CN212447842U - 行走装置和机器人 - Google Patents

Abstract

一种行走装置和机器人，行走装置包括底盘、行走部和举升装置，行走部设置在底盘上，举升装置包括伸缩部，伸缩部设置在底盘上并位于底盘的前侧；伸缩部能够朝向底盘的下方伸出，用于将位于底盘的前侧的行走部朝向底盘的上方抬起。本实用新型的行走装置设置有举升装置，遇到障碍物时，通过向下伸出伸缩部从而将行走部的前端抬离行走面，搭在障碍物的上表面上，从而实现自主越障功能，因此行走装置具有更好的通过性能和适应能力。

Description

行走装置和机器人

技术领域

本实用新型涉及机械设备领域，具体而言，涉及一种行走装置和机器人。

背景技术

机器人通过行走装置实现移动，行走装置决定了机器人的运动能力。

一般的机器人在地面行走，其行走装置包括：轮式、履带式和异形结构。其中履带式的行走装置具有良好的通过性能，地形适应性最强。

爬壁机器人是一种具有良好附着性能的机器人，其行走装置适用在普通路面、部分建筑物外墙和部分机械外壁上，其能够保持机器人以很大的角度附着在上述工作面上。

爬壁机器人主要用于石化企业对圆柱形大罐进行探伤检查或喷漆处理，或进行建筑物的清洁和喷涂。在核工业中用来检查测厚等，还可以用于消防和造船等行业。

爬壁机器人主要分为采用磁力型和真空型，其中磁力型爬壁机器人适合吸附在导磁性的表面，真空型爬壁机器人适合在吸附在光滑的表面。

现有机器人适用于平面作业，难以逾越障碍物，在遇到障碍物时需要绕行，甚至需要人工干预越过障碍物。

这不仅降低了机器人的工作效率，而且还限制了机器人的适用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种行走装置，其能够自行越过障碍物，提高了通过性能。

本实用新型的另一目的在于提供一种机器人，其能够自行越过障碍物，从而使得机器人获得更高的自主性，提高了机器人的工作效率，拓展了机器人的适用范围。

本实用新型是这样实现的：

一种行走装置，包括底盘、行走部和举升装置，行走部设置在底盘上，举升装置包括伸缩部，伸缩部设置在底盘上并位于底盘的前侧；伸缩部能够朝向底盘的下方伸出，用于将位于底盘的前侧的行走部朝向底盘的上方抬起。

本实用新型的行走装置设置有举升装置，遇到障碍物时，通过向下伸出伸缩部从而将行走部的前端抬离行走面，搭在障碍物的上表面上，从而实现自主越障功能，因此行走装置具有更好的通过性能和适应能力。

在本实用新型较佳的技术方案中，举升装置还包括滚轮，滚轮设置在伸缩部的远离底盘的端部。

在本实用新型较佳的技术方案中，伸缩部包括相互啮合的齿轮和齿条，齿轮与底盘连接，齿条能够朝向底盘的下方伸出。

在本实用新型较佳的技术方案中，伸缩部包括主动齿轮、从动齿轮和两个齿条，主动齿轮与底盘连接，从动齿轮与底盘连接，主动齿轮与从动齿轮啮合，两个齿条分别与主动齿轮和从动齿轮啮合，齿条能够朝向底盘的下方伸出。

在本实用新型较佳的技术方案中，举升装置还包括滚轮，滚轮设置在齿条的远离底盘的端部。

在本实用新型较佳的技术方案中，举升装置包括齿轮箱，齿轮箱与底盘固定连接，主动齿轮和从动齿轮均通过枢转轴设置在齿轮箱内，主动齿轮和从动齿轮的枢转轴均平行于行走装置的行走方向，两个齿条分别设置在齿轮箱的两侧。

在本实用新型较佳的技术方案中，举升装置还包括两个滑块，两个滑块分别设置在齿轮箱的左右两侧并与齿轮箱滑动连接，两个齿条分别与两个滑块固定连接，滚轮通过枢转轴设置在滑块的端部。

在本实用新型较佳的技术方案中，行走部包括两个履带行走机构，两个履带行走机构分别设置在底盘的两侧，履带行走机构包括主动轮，主动轮位于底盘的前侧。

在本实用新型较佳的技术方案中，行走装置还包括控制部和传感器，传感器设置在底盘上，用于检测行走装置前方的障碍物，控制部与传感器和举升装置电连接，用于根据传感器检测到的障碍物信息控制举升装置的伸缩部朝向底盘的下方伸出。

一种机器人，包括工作部和上述的行走装置，工作部设置在行走装置的底盘上。

本实用新型的机器人采用本实用新型的行走装置，因此具有自主越障能力，拥有更强的通过性能，从而提高了工作效率，拓展了适用范围。

本实用新型的有益效果主要在于：通过设置举升装置使得行走装置能够自行越过障碍物，采用该行走装置的机器人因此也能够自行越过障碍物，具有更好的通过性能，提高率工作效率，拓展了适用范围。

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为本实用新型的实施例正面的立体图；

图2为本实用新型的实施例背面的立体图；

图3为本实用新型的实施例的仰视图；

图4为本实用新型的实施例的伸缩部的结构示意图。

图中：

10-底盘；20-举升装置；21-滚轮；22-齿条；23-主动齿轮；24-从动齿轮；25-滑块；26-举升电机；31-主动轮；32-拖带轮；33-履带；34-行走电机。

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。基于本实用新型中的实施例，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“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

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”、“安装”、“相连”、“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。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型中的上下、前后、左右为正交的三个方向，行走装置的前进方向为前向，倒退方向为后向，两个履带行走机构分别位于底盘的左侧和右侧，上下两个方向为垂直于底盘的方向，从而限定了上下、前后、左右。

本实用新型提供了一种行走装置，包括底盘、行走部和举升装置，所述行走部设置在所述底盘上，所述举升装置包括伸缩部，所述伸缩部的设置在所述底盘上并位于所述底盘的前侧，所述伸缩部能够朝向所述底盘的下方伸出以将位于所述底盘的前侧的所述行走部朝向所述底盘的上方抬起。

实施例一，参考附图1至附图4，本实施例的行走装置包括底盘10，底盘10的左右两侧分别设置有一个履带行走机构，底盘10的底部设置有举升装置20。

底盘10包括平板和两个履带轮安装板，履带轮安装板设置在平板的左右两侧并垂直于平板，履带行走机构的主动轮31和拖带轮32分别设置在履带轮安装板的前后两端。

举升装置20安装在平板的下表面上，举升装置20靠近主动轮31的一端，在前后方向上，举升装置20位于主动轮31之后，底盘10的中点之前。

履带行走机构还包括行走电机34，行走电机34设置在履带轮安装板的内侧，即行走电机34与主动轮31分别位于履带轮安装板的两侧，行走电机34的输出轴与主动轮31的中心轴连接。

从图1和图3中可以看出，行走装置包括两个行走电机34，举升装置20位于行走电机34的后方。

履带33张开在主动轮31和拖带轮32之间，履带33上设置有用于吸附的磁体。

主动轮31和拖带轮32的直径均大于底盘的厚度，履带33的前缘和后缘均突出于底盘10，因此对于高度达到或超过底盘10的障碍物，总是履带33的前缘先于底盘10接触到障碍物。

举升装置20包括伸缩部，图1至图4示出的均为伸缩部的回收状态，可以看出，处于回收状态的伸缩部并未达到履带33的下缘，因此处于回收状态的伸缩部并不接触行走面。

举升装置20包括齿轮和齿条22，齿轮带动齿条22运动，齿条沿垂直于底盘10的方向上下滑动，伸缩部的端部设置有滚轮21，当齿条22向下伸出时，滚轮21接触行走面，并将履带行走机构的主动轮31向上顶起，使其抬离行走面，履带行走机构的拖带轮32依然贴在行走面上。

请参考图4，图4为齿轮箱拆除前板后的结构。

举升装置20包括齿轮箱，齿轮箱固定在底盘10的下表面上，齿轮箱内设置主动齿轮23和从动齿轮24，主动齿轮23和从动齿轮24的规格相同。

需要说明的是，实施例一的齿轮齿条传动结构，主动齿轮23和从动齿轮24的规格相同是为了保证齿条同步运动，实际上仅需要主动齿轮23和从动齿轮24的模数相同即可。

主动齿轮23和从动齿轮24均通过枢轴与齿轮箱连接，主动齿轮23和从动齿轮24的枢轴均沿前后方向延伸，主动齿轮23和从动齿轮24相互啮合。

齿轮箱外设置有举升电机26，为避免干涉，举升电机26与行走电机34在前后方向上分别位于齿轮箱的两侧，举升电机26设置在齿轮箱上，举升电机26的输出轴与主动齿轮23连接。

齿轮箱的左右两侧还分别设置有两个齿条22和两个滑块25，滑块25与齿轮箱之间沿上下方向可滑动地连接，齿条22通过螺栓与滑块25固定连接，两个齿条22分别与主动齿轮23和从动齿轮24相啮合。

由于主动齿轮23和从动齿轮24相互啮合，因此举升电机26驱动主动齿轮23，即能够实现两个齿条22的同步运动，同时上升或下降。

滑块25通过滑槽与齿轮箱配合，齿轮箱上设置有限位部，用于限制滑块25的最大伸出距离。

每个滑块25的端部均设置一个滚轮21，滚轮21与滑块25连接，滚轮21与滑块25之间设置有轴承。

在优选实施例中，滚轮21上也设置有磁体，因此可以在行走面之间产生吸附力。

齿轮箱的前后方向上的两个壁板通过螺栓连接，两个壁板之间共设置6个螺栓。

行走装置还包括控制部和传感器，传感器设置在底盘10上，用于检测行走装置前方的障碍物，控制部与传感器和举升装置20电连接，用于根据传感器检测到的障碍物信息控制举升装置20的伸缩部朝向底盘10的下方伸出。

在本实施例中，传感器为视频传感器，通过分析传感器拍摄到的视频信号，来判断是否启动举升装置20。

传感器主要用于判断障碍物的高度，并且还用于判断行走装置与障碍物之间的距离，以在合适的位置启动举升装置20。

此外，传感器不仅限于视频传感器，还可以包括位置传感器、距离传感器等。

具体地，当传感器检测到障碍物小于履带行走部的主动轮31的直径的三分之一时，控制部不需要启动举升装置20，行走装置通过履带行走部能够直接通过该障碍物。

当传感器检测到障碍物的高度超过主动轮31的直径的三分之一时，控制部控制停车，并且控制举升电机26运行，驱动图4中的主动齿轮23顺时针转动，带动从动齿轮24逆时针转动，从而带动两个齿条22向下伸出，顶起主动轮31，即进行举升过程。

在举升过程中，传感器实时对障碍物进行监测，当检测到主动轮31的三分之二均超过障碍物时，即可停止举升电机26，启动行走电机34，向前行走。

在向前行走的过程中，由于主动轮31已经超过了障碍物的高度，因此主动轮31的前下侧会搭接到障碍物的顶部，从而使得履带能够顺利地驶过障碍物的顶部，继续行走从而越过障碍物。

当传感器检测到障碍物的高度过高，即使举升装置20伸出至极限位置时也无法实现主动轮31的三分之二均超过障碍物时，即选择更改行进路线，同时也可以发送障碍物信号给工作人员。

第二实施例，该实施例并未在附图中示出，该实施例中齿轮箱内仅设置一个主动齿轮，举升装置仅具有一个齿条，齿条与主动齿轮啮合，但两个滑块之间通过横担连接，因此即使齿条只直接驱动一侧的滑块运动，另一个滑块也能够实现同步运动。

由于第二实施例的其他部分与第一实施例类似，因此不再重复赘述。

本实用新型提供了一种机器人，包括工作部和上述的行走装置，工作部设置在行走装置的底盘10上。

此外，机器人还包括作为电源的电池、控制主机等，均设置在底盘10上。

本实用新型的机器人可以是一般机器人，例如具有轮式或履带式行走装置的机器人，设置有举升装置20的这些机器人具有一定的越障能力，相比传统的机器人能够越过更高的障碍物。

本实用新型的机器人可以是爬壁机器人，例如具有履带行走装置的磁力型爬壁机器人，通过设置在履带上的磁体，爬壁机器人可以吸附在金属或其他导磁物体的表面，并且通过举升装置20，使得爬壁机器人具有越障能力。

本实用新型的行走装置其能够自行越过障碍物，提高了通过性能。本实用新型的机器人采用本实用新型的行走装置，因此具有自主越障能力，拥有更强的通过性能，从而提高了工作效率，拓展了适用范围。

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)

1.一种行走装置，其特征在于，包括底盘(10)、行走部和举升装置(20)，所述行走部设置在所述底盘(10)上，所述举升装置(20)包括伸缩部，所述伸缩部设置在所述底盘(10)上并位于所述底盘(10)的前侧；所述伸缩部能够朝向所述底盘(10)的下方伸出，用于将位于所述底盘(10)的前侧的所述行走部朝向所述底盘(10)的上方抬起。

2.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于，所述举升装置(20)还包括滚轮(21)，所述滚轮(21)设置在所述伸缩部的远离所述底盘(10)的端部。

3.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于，所述伸缩部包括相互啮合的齿轮和齿条(22)，所述齿轮与所述底盘(10)连接，所述齿条(22)能够朝向所述底盘(10)的下方伸出。

4.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于，所述伸缩部包括主动齿轮(23)、从动齿轮(24)和两个齿条(22)，所述主动齿轮(23)与所述底盘(10)连接，所述从动齿轮(24)与所述底盘(10)连接，所述主动齿轮(23)与所述从动齿轮(24)啮合，两个所述齿条(22)分别与所述主动齿轮(23)和所述从动齿轮(24)啮合，所述齿条(22)能够朝向所述底盘(10)的下方伸出。

5.根据权利要求3或4所述的行走装置，其特征在于，所述举升装置(20)还包括滚轮(21)，所述滚轮(21)设置在所述齿条(22)的远离所述底盘(10)的端部。

6.根据权利要求4所述的行走装置，其特征在于，所述举升装置(20)包括齿轮箱，所述齿轮箱与所述底盘(10)固定连接，所述主动齿轮(23)和所述从动齿轮(24)均通过枢转轴设置在所述齿轮箱内，所述主动齿轮(23)和所述从动齿轮(24)的枢转轴均平行于所述行走装置的行走方向，两个所述齿条(22)分别设置在所述齿轮箱左右两侧。

7.根据权利要求6所述的行走装置，其特征在于，所述举升装置(20)还包括两个滑块(25)和两个滚轮(21)，两个所述滑块(25)分别设置在所述齿轮箱的左右两侧并与所述齿轮箱滑动连接，两个所述齿条(22)分别与两个所述滑块(25)固定连接，所述滚轮(21)通过枢转轴设置在所述滑块(25)的端部。

8.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于，所述行走部包括两个履带行走机构，两个所述履带行走机构分别设置在所述底盘(10)的两侧，所述履带行走机构包括主动轮(31)，所述主动轮位于所述底盘(10)的前侧。

9.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于，所述行走装置还包括控制部和传感器，所述传感器设置在所述底盘(10)上，用于检测所述行走装置前方的障碍物，所述控制部与所述传感器和所述举升装置(20)电连接，用于根据所述传感器检测到的障碍物信息控制所述举升装置(20)的伸缩部朝向所述底盘(10)的下方伸出。

10.一种机器人，其特征在于，包括工作部和权利要求1至9中任一项所述的行走装置，所述工作部设置在所述行走装置的底盘(10)上。

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