TW201111129A - Two-wheel robot with assistance wheel - Google Patents

Description

201111129 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及壹種具備兩個驅動輪的投擲用機器人，具 體涉及壹種移動機器人時可以保持重心的具備支撐腿的投 擲用機器人。 【先前技術】 Ο 最近，由於控制技術的發達，整個產業和醫療、抗災 工作等各種領域都在使用機器人。這種機器人的移動方 法主要使用關節和腿部（leg)或者輪子或者兩者並用。 其中，使用輪子的例子如下：日本專利公開 2007-223 3 99號、日本專利公開2007-280408號和日本專 利公開 2006-136962 號和大韓民國專利公開 10-2005-0079122 號、大韓民國專利公開 ❹ ^-2007-0099146號以及日本專利公開2005-0288587 號、日本專利公開2004-0345030號等公開了將輪子緊貼 在本體上，使用陀螺儀傳感器和角速度傳感器，在物體 倒立時’也可以向前方前進或者向後方後退的機器人。 如上所述，日本專利公開20〇7_223399號、日本專利 公開2007-280408號、日本專利公開2006-136962號公 開了具備雙輪結構的倒立型機器人。這種機器人在移動 過程中出現卡槽等障礙物時，需要避開障礙物繞道移動。 為瞭解決上述問題且幫助保持重心均衡，大韓民國專 201111129 利公開 10-2005-0079122 號和 10_2007-0099146 號公開了 除了置於本體下部的若幹個驅動輪之外，還以壹體型固 定的模式設置輔助輪的技術方案。除此之外，日本專利 公開2005-0288587號公開了除了主輪之外，還具備若幹 個輔助輪，且使用液壓根據卡槽的高度提升及下降辅助 輪的技術方案，日本專利公開2〇〇4 〇345〇3〇號衣鏈路連 接若幹個辅助輪而提升機下降的技術方案。 〇 可是，上述現有技術中，以固定模式設置輔助輪時， 驅動輪通過之後，機器人的本體向後方傾斜使輔助輪被 障礙物卡住，致使機器人不能向前方移動。提升及下降 時，始終需要在本體的外部特別設置辅助輪而加大機器 人的體積。因此，即使可以通過地面的卡槽也會出現側 面障礙物時’反而阻礙通過。而且，由於輔助輪部分始 終向外部突出，投擲時可能會損壞辅助輪等的突出部 刀因此，這種技術方案不能用於投擲到火災現場等的 〇 機器人。 而且，上述現有技術中，大韓民國註冊專利10_0783624 號公開了本體的體積沒有輪子大的機胃人。這種機器人 在本體設置壹對電機，電機的轴具備壹對輪子，所述本 體安裝攝像頭模塊和各種感應器’並通過發送資訊部以 無線方式向外部發送通過所述攝像頭模塊和感應器模塊 取得的資訊，從而發生火災、恐怖行動等危險情況而投 擲到危險地區時，即使某些部分接觸到危險情況，也像 球吸收沖擊査樣吸收沖擊。 201111129 可是’上述機器人具備了兩個輪子且沒有具備輔助 輪’其弊端在於：需要設置在移動過程中用於保持機器 人重〜的精確的控m a出現卡槽等情況時機器人 不能移動或者移動之後㈣中心位置，即，本體採取倒 立姿勢需要相當長的時間等。 Ο Ο 為除解決上述弊端’本申請人的專利申請號為 ίο-觸9-_8625號的在先申請專利公開了壹種雙輪型 機器人胃機器人具備包括攝像頭模塊和各種傳感器（溫 度傳感H、煤氣傳感H、陀螺儀傳感器等）的電氣元器 件’且如®1所示’本體兩側具備通過驅動電機驅動的 2個驅動輪⑽），其特徵在於，包括支撐腿（丨⑼、輔助 電機⑽）、球型輪（13〇)和緩沖板（14〇);該支擇腿由於 呈弧型，緊贴到本體時不向驅動輪（20)的外部露出，且 以壹侧終端可轉㈣模式設置在所述本體；該辅助電 機（120)設置在所述支㈣⑴Q)或者本體，直接或者通過 動力傳動機構與所述支撐腿（11〇)連接而轉動支撐腿 (no);該球型輪（130)設置於所述支撐腿（ιι〇)的終端； 該緩沖板（140)以向本體突出的模式形成在所述球型輪 (130)和支撐腿（ι1〇)的連接部分且具備彈性。 而且，所述緩沖板（丨4〇)中，朝向本體外部的端部（以下 稱為突出部’ 142)比支標腿⑴〇)更突出，朝向本體的部 分（以下稱為彈性部，144)從接近球型輪的位置向支 撐腿（no)方向彎曲而具備彈性。這種所述緩沖板（14〇) 的結構可以防止雙輪型機器人跨越卡槽（200)時支撐腿 5 201111129 (110)被卡住，還可以使設置於支撐腿（11〇)的主電池免受 外部沖擊。 可是，由於上述雙輪型機器人，即，投擲用機器人的 緩沖板（140)呈板狀，有時出現彈性部（144)的内侧末端部 分被障礙物卡住而阻礙機器人的移動的情況。 而且，由於支撐腿（11〇)需要單獨設置球型輪（13〇”投 擲時，球型輪（130)被損壞而不能準確地定位好投擲機器 Q 人的準確位置，且由於與地面之間的摩擦，會阻礙機器 人的移動。 【發明内容】 為瞭解決上述問題，本發明提供壹種以如下内容為特 徵的具備兩個驅動輪的雙輪型機器人，其特徵在於：使 緊貼在本體或者從本體分離的支撐腿的端部變尖，尖尖 的端部形成曲面以最大限度減少摩擦力，且在支撐腿上 Θ 以壹體型形成可以提供電池安裝空間的蓋子，從而防止 穿過卡槽的過程中支撐腿被卡槽卡住而順利穿過卡槽並 穩定地移動雙輪型投擲機器人。 本發明的技術方案在於： 為了實現本發明的上述目的，本發明提供壹種以如下 内谷為特徵的具備兩個驅動輪的雙輪型機器人，其特徵 在於：本體的兩側具備通過驅動電機驅動的兩個驅動 輪，且以壹侧通過輔助電機轉動的模式在所述本體設置 6 201111129 呈弧狀的支擇腿，從而緊貼在本體時不向驅動輪的外部 突出且伸展時支撐本體的雙輪型投_機器人包括摩擦 部、基準部和蓋子；該摩擦部尖尖地突出於所述支撐腿 的終端且w尖尖的形狀突出的終端呈曲面而最大限度減 少摩擦力；該基準部以三角板型突出形成於所述支撐腿 終端的外側，從而將支樓腿緊貼在本體内部時，比驅動 輪更向外侧突出，使機器人保持重心；該蓋子蓋住與所 ◎述支撑腿的本體相對應的s，比起呈弧狀的支撑腿更向 本體侧突出，從摩擦部開始形成幾乎呈直線的面。所述 雙輪型機器人在跨越卡槽的過程中，防止支撐腿被卡槽 卡住且投擲時大幅降低機器人的損壞率，從而穩定地保 持雙輪型投擲用機器人的移動。 在所述蓋子和支撐腿之間形成的空間設置主電池。 而且，所述摩擦部和基準部及蓋子呈壹體型。 本發明的技術效果在於： 0 由於具備上述結構的輔助輪，投擲雙輪型機器人時， 將支樓腿緊貼在本體且幾乎不會向驅動輪的外部突出而 保護元器件的同時，為了移動伸展所述支撐腿時，實際 上以二輪驅動，從而保證移動的穩定性。而且，跨越卡 槽時，支撐腿會等待驅動輪通過卡槽之後通過，從而使 緩沖板掛到卡槽，為支撐腿柔和地跨越卡槽提供條件， 保證機器人穩定地移動。 另外’在構成所述支撐腿的支撐腿上具備主電池來保 持重心，從而使雙輪型機器人在移動時採取倒立姿勢。 201111129 【實施方式】 以下參考圖式進壹步詳細說明本發明的實施例。 圖2是圖示本發明雙輪型投擲機器人的斜視圖，圖3 是圖示支撐腿和本體的結合狀態的圖2的局部切開平面 圖，圖4為圖示支樓腿的背面斜視圖，圖5為圖示折爲 支撐腿時狀態的側面圖，圖6是圖示本發明雙輪型投掷 機器人通過障礙物過程的側面圊。 〇 本發明的具備支撐腿的雙輪型機器人包括本體（10)、 具備於所述本體（10)的兩側終端的壹對驅動輪（2〇)、驅動 所述壹對驅動輪（20)的驅動電機（未圖示）、包括具備於所 述本體（10)的攝像頭模塊（30)和各種傳感器（溫度傳感 器、煤氣傳感器、陀螺儀傳感器等）的電氣元器件、控制 所述電氣元器件的動作且監控機器人的控制部（未圖示） 以及以可以折疊的模式具備於所述本體（1〇)的支撐腿 〇 (110)。 在上述結構中，本體（10)呈圓筒形，中心軸與地面平 行，壹側形成插入支撐腿（110)的插槽（12)，内部具備攝 像頭模塊（30)和傳感器、控制部、驅動電機等。 而且所述驅動輪（20)沿著凸狀盤碟狀部（22)的邊沿圓 周形成向垂直方向突出接地部（24)的碗（b〇wi)狀體，並直 接或者通過動力傳動機構（鏈、帶燈）與驅動電機（使用壹 個或者兩個）連接，在本體（丨〇)的兩侧外周設置接地部 8 201111129 (24)，以使盤碟狀部（22)相互對稱且面對著面。而且，與 地面接觸的接地部（24)呈凹凸狀，以保證在旋轉過程中 具備防滑功能，出現降落等沖擊時吸收沖擊，並保證強 度。 而且，具備於所述雙輪型機器人的支撐腿（11〇)呈弧 狀，緊貼在本體（10)時插入到插槽（12)内且不向驅動輪 (20)的外部突出，壹側終端通過鉸鏈軸、軸承、碗狀體 Q 等以可以在本體（10)轉動的方式設置在所述本體（10)的 插槽（12)襄。所述支撐腿（11〇)直接或者通過動力傳動機 構與輔助電機（120)連接而旋轉。 而且，所述支撐腿（11〇)的終端尖尖地突出摩擦部 (150)，所述摩擦部（15〇)的尖尖突出的終端呈曲面以最大 限度減少與地面之間的摩擦力。伸展支撐腿（11〇)時，所 述摩擦部（150)會與地面接觸。 而且，所述支樓腿（11〇)的終端和摩擦部（15〇)的分界處 〇 向外侧突出形成三角板型基準部（160)。所述基準部（160) 起到基準作用’從而將支撐腿（uo)緊貼在本體（1〇)内部 時’比驅動輪（20)更向外侧突出，使機器人保持重心。 與所述支撐腿（110)的本體（10)面對著面的面設置蓋子 (1 70)，該蓋子（170)比起弧狀支撐腿（110)更向本體（10) 側突出且從摩擦部（1 50)開始幾乎呈直線的面。雙輪型機 器人跨越卡槽時，所述蓋子（170)防止支撐腿（u〇)被卡住 阻礙機器人移動。由於所述蓋子（170)形成的支樓腿（110) 和蓋子（170)之間的空間進壹步設置控制雙輪型機器人 9 201111129 的主電池（40)。所述主電池（4〇)是在雙輪型機器人中重量 最重的部分，使支撐腿（11〇)保持雙輪型機器人的整體重 心。所述蓋子（170)起到保護主電池（4〇)的作用。 而且，所述辅助輪（120)以壹體型設置於本體（1〇)，直 接或者通過齒輪等動力傳動機構與支撐腿（110)的壹側 連接而旋轉支撐腿（11〇)。本發明實施例中，在輔助電機 (120)的軸設置旋轉板（122)和支撐腿（110)的旋轉重心部 q (114)與所述輔助電機（丨2〇)的軸相隔壹定間距的位置進 壹步結合旋轉板（122)和支撐腿（110)，從而防止旋轉時滑 動所述旋轉板（122)和支撐腿（11〇)的結合使突起（122a) 和結合孔（1 1 8)相應地相互結合。 另外’所述機器人進壹步設置指示燈。 具備上述結構的本發明雙輪型機器人通過發送資訊部 以無線方式向外部發送通過所述攝像頭模塊和傳感器模 塊取得的資訊，且出現火災、恐怖行動等危險情況時， 0 技擲到危險地區而使用。移動所述機器人的過程中，伸 展支撐腿（110)時’摩擦部（150)與地面接觸，實際上以三 輪移動。具備於支撐腿（110)的輔助電機（12〇)和主電池 (40)的重量很大，使機器人整體上保持重心，從而保證 機器人移動的穩定性。 另外’根據不同情況，伸展所述支樓腿（1 1 0)時，根據 機器人折疊型支撐腿（110)的不同位置（下方及上側），可 能會發生機器人被顛覆的情況。比如，支撐腿（11〇)位於 上側且伸展支撐腿（110)時，機器人為了找到正常位置進 201111129 行旋轉使支撐腿（110)的摩擦部（150)接觸到地面。此時， 支撐腿（110)的弧狀外周面與地面接觸而導致機器人被 顛覆（上下顛倒）。 如上所述，機器人被顛覆時，如果機器人為了伸展支 撐腿（110)找到正常位置進行旋轉或者向前方前進，基準 部（160)會接觸到地面把住機器人的位置，從而使機器人 找到正常位置。 Q 而且，沒有設置所述蓋子（170)時，在伸展支撐腿（110) 的狀態下移動的過程中，如果出現具有高度差的障礙 物，機器人的驅動輪（20)會移動到障礙物上向前方前 進’但是’弧狀支撐腿（110)會被所述障礙物（2〇〇)卡住阻 止機器人移動。 而且，像本發明，採用設置向本體（1〇)侧突出的蓋子 (170)作為克服所述高度差的壹種方法時，如圖6所示， 所述驅動輪（20)通過障礙物的過程中，所述支撑腿（11〇) Ο 會起到支撐作用使驅動輪（20)通過障礙物。然後，支樓 腿（110)通過障礙物之前，所述蓋子（170)的突出面接觸到 所述障礙物的邊角擡起移動機器人的支撐腿（110)部分 使整個機器人多少傾斜，從而保證支撐腿（n0)順利地滑 過障礙物。 另外’如上所述，在蓋子（170)和支撐腿（110)之間的空 間安裝機器人的主電池（4〇)。該主電池（4〇)起到保持機器 人重心的作用。而且，向機器人施加沖擊或者克服高度 差和障礙物時’如果不具備緩沖板（140)，會直接損壞主 11 201111129 電池。進壹步’採用上述移動機器人作為抗災機器人時， 鑒於抗災機器人是投擲用機器人，支撐腿（11〇)和蓋子 (170)保護主電池（40)免受與地面接觸時產生的沖擊。 【圖式簡單說明】 圖1是圖示現有雙輪型投擲機器人的支撐腿的斜視 圖。 0 圖2是圖示本發明雙輪型投擲機器人的斜視圖。 圖3是圖示支撐腿和本體的結合狀態的圖2的局部切 開平面圖。 圖4為圖示支撐腿的背面斜視圖。 圖5為圖示折疊支撐腿時狀態的側面圖。 圖6是圖示本發明雙輪型投擲機器人通過障礙物過程 的侧面圖。 〇【主要元件符號說明】 20 :驅動輪 110 :支撐腿 150 :摩擦部 170 :蓋子 10 :本體 40 :主電池 120 :輔助電機 160 :基準部 :障礙物 12

Claims (1)

1. 201111129 七、申請專利範圍： 1、壹種雙輪型投擲用機器人，其特徵在於：本體（10)的兩 側具備通過驅動電機驅動的兩個驅動輪（2 〇 )，且以壹側 通過輔助電機（120)轉動的模式在所述本體（1〇)設置呈弧 狀的支撐腿（110)，從而緊貼在本體時不向驅動輪的外部 突出且伸展時支撐本體（1〇)的雙輪型投擲用機器人包括 摩擦部（150)、基準部（160)和蓋子（170);該摩擦部（150) 0 尖尖地突出於所述支樓腿（11〇)的終端且以尖尖的形狀 突出的終端呈曲面而最大限度減少摩擦力；該基準部起 到基準作用’以三角板型突出形成於所述支撐腿（u〇)終 端的外側，從而將支撐腿（110)緊貼在本體（10)内部時， 比驅動輪（20)更向外側突出，使機器人保持重心；該蓋 子蓋住與所述支撐腿（110)的本體（10)相對應的面，比起 呈弧狀的支撐腿（11 〇)更向本體（1 〇)側突出，從摩擦部 (150)開始形成幾乎呈直線的面。 〇2、根據權利要求1所述的雙輪型投擲用機器人，其特徵在 於：在所述蓋子（170)和支撐腿（11〇)之間形成的空間設置 主電池（40)。 3、根據權利要求1所述的雙輪型投擲用機器人，其特徵在 於：所述摩擦部（150)、基準部（160)和蓋子（170)呈壹體 型〇 13