TWI377144B - Mobile robot included servo-wheel for topography conquest - Google Patents

Description

1377144 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 至今生產的產業用機器人不同，是關於為了提供 隨務枝作的小型鷄機狀，主要用於 ，(Ubiqultous Sensor Netw〇rk)或 URC__u， 最下部裝置。平時該辅雜隱藏在主體内部，當 平'時’該辅助輪自動下降並接觸到地面，具有支撐桿 的乍用。該輔助輪只能向前進的方向旋轉，不能後退

，有高差的地面，是關於一種小型移動機器人 U 用於克服地形的辅助輪。 衣令月匕 【先前技術】 _ ίί世=地機11人產業快速成長，研究支持政策也在不 口強，曰慧型服^務機器人及產業用、特殊目的用智慧型 器人的開發也越來越多。為了提供高性能的多種不同服務，重 點進行機器人的功能及機器人移動方面的研究。尤豆，在探 勘丄觀察、、經濟等目的開發的機器人方面，為了在指定的位置 ^完成及履行功能，增加如感應系統、通信技術、網路技術、 夕種巧動功能、克服障礙物及極寒冷地形功能等，製作一種具 有能獲得可靠的資訊，擴大活動領域等高性能的機器人。/、 抑普通的兩輪移動機器人，比雙腳機器人及特殊形態的移動 機器人，移動技術比較簡單，速度及經濟性都比較高，但是， 因，在特殊地形條件下受限制，所以專門研究容易移動的雙腳 機器人、多輪、機器人及配有特殊形態驅動裝置的機器人。同 時，兩輪移動機器人或兩輪服務機器人，比起仿人類及多種移 動型機器人，製作費用更低、技術更簡單、移動性更佳。 這種雙輪小型移動機器人1如圖i中所示。這種雙輪小 型移動機器人1與普通的習知USN感應機器人不同，在移動 過程中可以進行通信、線上傳送指定位置的各類資訊的雙輪小 型智慧型機器人。這種雙輪小型移動機器人〗在主體1〇的兩 3 二20b;並利用藍芽的_0與機器人 ίϊ移，(前進、後退、旋轉)/停止、攝影鏡頭影 人二透過調整錢1機喊度細整機器的 ίϊϊΐί及感應各類監控資訊。同時，因採用遠端控制4〇 括二功能1在使用過程中透過操作與移動機器人相關的 #六# = #二後退、旋轉等）/停止及額外的速度調整按鍵， 很1透過乍小的空間或繞過有障礙物的地方。 _i3USN系統中’為了在寬大的領域中保證提供正確 訊’要求安裝多個感應系統。但是，這種雙輪 诚处m能互相之間進行通信及移動，能擴大感應領 ^里罪近在指定的位置上進行監控，正確地測量目標值。 雙輪小型移動機狀1為了更平穩地鑛及控制動 回轉儀感應器、加速度感應器及自動記錄器等，測出 慣性引起的扭矩’透過回饋補償電路達到保持姿勢及 “、::衡:同時’ _裝有能躺障礙物及其它物體的感應 ^ ’線上线前後方情況，提伽麟礙方面的資訊。 =時’ $ 了縮小整個系統’内裝有綜合影像及通信的模 可以履行與其他機器人之間及祠服器之間的通信，可交 移巧過程中的資訊。但是，具有以上優秀功能的雙 移動機器人1在移動到目的地的過程中，如果遇到特殊 L = ，如門植等有高差的地方時，無法越過，雙輪發生向 1二、，，象。同時，在有高差的地方無法克服障礙物，所以也 無法到達指定的位置。 【發明内容】 本發明疋為了解決先前技術所述的問題點，其目的是： 為了，供習知的智慧型研究基礎技術及工程用、高階個人 I!"矛同性能產業服_產品，能容易克服具有高差的地 i酱i问習知智慧型機器人的技術及為了適用於USN及URC 業中克服不同地形情況，提供配有獅輪的移動機器人。 同時’本發明的另一個目的是為了提 ===現地形有高差時辅 -- 器人係由： 疋裡頰貝訊，廷種雙輪小型移動機 分配在兩個主輪兩側的主體； 服， 轉二==ΐ=，=機的旋 主體上配備的鉸鏈旋轉連“。並 則述第一連接與前述 克服地形_裝辅的小型移以此為特徵的，為了 並連是在㈣有長形孔， 動提機，，為_^:== -方=轉=2以=:當伺服電機向第 -方向相反的第二方向旋轉^助輪，與前述第 輪，並使它與地面貼近。並提供_種==下;= 1377144 地形而内裝輔助輪的小型移動機器人。 同時’本發明應該是，前述辅助輪 了可旋轉的輪子，該輪子的，上安裝有 此為特齡為了克服地形而内裝辅型忿 了多辅:^=裝 此職的，為了克___的小型 單側在輪子 齒輪部件卡二末 ° ^ Λ〇 马了规辄*喊獅輪的小_動機器 上部;方⑽轉裝置的連接部末端 *輪子的:;出：供==徵=P突出的部位 裝辅助輪的小型移動機器人。”、’、‘、、了克服地形而内 般粗其=形成如同齒輪 輔助輪的小型移動機器人。…#、為了克服地形而内裝 本發明將具有如下優點： :二:計成複:動:構為輔了助^^不: 化，使移動情況更加順利，並經由门n的姓ft簡早的結構變 化移動機以，麵射面核大iHr構’械小型智慧 问時，可以連接多種不同形式的輔助輪按照不同的地形 6 砥禪州的輪子，可以向多種不同的領域中移動。 物資訊 更加：在在=移及動特時殊 ^以多種不同的形式應用在移動機器人領域中及早礙 容易決了習知兩輪智慧移動機器人的缺點， 小型移動^人提供—種内裝有全新高性能辅助輪的 【實施方式】 以下’請參照圖式更加詳細地說明本發 i*先，，U Γ斤不’配有能克服高差地形的輔助輪120。 機器人⑽基了理克服不同地形内裝辅助輪的小型移動 写人tut 了克服不__裝辅助輪的小型移動機 “下織疋ΐΐ"人的平臺上安裝各種感應器及攝像裝置的 動在主趙110 120。 尤八為了克服有尚差的地形’在後方配有輔助輪 轉軸t輪卜120^ΐί酉己置在主體110後方伺服電機122的旋 丨 有问差的地形環境中辅助輪120下降並接觸 ^ ，具有支持桿的作用。該輔助輪12G只向前進方向^ 方向f轉。這種輔助輪120安裂在主體110的後 以’W1透、安裝在前述主體11G上關服電機122妨操作。 =服電機122的旋轉軸122a可以向正向及反向旋轉，在 旋轉軸122a上透過連接部13〇連接輔助輪12〇。 電機，前述連接部130包括，在前述伺服 轴上連接一側端部的第一連接132及， 山\連接132的另一端部上該一側端部可旋轉連接，另 一側端部上可旋轉絲前述辅助輪12G的第二連接135 1377144 時’如圖所示’前述第二連接135比第一連接132長度上更長， 轉連接在前述主體110的鉸鏈軸140上，透過這種結構， 當^述連接部130，在伺服電機122的旋轉軸122a向第σ一方 向旋轉時’例如，正旋轉時，帶動第一連接132 一起旋轉透 ft連接出向主體110上部空間旋轉提高辅助輪120，如 圖中點線表示的那樣，存放在主體110的内部。 …热ft相ί，當與第—方向相反的第二方向旋轉時，例如， 接132向反方向旋轉，透過第二連接出從 表示的那樣，緊貼在地面上。 貫踝 、查垃ft前述第二連接135射間部位上有長孔⑷，並且 ，順著it?動長= =電機122的旋轉軸122a赠述欽鍵⑷ =& f向地面放下辅助輪120的圖2實線及圖％的實線 =上，鉸鏈軸140在長孔142中連接輔助輪12〇的一側上。 參 m隱藏在地㈣部的圖2及圖 的ΐίί 欽鍵軸140位於遠離長孔142中輔助輪12〇 一方面根據本發明，雙輪小型移動機器 二轉装置160。此時，前述輪子⑸可 構’也可以如圖2及圖4a，4b中所示具有多個 這^!輸12G上配有只能向順方向，即线 ==防止逆向旋轉’即主體110的後退方向旋轉:ΐί 助輪120向下接觸地面時，逆^的^下輔 6疋轉乂上早一方向旋轉裝置160是如圖4b中 8 1377144 詳細說明那樣，包括固定在輪子15ι 部掛在前述齒輪部件I62上的制動桿=的齒輪部件162及端 同時，前述制動桿164中掛在齒 置，就在前述輪子151的申心細前 口1^件162上的末端位 方向旋轉，防止逆方向旋轉。，〜、允許輔助輪120向順 一方面，如圖5中所示，本發明φ 160在連接部130的末端上部方向旋轉裝置 突出二尤，這種結構中，形成辅助輪= …~周邊的表祕成絲狀姆面結構。 占= :::時，比前面所說的圓形輪子15i f不; 摩擦力，減少向後滑動的現象。 个十整的地面上增加 本發明是可以透過舰電機122 接在主微電腦控制器（圖中未示)上，可匕形式’連 =:，即’當發生高差的地形 輪子，平時隱藏在裡面。 心、逖鲕徑制來放下 的小為了克服地形而内裝有輔助輪120 削婦動機器人100,如圖6所示， 的兩個主輪112a、112b，向目標點移動。在這種产 的方式透過採職芽的pDA及機器人二益= = = = 前 速細來細人軸速度，並獲得各 ㈣當翻遠端控制時，因具有與機器人的移動相 ^、後退、旋轉等），停止及額外的調節鍵等， 月t*合易地避開乍小的空間及有障礙物的地方。

昧在這種移動過程中，如果出現高差地形K 將下縣_職面，軸域逆向的作用， 使輔助輪120向順方向旋轉，克服高差的問題。 9 1377144 中夫千、認南差地形是透過主體no中内裝的照相機（圖 岑於頭畫=Ρ〇^上的用戶很容易看到。即’用戶將透過攝 道前進方向上有高差地形κ時，放下辅助輪 替料=輪120在主體110内部的狀態下後退機器人時， 頃斜的狀態下移動’此時攝影鏡頭的方向略向 貝能看到高差地形K，並以此為依據，透過 助輪m 機122，向地面放下輔 面放下輔助輪w 作貝也刊驗繼等，任意向地 電機^騎頭感應高差地形κ時，透過伺服 ϊΐ ^的作用下，提前向地面放下位於主體no後端部的輔 ^由單在m陳㈣糊差的== 時丄由早一方向奴轉裝置16〇 ， ^ ^ ^ ^ ==，_直高差地紅向二== 垃網旋轉裝置16°是，當兩個主輪必、mb ί 向後擠壓時，制動桿164掛在齒輪部件脱 i貼f的逆旋轉⑺時，主體⑽*會推向後方， g貼在地面上，透過兩魅輪112a、旋轉，越過高差地 此時，因兩個主輪112a、112b的推動方向形成 透過此反細力辅雜12G與地n= 動機器： 在如上所述的發明中’習知的移動機器人是為了克服高差 10 1377144 及地形不平整’設計成複雜的結構或增加輔助裝置，但是，本 發明的小型移動機器人100中採用平常輔助輪12〇隱藏在主體 内部’當出現不平^或高差時輔助輪120下降並克服高 差時’本發明只透過對輔助輪12〇進行簡單的結構變化， 在有高差的地形中也能順利移動，能形成小型智慧化移動機器 人’在經濟方面有很大的優點。 ° 同時，本發明是可以配置如同齒輪等不同形狀的輔助輪 120，在不同的地形上選擇不同的輔助輪120，透過這種方式 可以在多種不同的領域中使用。 同時’本發明不僅能應用於如上所述的高差及特殊地形上 釀巧利移動’也在向目標地移動過程中，透過通信方式提供環境 資訊及障礙物資訊，以多種方式應用機器人。同時，解決了現 輪智慧型移動機器人的缺點，更加容易克服高差地形κ， 提高全新高性能，内裝有辅助輪120的小型移動機器人100。 本，明透過參考以上圖式及特定實施例進行了詳細說 但是，這並不表示本發明只限制在特定的結構。如具有本 行業通常知識的人都知道’在不超過以下權利要求項中啟示的 本發明技術思想及_範_情況下，可修正_更為多種不 同的實施例。例如，為了防止輔助輪的滑動，增加摩擦係數高 • $外層或形成等粗糖的面’也可以組合成多個輪的形 ^。但是，只料實施例進行單純的修正或設計變更後的結 構’將屬於本發明的權利要求範圍之内。 11 1377144 【圖式簡單說明】 圖1 :係習知技術的兩輪小型移動機器人的全體結 圖2 :係本發明結構實施例之示意圖。 ’、忍圖。 圖么係本發縣構實施例之料圖，⑻主體與輔助輪的 不思圖，（b)詳細表示連接部動作的動作示意圖。 圖4:係本發明結構實施例之侧面圖，⑻是後方側面 是右侧面圖。 1 ) 圖5:係本發明結構實施例之安裝齒輪結構輪子的結構示意圖。 圖6:係本發明結構實施例之越過有高差地形的過程示意圖。 【主要元件符號說明】

雙輪小型移動機器人1 主體10

輪子 20a、20b PDA 30 遠端控制40 小型移動機器人1〇〇 主體110 主輪 112a、112b 辅助輪120 伺服電機122 旋轉軸122a 連接部130 第一連接132 第二連接135 较鍵轴140 長孔142 輪子151 單一方向旋轉裝置160 齒輪部件162 制動桿164 12 1377144 突出部170 高差地形κ

Claims (1)

1. 七、申請專利範圍 1.—種 /〇/年彡月修正替換頁 SSr1iS==: ^ 用，在順方向透過辅助輪的作用，向形成支揮作 !5;申請專利範圍第1項所述之結構ϊ； ==構。 _艮電機的旋轉軸上連接—側位是在 接該-側端部:二 上第?連接’該第二連接是可:：接包= 3.依申請專利範圍第2項所述之姓 :成長孔，顧鉸相連接Γ雜鏈 服電機的方圍向第旋2轉構的上其二’ T連接部位向词 5.依申請專利朗第丨助輪達到地面。 =端上安裝了可旋轉輪，該輪的二 部末之的其:，該輔助輪的連接 旋轉裝置。 W 雜的―側面上安裝單-方向 7.依申請專利範圍第5或 ψι 年；月細修正替換頁 於上的制動桿，該制動桿中掛齒輪部件的末端位置在 旋ς輪的中心轴前方，允許向辅助輪_方向旋轉及防止逆向 8裝7請範圍第7項所述之結構，其中，該單-方向旋轉 裝置疋’連接部末端上部形成心.，⑽j ^巧轉 ===第面:項所述之結構，其中， 以上大·出部位位於輪子外側 該輪子在其外周