多功能越障機(jī)器人的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種越障機(jī)器人，具體涉及一種多功能越障機(jī)器人。
【【背景技術(shù)】】
[0002]近年來，為了進(jìn)一步解放人們的勞動(dòng)力，機(jī)器人技術(shù)取得突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，機(jī)器人的種類不斷增加，除了主要用于制造業(yè)的工業(yè)機(jī)器人外，還出現(xiàn)了應(yīng)用于航天、航海、軍事、抗災(zāi)救援等領(lǐng)域的小型移動(dòng)機(jī)器人。小型移動(dòng)機(jī)器人由于其特殊的需求已經(jīng)成為特種機(jī)器人極為重要的分支。該種機(jī)器人具有可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)、隱蔽性強(qiáng)、便于攜帶等特點(diǎn)，這使其成為執(zhí)行偵察和高危險(xiǎn)任務(wù)的理想平臺(tái)。它們外型千姿百態(tài)，從無人駕駛的機(jī)器人戰(zhàn)車到各種仿生外型的機(jī)器人裝置。由于其應(yīng)用的特殊性，小型移動(dòng)機(jī)器人大多都要求越障，面臨著許多未知的地形，可能會(huì)遇到各種障礙物，這樣就無法保證機(jī)器人完成相關(guān)的任務(wù)，因此提高移動(dòng)機(jī)器人的地形適應(yīng)性和越障能力已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究方向。
[0003]目前，國內(nèi)外機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)按移動(dòng)方式可以分為輪式、腿式、履帶式等。然而，它們各自都存在著相應(yīng)的缺陷:輪式結(jié)構(gòu)速度快，控制靈活，但越障能力有限;腿式結(jié)構(gòu)適應(yīng)能力強(qiáng)，觀賞性也好，但控制也最復(fù)雜，移動(dòng)時(shí)機(jī)身震動(dòng)可能較大，且不適于對(duì)靈活性、快速性要求高的場(chǎng)合;履帶式移動(dòng)機(jī)器人重量大，能耗高等。由于每種結(jié)構(gòu)都有優(yōu)缺點(diǎn)，如果將其中的兩種或是多種結(jié)構(gòu)相結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)彼此的不足，就可以使機(jī)器人的行走性能得到很大的改善。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種多功能越障機(jī)器人，在平地時(shí)用輪子移動(dòng)，遇到障礙時(shí)自動(dòng)用腿進(jìn)行越障，并且利用車底盤及腿的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在水中的移動(dòng)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型包括底盤，底盤的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有至少兩組輪子，所有輪子均通過與其對(duì)應(yīng)的輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，底盤的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有至少兩組越障腳，所有越障腳通過與其對(duì)應(yīng)的模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)，底盤前進(jìn)方向的邊緣上設(shè)置有距離傳感器，距離傳感器以及所有輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)和模塊電機(jī)均固定在底盤正面。
[0006]所述模塊電機(jī)包括碼盤、光電傳感器和驅(qū)動(dòng)越障腳的越障腳驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0007]所述越障腳上具有鋸齒狀的凸臺(tái)。
[0008]所述越障腳為弧形結(jié)構(gòu)。
[0009]所述底盤的邊緣具有向上翹起的弧形結(jié)構(gòu)。
[0010]所述一組越障腳中兩個(gè)越障腳間的距離大于一組輪子中兩個(gè)輪子間的距離。
[0011]所述越障腳通過螺栓與越障腳支架相連，越障腳支架通過銷釘和聯(lián)軸器與模塊電機(jī)相連。
[0012]所述輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過聯(lián)軸器與輪子相連。
[0013]所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過電機(jī)座與底盤連接，距離傳感器通過傳感器支架與底盤連接；
[0014]所述電機(jī)座與底盤通過螺栓螺母連接，傳感器支架與底盤通過螺栓螺母連接。
[0015]所述輪子和越障腳均為四個(gè)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)比，本實(shí)用新型在平地時(shí)通過輪子進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，當(dāng)遇到障礙時(shí)，能夠通過多個(gè)越障腳越過障礙，當(dāng)進(jìn)入水中時(shí)，能夠通過底盤漂浮，并通過越障腳劃水前進(jìn)，本實(shí)用新型根據(jù)不同環(huán)境選擇不同的運(yùn)動(dòng)方式，提高了環(huán)境適應(yīng)力和工作效率，具有體積小，能耗低，活動(dòng)的盲區(qū)小，靈活穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，易于實(shí)現(xiàn)變形，能夠廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的場(chǎng)合。
[0017]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的模塊電機(jī)包括碼盤、光電傳感器和驅(qū)動(dòng)越障腳的越障腳驅(qū)動(dòng)電，機(jī)這樣使得電機(jī)模塊化，使普通的電機(jī)具有反饋，從而可以控制各個(gè)越障腿的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)動(dòng)的相位角，再者，電機(jī)模塊化可以使得維修方便，易替換。
[0018]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型越障腳上具有鋸齒狀的凸臺(tái)，使越障腿在翻越障礙時(shí)能夠卡到障礙的邊角，保證越障穩(wěn)定性，劃水時(shí)提高與水的接觸面。
[0019]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型底盤的邊緣具有向上翹起的弧形結(jié)構(gòu)，能夠增加本裝置的排水量，其在水中具有一定浮力，更好的漂浮在水面上。
[0020]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型一組越障腳中兩個(gè)越障腳間的距離大于一組輪子中兩個(gè)輪子間的距離，在行進(jìn)和翻越障礙時(shí)更加平穩(wěn)。
【【附圖說明】】
[0021]圖1是本實(shí)用新型的總體裝配圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型的俯視圖；
[0023]圖3是本實(shí)用新型的左視圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0025]參見圖1、圖2和圖3，本實(shí)用新型包括底盤14，底盤14的邊緣具有向上翹起的弧形結(jié)構(gòu)，底盤14的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有至少兩組輪子，所有輪子均通過與其對(duì)應(yīng)的輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)12驅(qū)動(dòng)，底盤14的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有至少兩組越障腳，越障腳上具有鋸齒狀的凸臺(tái)，所有越障腳通過與其對(duì)應(yīng)的模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)，越障腳為弧形結(jié)構(gòu)，底盤14前進(jìn)方向的邊緣上設(shè)置有距離傳感器10，距離傳感器10以及所有輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)12和模塊電機(jī)均固定在底盤14正面，模塊電機(jī)包括碼盤、光電傳感器和驅(qū)動(dòng)越障腳的越障腳驅(qū)動(dòng)電機(jī)，一組越障腳中兩個(gè)越障腳間的距離大于一組輪子中兩個(gè)輪子間的距離，越障腳通過螺栓與越障腳支架17相連，越障腳支架17通過銷釘和聯(lián)軸器16與模塊電機(jī)相連;輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)12通過聯(lián)軸器16與輪子相連，驅(qū)動(dòng)電機(jī)12通過電機(jī)座與底盤14連接，距離傳感器10通過傳感器支架與底盤14連接;電機(jī)座與底盤14通過螺栓螺母連接，傳感器支架與底盤14通過螺栓螺母連接。
[0026]優(yōu)選的，本裝置具有四個(gè)越障腳和四個(gè)輪子，越障腿的軸向?qū)挾葹?0mm，其中，第一模塊電機(jī)10驅(qū)動(dòng)第一越障腳I，第二模塊電機(jī)11驅(qū)動(dòng)第二越障腳3，第三模塊電機(jī)13驅(qū)動(dòng)第三越障腳5，第四模塊電機(jī)15驅(qū)動(dòng)第四越障腳7;第一輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一輪子2，第二輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二輪子4，第三輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第三輪子6，第四輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第四輪子8。
[0027]本實(shí)用新型的工作方法，包括以下內(nèi)容:
[0028]平地時(shí)，通過輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)12帶動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)器人進(jìn)行前進(jìn)后退，每個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)一個(gè)輪子，這樣可以使得機(jī)器人的輸出功率大，扭矩不變的情況下，速度可以增大，當(dāng)機(jī)器人在需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，底盤14 一側(cè)的輪子減速，另一側(cè)的輪子加速；
[0029]當(dāng)機(jī)器人遇到前方障礙時(shí)，由在機(jī)器人前方的距離傳感器10識(shí)別障礙物的距離，當(dāng)機(jī)器人與前方障礙物距離為50mm以內(nèi)時(shí)，使越障腿開始分別協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的越障腳進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，直至完全越障即當(dāng)機(jī)器人再次到平地后，距離傳感器10識(shí)別已越障，各越障腿依次轉(zhuǎn)動(dòng)到初始位置停止，從而保證輪子驅(qū)動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)；
[0030]當(dāng)機(jī)器人進(jìn)入水中時(shí)，通過底盤14浮在水面上，模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的越障腳進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)器人可以在水中前進(jìn)，通過調(diào)節(jié)底盤14兩邊越障腿的轉(zhuǎn)速而使機(jī)器人在水中實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向。
[0031]越障腿開始協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)包括第一越障腿I先進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)120°后，第二越障腿3開始轉(zhuǎn)動(dòng);第二越障腿3轉(zhuǎn)動(dòng)120°后，第四越障腿7開始轉(zhuǎn)動(dòng);第四越障腿7轉(zhuǎn)動(dòng)120°后，第三越障腿5開始轉(zhuǎn)動(dòng)，第三越障腿5轉(zhuǎn)動(dòng)120°后，重復(fù)至第一越障腿I進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能越障機(jī)器人，其特征在于:包括底盤(14)，底盤(14)的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有至少兩組輪子，所有輪子均通過與其對(duì)應(yīng)的輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)(12)驅(qū)動(dòng)，底盤(14)的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有至少兩組越障腳，所有越障腳通過與其對(duì)應(yīng)的模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)，底盤(14)前進(jìn)方向的邊緣上設(shè)置有距離傳感器(10)，距離傳感器(10)以及所有輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)(12)和模塊電機(jī)均固定在底盤(14)正面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能越障機(jī)器人，其特征在于:所述模塊電機(jī)包括碼盤、光電傳感器和驅(qū)動(dòng)越障腳的越障腳驅(qū)動(dòng)電機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能越障機(jī)器人，其特征在于:所述越障腳上具有鋸齒狀的凸臺(tái)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能越障機(jī)器人，其特征在于:所述越障腳為弧形結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能越障機(jī)器人，其特征在于:所述底盤(14)的邊緣具有向上翹起的弧形結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能越障機(jī)器人，其特征在于:所述一組越障腳中兩個(gè)越障腳間的距離大于一組輪子中兩個(gè)輪子間的距離。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能越障機(jī)器人，其特征在于:所述越障腳通過螺栓與越障腳支架(17)相連，越障腳支架(17)通過銷釘和聯(lián)軸器(16)與模塊電機(jī)相連。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能越障機(jī)器人，其特征在于:所述輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)(12)通過聯(lián)軸器(16)與輪子相連。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能越障機(jī)器人，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(12)通過電機(jī)座與底盤(14)連接，距離傳感器(10)通過傳感器支架與底盤(14)連接； 所述電機(jī)座與底盤(14)通過螺栓螺母連接，傳感器支架與底盤(14)通過螺栓螺母連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能越障機(jī)器人，其特征在于:所述輪子和越障腳均為四個(gè)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多功能越障機(jī)器人及工作方法，包括底盤，底盤的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有至少兩組輪子，所有輪子均通過與其對(duì)應(yīng)的輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，底盤的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有至少兩組越障腳，所有越障腳通過與其對(duì)應(yīng)的模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)，越障腳為弧形結(jié)構(gòu)，底盤前進(jìn)方向的邊緣上設(shè)置有距離傳感器，距離傳感器以及所有輪子驅(qū)動(dòng)電機(jī)和模塊電機(jī)均固定在底盤正面，本實(shí)用新型在平地時(shí)通過輪子進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，當(dāng)遇到障礙時(shí)，能夠通過多個(gè)越障腳越過障礙，當(dāng)進(jìn)入水中時(shí)，能夠通過底盤漂浮，并通過越障腳劃水前進(jìn)，本實(shí)用新型根據(jù)不同環(huán)境選擇不同的運(yùn)動(dòng)方式，提高了環(huán)境適應(yīng)力和工作效率。
【IPC分類】B62D57/028, B60F3/00
【公開號(hào)】CN205220850
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521062861
【發(fā)明人】王國慶, 穆東, 劉旭, 徐培培, 王穎
【申請(qǐng)人】長安大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日