專利名稱：一種可變重心的機(jī)器人電動行走裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種可變重心的機(jī)器人電動行走裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及機(jī)器人，具體涉及機(jī)器人的行走裝置。
技術(shù)背景[0002]目前，在搶險、火災(zāi)、野外探測等危險作業(yè)環(huán)境中經(jīng)常使用到輪式移動機(jī)器人。在這些作業(yè)環(huán)境中，機(jī)器人行走的路況往往比較復(fù)雜，如，容易打滑和地勢崎嶇等，因此，通常在機(jī)器人的每一個行走輪上都設(shè)有一個獨(dú)立的驅(qū)動裝置，以獲得較好的驅(qū)動力。例如，公開號為CN 2717789的中國實用新型專利公開了一種“四輪驅(qū)動輪式移動機(jī)器人移動車”，該移動車包括車架、四個車輪、分別驅(qū)動四個車輪的四套電機(jī)減速機(jī)組和梯形連桿轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。 在該專利方案中，每一個車輪上均設(shè)置一套電機(jī)減速機(jī)組雖然可以給移動車提供更大的驅(qū)動力，但是在某些場合，即使驅(qū)動力夠大，移動車也難以驅(qū)動，例如，在泥濘且不平的道路上行駛時，會出現(xiàn)車體傾斜且有某個或某幾個車輪打滑，導(dǎo)致移動車陷入泥中動彈不得。因此可見上述實用新型專利方案對路面質(zhì)量要求較高，適應(yīng)性差。發(fā)明內(nèi)容[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述的技術(shù)問題，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種改進(jìn)的用于機(jī)器人的行走裝置，行走裝置對路面質(zhì)量要求低，適應(yīng)性好。[0004]一種可變重心的機(jī)器人電動行走裝置，該行走裝置由車架、車輪、懸架、伺服電機(jī)組成，其特征在于，所述的車架上設(shè)有一個二維移動機(jī)構(gòu)，該二維移動機(jī)構(gòu)由橫向移動機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動裝置、縱向移動機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動裝置和載物架組成，其中，所述的縱向移動機(jī)構(gòu)由縱向絲杠傳動機(jī)構(gòu)和與該絲杠傳動機(jī)構(gòu)中縱向絲杠平行的縱向?qū)U組成，所述的橫向移動機(jī)構(gòu)由橫向絲杠傳動機(jī)構(gòu)和與該絲杠傳動機(jī)構(gòu)中橫向絲杠平行的兩橫向?qū)U組成，所述縱向絲杠和縱向?qū)U的兩頭分別設(shè)有導(dǎo)套，該導(dǎo)套套在所述橫向?qū)U上，將所述縱向絲杠和縱向?qū)U支承于兩橫向?qū)U上；所述的橫向移動機(jī)構(gòu)和縱向移動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置均由電機(jī)和設(shè)在電機(jī)輸出軸上的主動齒輪及與其嚙合的被動齒輪組成，所述的橫向絲杠傳動機(jī)構(gòu)和縱向絲杠傳動機(jī)構(gòu)中的螺母的表面均設(shè)有輪齒，所述的被動齒輪由相應(yīng)的螺母表面的齒輪構(gòu)成；所述縱向移動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置中的電機(jī)設(shè)在載物架上，所述橫向移動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置中的電機(jī)固定在縱向?qū)U一頭；所述的螺母的兩頭分別套設(shè)有圓錐滾子軸承，所述載物架的下面向下延伸兩擋板，將縱向絲杠傳動機(jī)構(gòu)中螺母兩頭所設(shè)圓錐滾子軸承的外圈夾持在兩擋板之間；所述橫向移動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置的電機(jī)的機(jī)座下也向下延伸兩擋板，將橫向絲杠傳動機(jī)構(gòu)中螺母兩頭所設(shè)圓錐滾子軸承的外圈夾持在兩擋板之間。[0005]在上述的技術(shù)方案中，所述驅(qū)動裝置中的主動齒輪和被動齒輪可以是圓柱齒輪， 也可以圓錐齒輪，當(dāng)采用圓柱齒輪時，電機(jī)的輸出軸與相應(yīng)的絲杠平行，當(dāng)采用圓錐齒輪時，電機(jī)的輸出軸與相應(yīng)的絲杠垂直。[0006]本實用新型所述的行走裝置，其中，所述的每一車輪與車架之間設(shè)有一獨(dú)立的懸架，該懸架由上橫臂、下橫臂、連桿以及雙作用筒式減振器構(gòu)成，其中，所述的上橫臂和下橫臂等長且一頭鉸接于車架上，所述的連桿的兩端分別交接于上橫臂和下橫臂的另一頭，所述的雙作用筒式減振器的一頭鉸接于車架上，另一頭鉸接于下橫臂的中部；所述的伺服電機(jī)固定在連桿上，其輸出軸與車輪的輪軸連接，所述的輸出軸的軸線與水平方向平行。[0007]在上述的技術(shù)方案中，所述的雙作用筒式減振器可選擇常用的減振器，如螺旋彈簧式減振器、彈簧-空氣阻尼式減振器、液力阻尼式減振器或油-氣組合式減振器等。其中， 優(yōu)選螺旋彈簧式減振器。[0008]眾所周知，摩擦力F = kp，式中，k為車輪與地面之間的摩擦系數(shù)，ρ為車輪對地面的正壓力?？梢姡囎哟蚧怯捎谲囕喤c地面之間的摩擦系數(shù)變小，因此增大車輪對地面的正壓力P顯然可增大摩擦力F。本實用新型所述的行走裝置，由于車架上設(shè)有二維移動裝置，該二維移動裝置工作時，其上的載物架及其上的車載物體的重心便隨之改變。因此當(dāng)某個車輪或某兩個車輛打滑時，將所述的重心移到打滑車輪的上部，顯然可增大所述打滑車輪與所接觸地面之間的摩擦力，進(jìn)而使車子正常行駛。


[0009]圖1和圖2為本實用新型所述的一種可變重心的機(jī)器人電動行走裝置的一個具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖1為主視圖，圖2為左視圖。[0010]圖3為圖1中二維移動機(jī)構(gòu)部分的局部放大圖。[0011]圖4為圖3的A-A剖視圖。[0012]圖5為圖1中的其中一個驅(qū)動裝置部分的局部放大圖。[0013]圖6為圖1中另一個驅(qū)動裝置部分的局部放大圖。[0014]圖7為圖2中懸架部分的局部放大圖。[0015]圖8為圖3的一個使用狀態(tài)圖。
具體實施方式
[0016]參見圖1 圖4，本實用新型的可變重心的機(jī)器人電動行走裝置由車架1、車輪2、 懸架、伺服電機(jī)14、伺服器9以及蓄電池10組成。其中，所述的車架1為頂部開口的矩形的箱體，箱體內(nèi)設(shè)有一個二維移動機(jī)構(gòu)，該二維移動機(jī)構(gòu)由橫向移動機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動裝置、縱向移動機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動裝置和載物架8組成。其中，所述的縱向移動機(jī)構(gòu)由縱向絲杠傳動機(jī)構(gòu)和縱向?qū)U11組成，所述的縱向絲杠傳動機(jī)構(gòu)由縱向絲杠3和與該縱向絲杠3匹配的螺母 6構(gòu)成。所述的橫向移動機(jī)構(gòu)由橫向絲杠傳動機(jī)構(gòu)和兩橫向?qū)U12組成，所述的橫向絲杠傳動機(jī)構(gòu)由橫向絲杠3-1和與該橫向絲杠3-1匹配的螺母6構(gòu)成，所述的橫向絲杠3-1和兩橫向?qū)U12均相互平行且兩頭固定于車架1上；上述的縱向絲杠3和縱向?qū)U11的兩頭分別設(shè)有導(dǎo)套13，該導(dǎo)套13套在所述橫向?qū)U12上，將所述縱向絲杠3和縱向?qū)U11 支承于兩橫向?qū)U12上。上述橫向絲杠傳動機(jī)構(gòu)和縱向絲杠傳動機(jī)構(gòu)中的螺母6的兩頭均具有圓柱形的軸向延伸部，每一延伸部上均套設(shè)有一圓錐滾子軸承21。所述的橫向移動機(jī)構(gòu)和縱向移動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置均由電機(jī)4和設(shè)在電機(jī)4輸出軸上的主動齒輪5及與其嚙合的被動齒輪組成，上述的橫向絲杠傳動機(jī)構(gòu)和縱向絲杠傳動機(jī)構(gòu)中的螺母6的表面均設(shè)有輪齒，所述的被動齒輪由相應(yīng)的螺母6表面的齒輪構(gòu)成，所述的主動齒輪5和被動齒輪為圓柱齒輪。所述的載物架8為矩形的箱體，載物架8內(nèi)設(shè)有伺服器9和蓄電池10 ；載物架8與縱向移動機(jī)構(gòu)對應(yīng)的一側(cè)連接在縱向移動機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動裝置上，與縱向?qū)U11對應(yīng)的一側(cè)通過兩個導(dǎo)套13動配合于縱向?qū)U11上。[0017]參見圖5和圖6，在所述的縱向移動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置中，所述的電機(jī)4固定在一電機(jī)安裝箱7上，該電機(jī)安裝箱7與載物架8的側(cè)壁固定在連接，電機(jī)安裝箱7上與相應(yīng)的螺母6的兩側(cè)對應(yīng)的部分為兩擋板7-1，每一擋板7-1均與相應(yīng)的圓錐滾子軸承21的外圈的端面貼合。在所述的橫向移動機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動裝置中，所述的電機(jī)4也固定在一電機(jī)安裝箱 7上，該電機(jī)安裝箱7與設(shè)在縱向?qū)U11的一頭的安裝板22固定連接；所述的電機(jī)安裝箱 7上與相應(yīng)的螺母6的兩側(cè)對應(yīng)的部分也為兩擋板7-1’，每一擋板7-1’也與相應(yīng)的圓錐滾子軸承21的外圈的端面貼合。[0018]參見圖1、圖2和圖7，所述的懸架由上橫臂15、下橫臂16、連桿17以及雙作用筒式減振器18構(gòu)成，其中，車架1的四個角處的上下兩面均相對設(shè)有兩根垂直的支撐桿20， 上述的上橫臂15和下橫臂16的一頭分別鉸接在兩支撐桿20的末端；所述的連桿17的兩頭分別鉸接在上橫臂15和下橫臂16的另一頭；所述的雙作用筒式減振器18為螺旋彈簧減振器，該螺旋彈簧減振器的一頭鉸接在車架1邊沿的下側(cè)，另一頭鉸接在下橫臂16的中部。 所述的連桿17上固定連接有一矩形箱體19，所述的伺服電機(jī)14固定在該矩形箱體19內(nèi)， 伺服電機(jī)14的輸出軸從矩形箱體19的一端伸出，并與車輪2的輪軸同軸對接。[0019]參見圖8，通過車架1上的二維移動機(jī)構(gòu)，可讓載物架8在車架1上移動，從而改變行走裝置的重心。
權(quán)利要求1.一種可變重心的機(jī)器人電動行走裝置，該行走裝置由車架(1)、車輪O)、懸架、伺服電機(jī)(14)組成，其特征在于，所述的車架(1)上設(shè)有一個二維移動機(jī)構(gòu)，該二維移動機(jī)構(gòu)由橫向移動機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動裝置、縱向移動機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動裝置和載物架(8)組成，其中，所述的縱向移動機(jī)構(gòu)由縱向絲杠傳動機(jī)構(gòu)和與該絲杠傳動機(jī)構(gòu)中縱向絲杠(3)平行的縱向?qū)U(11)組成，所述的橫向移動機(jī)構(gòu)由橫向絲杠傳動機(jī)構(gòu)和與該絲杠傳動機(jī)構(gòu)中橫向絲杠 (3-1)平行的兩橫向?qū)U(1 組成，所述縱向絲杠C3)和縱向?qū)U(11)的兩頭分別設(shè)有導(dǎo)套(13)，該導(dǎo)套(13)套在所述橫向?qū)U(12)上，將所述縱向絲杠(3)和縱向?qū)U(11)支承于兩橫向?qū)U(12)上；所述的橫向移動機(jī)構(gòu)和縱向移動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置均由電機(jī)(4)和設(shè)在電機(jī)(4)輸出軸上的主動齒輪( 及與其嚙合的被動齒輪組成，所述的橫向絲杠傳動機(jī)構(gòu)和縱向絲杠傳動機(jī)構(gòu)中的螺母(6)的表面均設(shè)有輪齒，所述的被動齒輪由相應(yīng)的螺母 (6)表面的齒輪構(gòu)成；所述縱向移動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置中的電機(jī)(4)設(shè)在載物架(8)上，所述橫向移動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置中的電機(jī)⑷固定在縱向?qū)U(11) 一頭；所述的螺母(6)的兩頭分別套設(shè)有圓錐滾子軸承(21)，所述載物架(8)的下面向下延伸兩擋板(7-1)，將縱向絲杠傳動機(jī)構(gòu)中螺母(6)兩頭所設(shè)圓錐滾子軸承的外圈夾持在兩擋板(7-1)之間；所述橫向移動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置的電機(jī)的機(jī)座下也向下延伸兩擋板(7-1’)，將橫向絲杠傳動機(jī)構(gòu)中螺母(6)兩頭所設(shè)圓錐滾子軸承的外圈夾持在兩擋板(7-1’ )之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變重心的機(jī)器人電動行走裝置，其特征在于，所述的主動齒輪( 和被動齒輪為圓柱齒輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可變重心的機(jī)器人電動行走裝置，其特征在于，所述的每一車輪( 與車架(1)之間設(shè)有一獨(dú)立的懸架，該懸架由上橫臂(15)、下橫臂(16)、 連桿(17)以及雙作用筒式減振器(18)構(gòu)成，其中，所述的上橫臂(15)和下橫臂(16)等長且一頭鉸接于車架(1)上，所述的連桿(17)的兩端分別交接于上橫臂(15)和下橫臂(16) 的另一頭，所述的雙作用筒式減振器(18)的一頭鉸接于車架(1)上，另一頭鉸接于下橫臂 (16)的中部；所述的伺服電機(jī)(14)設(shè)在連桿(17)上，其輸出軸與車輪(2)的輪軸同軸對接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可變重心的機(jī)器人電動行走裝置，其特征在于，所述的雙作用筒式減振器(18)為螺旋彈簧式減振器。
專利摘要本實用新型涉及一種可變重心的機(jī)器人電動行走裝置，該行走裝置由車架(1)、車輪(2)、懸架、伺服電機(jī)(14)組成，其特征在于，所述的車架(1)上設(shè)有一個二維移動機(jī)構(gòu)，該二維移動機(jī)構(gòu)由橫向移動機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動裝置、縱向移動機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動裝置和載物架(8)組成，其中，所述的縱向移動機(jī)構(gòu)由縱向絲杠傳動機(jī)構(gòu)和與該絲杠傳動機(jī)構(gòu)中縱向絲杠(3)平行的縱向?qū)U(11)組成，所述的橫向移動機(jī)構(gòu)由橫向絲杠傳動機(jī)構(gòu)和與該絲杠傳動機(jī)構(gòu)中橫向絲杠(3-1)平行的兩橫向?qū)U(12)組成，所述縱向絲杠(3)和縱向?qū)U(11)的兩頭動配合于所述橫向?qū)U(12)上。該行走裝置的重心可改變，具有對路面質(zhì)量要求低，適應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B62D63/02GK202243772SQ20112035002
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者劉曉初, 唐連章, 陳虹, 黃文愷 申請人:廣州大學(xué)