用新型提供的移动式机器人的行走装置的万向轮升降机构的结构示意图；

图中各部分名称及序号如下：

1为底盘，2为行走轮机构，3为驱动机构，4为离合机构，5为万向轮，6为万向轮升降机构，7为传动机构，8为固定板，9为滑杆，10为导套，11为支撑杆Ⅱ；

21为轮轴，22为轮毂，23为轮片，24为轮片伸缩机构，25为轮辐；

241为齿轮Ⅰ，242为螺旋驱动盘，243为伸缩套管，244为滑块Ⅰ，245为推杆，246为滑块Ⅱ，247为滑道Ⅰ，248为滑道Ⅱ，249为滑柱；

31为电机Ⅰ，32为传动主轴；

41为电机Ⅱ，42为齿轮Ⅳ，43为齿条，44为导轨，45为支撑杆Ⅰ，46为拨杆Ⅰ，47为拨杆Ⅱ；

61为电机Ⅲ，62为锥齿轮Ⅲ，63为传动轴，64为锥齿轮Ⅳ，65为齿轮Ⅴ，66为轴承座Ⅰ，67为螺杆，68为轴承座Ⅱ，69为齿轮Ⅵ；

71为锥齿轮Ⅰ，72为齿轮箱，73为锥齿轮Ⅱ，74为齿轮Ⅱ，75为滑移齿轮，76为弹簧，77为齿轮Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体说明本实用新型。

实施例1

如图1-7所示，本实施例提供的移动式机器人的行走装置，包括底盘1、行走轮机构2、驱动机构3、万向轮5、万向轮升降机构6，传动装置；

所述的行走轮机构2设有四个，安装于底盘1的四个角上；所述的传动装置设有两组，分别位于底盘1的左右两侧，每组传动装置包括两个传动机构7和传动主轴32，两个传动机构7分别与该侧底盘1前后角的四个行走轮机构2连接，两个传动机构7之间通过传动主轴32连接；

所述的驱动机构3设有两个，分别安装于底盘1上；每组驱动机构3分别与每组传动装置的任一传动机构7或传动主轴32连接，传递动力带动行走轮机构2完成底盘1的行走运动；

所述的万向轮5设有两个，分别经过万向轮升降机构6安装于底盘1下表面的前后两侧的中部，所述的万向轮升降机构6能够带动万向轮5在竖直方向上下运动；

所述的行走轮机构2包括轮轴21、轮毂22、轮片23、轮片伸缩机构24；所述的轮毂22和轮片伸缩机构24分别安装在轮轴21上，所述的轮轴21分别与一组传动机构7连接，能够在传动机构7的带动下转动；

所述的轮毂22包括四个沿圆周方向均匀分布的轮辐25，所述的轮片23为圆弧形片，对应设有4组，各组轮片23的一端铰接安装于轮辐25的末端；所述的轮片伸缩机构24分别与各组轮片23中部连接，所述的轮片伸缩机构24能够驱动轮片23绕其与轮辐25的铰接处转动；

所述的轮片伸缩机构24包括齿轮Ⅰ241、螺旋驱动盘242、伸缩套管243、滑块Ⅰ244、推杆245、滑块Ⅱ246；所述的齿轮Ⅰ241、螺旋驱动盘242通过轴承套装于轮轴21上；所述的螺旋驱动盘242的背面与齿轮Ⅰ241固定连接，正面上设有螺旋形的滑道Ⅰ247；所述的伸缩套管243沿轮轴21的径向设置，伸缩套管243与轮毂22固定连接，所述的伸缩套管243内设有滑块Ⅰ244，所述的滑块Ⅰ244能够沿伸缩套管243滑动；所述的轮片23内侧面上设有对应其内弧面的滑道Ⅱ248，所述的滑块Ⅱ246安装于滑道Ⅱ248内，能够沿滑道Ⅱ248滑动，所述的滑块Ⅰ244的末端与滑块Ⅱ246铰接；

所述的推杆245平行于伸缩套管243设置，推杆245的后侧面通过连接块与滑块Ⅰ244固定连接，推杆245的前侧面上沿其长度方向均匀设有多个滑柱249，所述的滑柱249的前端置于螺旋驱动盘242的滑道Ⅰ247内；

所述的齿轮Ⅰ241分别与一组传动机构7连接，经传动机构7传递驱动机构3动力转动，基于滑道Ⅰ247侧壁对滑柱249的支撑作用，从而使得推杆245沿伸缩套管243长度方向来回运动，进而带动滑块Ⅰ244沿伸缩套管243长度方向来回运动；

所述的传动机构7包括锥齿轮Ⅰ71、齿轮箱72、锥齿轮Ⅱ73、齿轮Ⅱ74、滑移齿轮75、弹簧76、齿轮Ⅲ77；

所述的齿轮箱72对应于各个行走轮机构2设置于底盘1上，所述的传动主轴32两端分别伸入同侧的前后齿轮箱72中，所述的锥齿轮Ⅰ71设于传动主轴32两端；

所述的轮轴21通过轴承与底盘1底部连接，位于齿轮箱72下方；所述齿轮箱72内设有沿左右方向的齿轮箱轴721，所述的锥齿轮Ⅱ73设于齿轮箱轴721上，与锥齿轮Ⅰ71啮合；所述的齿轮Ⅱ74固定设于齿轮箱轴721靠近轮毂22的一端，与齿轮Ⅰ241啮合；所述的齿轮箱轴721的另一端上固定设有限位环723，所述的滑移齿轮75设于齿轮箱轴721上设有限位环723的一侧，所述的滑移齿轮75内环上设有平键751，所述的齿轮箱轴721上设有对应平键751的平键槽722，所述的滑移齿轮75通过平键751嵌入平键槽722与齿轮箱轴721连接，能够沿齿轮箱轴721的轴向滑动；所述的弹簧76一端与限位环723固定连接，另一端与滑移齿轮75固定连接，所述的齿轮Ⅲ77设于轮轴21上靠近底盘1内侧的一端，当滑移齿轮75在弹簧76弹力作用下向轮毂22移动至极限时，所述的齿轮Ⅲ77与滑移齿轮75啮合；

还包括拨杆机构4，所述的拨杆机构4包括电机Ⅱ41、齿轮Ⅳ42、齿条43、导轨44、支撑杆Ⅰ45、拨杆Ⅰ46、拨杆Ⅱ47；

所述的电机Ⅱ41设于底盘1中部，电机Ⅱ41的输出轴沿底盘1前后方向设置，所述的齿轮Ⅳ42固定安装于电机Ⅱ41的输出轴上，能够在电机Ⅱ41的带动下转动；

所述的导轨44设于齿轮Ⅳ42的下方，两端分别沿底盘1的左右方向水平延伸，所述的支撑杆Ⅰ45设有两组，分别通过滑块安装于导轨44上，能够沿导轨44左右滑动，两组支撑杆Ⅰ45位于齿轮Ⅳ42的左右两侧；

所述的拨杆Ⅰ46和拨杆Ⅱ47设有两组，分别安装于两组支撑杆Ⅰ45顶端，沿左右方向设置，两组拨杆Ⅰ46的前端分别向左或向右延伸与一组拨杆Ⅱ47的中部垂直连接；所述的拨杆Ⅱ47的两端伸入齿轮箱72中，靠近滑移齿轮75并位于滑移齿轮75的外侧；电机Ⅱ41的转轴的转动能够带动两组齿条43同时向内运动，使得拨杆Ⅰ46带动两组拨杆Ⅱ47沿水平方向内运动，拨杆Ⅱ47接触滑移齿轮75并拨动滑移齿轮75向内运动，滑移齿轮75与齿轮Ⅵ69脱离啮合连接，同时压缩弹簧76；

所述的驱动机构3包括电机Ⅰ31、锥齿轮组；所述的电机Ⅰ31设于底盘1上，电机Ⅰ31的输出轴通过锥齿轮组与传动主轴32连接，带动传动主轴32转动；

所述的万向轮升降机构6包括电机Ⅲ61、锥齿轮Ⅲ62、传动轴63、锥齿轮Ⅳ64、齿轮Ⅴ65、轴承座Ⅰ66、螺杆67、轴承座Ⅱ68、齿轮Ⅵ69、固定板8、固滑杆9、导套10；

所述的电机Ⅲ61通过底座安装于底盘1上，所述的电机Ⅲ61的转轴延水平方向设置，所述的锥齿轮Ⅲ62安装于电机Ⅲ61的输出轴的末端，所述的传动轴63竖直设置，通过轴承座Ⅰ66和轴承Ⅰ安装于底盘1上，所述的锥齿轮Ⅳ64安装于传动轴63中部，所述的锥齿轮Ⅲ62、锥齿轮Ⅳ64啮合；所述的齿轮Ⅴ65安装于传动轴63上；

所述的底盘1对应万向轮5的位置设有升降口，所述的升降口旁边通过支架安装两组轴承座Ⅱ68和轴承Ⅱ，所述的轴承Ⅱ的内圈固定设有内螺纹套筒，所述的螺杆67通过螺纹配合设于内螺纹套筒内，所述的齿轮Ⅵ69的安装孔内壁带有内螺纹，通过螺纹配合套装于螺杆67上，所述的齿轮Ⅵ69位于两组轴承座Ⅱ68之间，所述的齿轮Ⅵ69的外齿与齿轮Ⅴ65啮合；

所述的固定板8固定安装于螺杆67下端，所述的万向轮5安装于固定板8的下表面；所述的导套10安装于底盘1上；所述的固滑杆9下端与固定板8连接，上端竖直向上穿过底盘1并经过导套10后延伸至轴承座Ⅱ68上方，导套套住固滑杆9，通过固滑杆9和导套10的限制下，所述的齿轮Ⅵ69在转动时能够通过螺纹传动带动螺杆67在竖直方向上运动；

还包括支撑杆Ⅱ11，所述的轴承座Ⅰ66包括两个，分别设于传动轴63的两端，位于底部的轴承座Ⅰ66与底盘1连接，所述的支撑杆Ⅱ11下端安装于底盘1上，上端竖直向上延伸，与位于上部的轴承座Ⅰ66的侧部连接。

本实施例的工作过程如下：

当机器人在平地行走时，驱动机构的电机Ⅰ启动，通过锥齿轮传动带动传动主轴转动，通过转动主轴带动轮毂以及螺旋驱动盘同步转动，通过轮片构成的圆形轮向前行走；

当机器人需要翻越障碍时，驱动机构的电机Ⅰ停止，离合机构的电机Ⅱ启动，通过齿轮Ⅳ带动齿条拉动拨杆Ⅰ及拨杆Ⅱ，通过拨杆Ⅱ将滑移齿轮拨向底盘中心，使得滑移齿轮与齿轮Ⅵ脱离啮合，并对弹簧进行压缩，电机Ⅱ锁死；再次开启电机Ⅰ，带动螺旋驱动盘相对轮毂转动，通过螺旋驱动盘的滑道Ⅰ侧壁对推杆上滑柱的支撑，使得推杆推动轮片外旋，使得轮片张开，提高越障能力；之后减慢电机Ⅰ转速，将电机Ⅱ反转，推杆Ⅱ缓慢复位，滑移齿轮在弹簧的弹力作用下缓慢回移，逐渐与齿轮Ⅵ恢复啮合，从而带动轮毂以及螺旋驱动盘同步转动，通过扩展后轮片构成的轮体向前行走，越过障碍；

当机器人需要转弯时，开启位于前侧的万向轮升降机构的电机Ⅲ，使得位于前侧的万向轮向下运动，略微顶起位于前侧的轮片离开地面，改变左右两侧电机Ⅰ的转速，通过位于后侧的轮片差速转动实现机器人的转弯操作；

当机器人需要下台阶时，通过驱动机构带动机器人运动至台阶前，位于前侧的轮片靠近台阶边沿，开启位于前侧的万向轮升降机构的电机Ⅲ，使得位于前侧的万向轮向下运动接触地面，驱动机构带动机器人继续前进，与此同时控制位于前侧的万向轮升降机构的电机Ⅲ反转，使得底盘前侧向下靠近台阶底部；当位于后侧的轮片靠近台阶边沿，开启位于前侧的万向轮升降机构的电机Ⅲ，使得位于前侧的万向轮向下运动接触地面，驱动机构带动机器人继续前进，开启位于后侧的万向轮升降机构的电机Ⅲ，使得位于后侧的万向轮向下运动接触地面，驱动机构带动机器人继续前进，与此同时控制位于后侧的万向轮升降机构的电机Ⅲ反转，使得底盘后侧向下靠近台阶底部；重复进行以上操作，依次完成各级台阶的下行运动，使得下台阶的过程中保持至少三个轮与台阶接触，保持机器人的稳定性。

本实用新型所述的前侧指的是图1的下侧，后侧指的是图1的上侧，左右两侧分别指图1的左右两侧。

Claims (8)

1.一种移动式机器人的行走装置，包括底盘（1）、行走轮机构（2）、驱动机构（3）、万向轮（5）、万向轮升降机构（6），传动装置，其特征在于：

所述的行走轮机构（2）设有四个，安装于底盘（1）的四个角上；所述的传动装置设有两组，分别位于底盘（1）的左右两侧，每组传动装置包括两个传动机构（7）和传动主轴（32），两个传动机构（7）分别与该侧底盘（1）前后角的四个行走轮机构（2）连接，两个传动机构（7）之间通过传动主轴（32）连接；

所述的驱动机构（3）设有两个，分别安装于底盘（1）上；每组驱动机构（3）分别与每组传动装置的任一传动机构（7）或传动主轴（32）连接，传递动力带动行走轮机构（2）完成底盘（1）的行走运动；

所述的万向轮（5）设有两个，分别经过万向轮升降机构（6）安装于底盘（1）下表面的前后两侧的中部，所述的万向轮升降机构（6）能够带动万向轮（5）在竖直方向上下运动。

2.如权利要求1所述的移动式机器人的行走装置，其特征在于：

所述的行走轮机构（2）包括轮轴（21）、轮毂（22）、轮片（23）、轮片伸缩机构（24）；所述的轮毂（22）和轮片伸缩机构（24）分别安装在轮轴（21）上，所述的轮轴（21）分别与一组传动机构（7）连接，能够在传动机构（7）的带动下转动；

所述的轮毂（22）包括四个沿圆周方向均匀分布的轮辐（25），所述的轮片（23）为圆弧形片，对应设有4组，各组轮片（23）的一端铰接安装于轮辐（25）的末端；所述的轮片伸缩机构（24）分别与各组轮片（23）中部连接，所述的轮片伸缩机构（24）能够驱动轮片（23）绕其与轮辐（25）的铰接处转动。

3.如权利要求2所述的移动式机器人的行走装置，其特征在于：

所述的轮片伸缩机构（24）包括齿轮Ⅰ（241）、螺旋驱动盘（242）、伸缩套管（243）、滑块Ⅰ（244）、推杆（245）、滑块Ⅱ（246）；所述的齿轮Ⅰ（241）、螺旋驱动盘（242）通过轴承套装于轮轴（21）上；所述的螺旋驱动盘（242）的背面与齿轮Ⅰ（241）固定连接，正面上设有螺旋形的滑道Ⅰ（247）；所述的伸缩套管（243）沿轮轴（21）的径向设置，伸缩套管（243）与轮毂（22）固定连接，所述的伸缩套管（243）内设有滑块Ⅰ（244），所述的滑块Ⅰ（244）能够沿伸缩套管（243）滑动；所述的轮片（23）内侧面上设有对应其内弧面的滑道Ⅱ（248），所述的滑块Ⅱ（246）安装于滑道Ⅱ（248）内，能够沿滑道Ⅱ（248）滑动，所述的滑块Ⅰ（244）的末端与滑块Ⅱ（246）铰接；

所述的推杆（245）平行于伸缩套管（243）设置，推杆（245）的后侧面通过连接块与滑块Ⅰ（244）固定连接，推杆（245）的前侧面上沿其长度方向均匀设有多个滑柱（249），所述的滑柱（249）的前端置于螺旋驱动盘（242）的滑道Ⅰ（247）内；

所述的齿轮Ⅰ（241）分别与一组传动机构（7）连接，经传动机构（7）传递驱动机构（3）动力转动，基于滑道Ⅰ（247）侧壁对滑柱（249）的支撑作用，从而使得推杆（245）沿伸缩套管（243）长度方向来回运动，进而带动滑块Ⅰ（244）沿伸缩套管（243）长度方向来回运动。

4.如权利要求3所述的移动式机器人的行走装置，其特征在于：

所述的传动机构（7）包括锥齿轮Ⅰ（71）、齿轮箱（72）、锥齿轮Ⅱ（73）、齿轮Ⅱ（74）、滑移齿轮（75）、弹簧（76）、齿轮Ⅲ（77）；

所述的齿轮箱（72）对应于各个行走轮机构（2）设置于底盘（1）上，所述的传动主轴（32）两端分别伸入同侧的前后齿轮箱（72）中，所述的锥齿轮Ⅰ（71）设于传动主轴（32）两端；

所述的轮轴（21）通过轴承与底盘（1）底部连接，位于齿轮箱（72）下方；所述齿轮箱（72）内设有沿左右方向的齿轮箱轴（721），所述的锥齿轮Ⅱ（73）设于齿轮箱轴（721）上，与锥齿轮Ⅰ（71）啮合；所述的齿轮Ⅱ（74）固定设于齿轮箱轴（721）靠近轮毂（22）的一端，与齿轮Ⅰ（241）啮合；所述的齿轮箱轴（721）的另一端上固定设有限位环（723），所述的滑移齿轮（75）设于齿轮箱轴（721）上设有限位环（723）的一侧，所述的滑移齿轮（75）内环上设有平键（751），所述的齿轮箱轴（721）上设有对应平键（751）的平键槽（722），所述的滑移齿轮（75）通过平键（751）嵌入平键槽（722）与齿轮箱轴（721）连接，能够沿齿轮箱轴（721）的轴向滑动；所述的弹簧（76）一端与限位环（723）固定连接，另一端与滑移齿轮（75）固定连接，所述的齿轮Ⅲ（77）设于轮轴（21）上靠近底盘（1）内侧的一端，当滑移齿轮（75）在弹簧（76）弹力作用下向轮毂（22）移动至极限时，所述的齿轮Ⅲ（77）与滑移齿轮（75）啮合。

5.如权利要求4所述的移动式机器人的行走装置，其特征在于：

还包括拨杆机构（4），所述的拨杆机构（4）包括电机Ⅱ（41）、齿轮Ⅳ（42）、齿条（43）、导轨（44）、支撑杆Ⅰ（45）、拨杆Ⅰ（46）、拨杆Ⅱ（47）；

所述的电机Ⅱ（41）设于底盘（1）中部，电机Ⅱ（41）的输出轴沿底盘（1）前后方向设置，所述的齿轮Ⅳ（42）固定安装于电机Ⅱ（41）的输出轴上，能够在电机Ⅱ（41）的带动下转动；

所述的导轨（44）设于齿轮Ⅳ（42）的下方，两端分别沿底盘（1）的左右方向水平延伸，所述的支撑杆Ⅰ（45）设有两组，分别通过滑块安装于导轨（44）上，能够沿导轨（44）左右滑动，两组支撑杆Ⅰ（45）位于齿轮Ⅳ（42）的左右两侧；

所述的拨杆Ⅰ（46）和拨杆Ⅱ（47）设有两组，分别安装于两组支撑杆Ⅰ（45）顶端，沿左右方向设置，两组拨杆Ⅰ（46）的前端分别向左或向右延伸与一组拨杆Ⅱ（47）的中部垂直连接；所述的拨杆Ⅱ（47）的两端伸入齿轮箱（72）中，靠近滑移齿轮（75）并位于滑移齿轮（75）的外侧；电机Ⅱ（41）的转轴的转动能够带动两组齿条（43）同时向内运动，使得拨杆Ⅰ（46）带动两组拨杆Ⅱ（47）沿水平方向内运动，拨杆Ⅱ（47）接触滑移齿轮（75）并拨动滑移齿轮（75）向内运动，滑移齿轮（75）与齿轮Ⅵ（69）脱离啮合连接，同时压缩弹簧（76）。

6.如权利要求1所述的移动式机器人的行走装置，其特征在于：

所述的驱动机构（3）包括电机Ⅰ（31）、锥齿轮组；所述的电机Ⅰ（31）设于底盘（1）上，电机Ⅰ（31）的输出轴通过锥齿轮组与传动主轴（32）连接，带动传动主轴（32）转动。

7.如权利要求1所述的移动式机器人的行走装置，其特征在于：

所述的万向轮升降机构（6）包括电机Ⅲ（61）、锥齿轮Ⅲ（62）、传动轴（63）、锥齿轮Ⅳ（64）、齿轮Ⅴ（65）、轴承座Ⅰ（66）、螺杆（67）、轴承座Ⅱ（68）、齿轮Ⅵ（69）、固定板（8）、固滑杆（9）、导套（10）；

所述的电机Ⅲ（61）通过底座安装于底盘（1）上，所述的电机Ⅲ（61）的转轴延水平方向设置，所述的锥齿轮Ⅲ（62）安装于电机Ⅲ（61）的输出轴的末端，所述的传动轴（63）竖直设置，通过轴承座Ⅰ（66）和轴承Ⅰ安装于底盘（1）上，所述的锥齿轮Ⅳ（64）安装于传动轴（63）中部，所述的锥齿轮Ⅲ（62）、锥齿轮Ⅳ（64）啮合；所述的齿轮Ⅴ（65）安装于传动轴（63）上；

所述的底盘（1）对应万向轮（5）的位置设有升降口，所述的升降口旁边通过支架安装两组轴承座Ⅱ（68）和轴承Ⅱ，所述的轴承Ⅱ的内圈固定设有内螺纹套筒，所述的螺杆（67）通过螺纹配合设于内螺纹套筒内，所述的齿轮Ⅵ（69）的安装孔内壁带有内螺纹，通过螺纹配合套装于螺杆（67）上，所述的齿轮Ⅵ（69）位于两组轴承座Ⅱ（68）之间，所述的齿轮Ⅵ（69）的外齿与齿轮Ⅴ（65）啮合；

所述的固定板（8）固定安装于螺杆（67）下端，所述的万向轮（5）安装于固定板（8）的下表面；所述的导套（10）安装于底盘（1）上；所述的固滑杆（9）下端与固定板（8）连接，上端竖直向上穿过底盘（1）并经过导套（10）后延伸至轴承座Ⅱ（68）上方，导套套住固滑杆（9），通过固滑杆（9）和导套（10）的限制下，所述的齿轮Ⅵ（69）在转动时能够通过螺纹传动带动螺杆（67）在竖直方向上运动。

8.如权利要求7所述的移动式机器人的行走装置，其特征在于：

还包括支撑杆Ⅱ（11），所述的轴承座Ⅰ（66）包括两个，分别设于传动轴（63）的两端，位于底部的轴承座Ⅰ（66）与底盘（1）连接，所述的支撑杆Ⅱ（11）下端安装于底盘（1）上，上端竖直向上延伸，与位于上部的轴承座Ⅰ（66）的侧部连接。

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