一種行星輪式越障機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機器人領(lǐng)域，更具體地，涉及一種行星輪式越障機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]越障機器人具有廣泛的用途。目前的越障機器人以輪式，履帶式，足式為主?，F(xiàn)有越障機器人種類各有優(yōu)點也各有不足:輪式越障機器人結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，負重比高，能量效率高，在平坦路面負載行進時較其他種類機器人具有絕對優(yōu)勢，但在崎嶇地形下其越障性能較差，比如重載車輛，雖然負重能力強，行進速度也快，但需要路面平坦；履帶式越障機器人支撐面積大，下陷度小，地形適應(yīng)能力強，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜質(zhì)量大，能量利用率低，比如坦克，越障能力強，但體積質(zhì)量大，一般不用來負重；足式越障機器人運動靈活，地形適應(yīng)能力強，但其結(jié)構(gòu)和控制都很復(fù)雜，負重比較低，例如Boston Dynamics公司的R.Playter, M.Buehler 和 Μ.Raibert 等人在((BigDog)) 一文中提出的 BigDog 機器人，自重90kg,負重50kg，自身長度Im,最大速度為0.1mfs0因此，研宄一種結(jié)構(gòu)較為簡單，控制方便，地形適應(yīng)能力強，負重比高，能量效率高的越障機器人對工業(yè)、運輸?shù)榷季哂兄匾饬x。
[0003]華中科技大學(xué)李一鵬在碩士論文《一種新型越障機器人的設(shè)計與開發(fā)》里面介紹了一種越障機器人，其體積小，質(zhì)量輕，采用了 6個獨立的行星輪組作為驅(qū)動，具有良好的越障能力。但是該機器人的驅(qū)動組在偏航方向沒有自由度，在爬有轉(zhuǎn)彎弧度的樓梯時不能使左右兩邊的行星輪組同時翻轉(zhuǎn)，左前行星輪組和右前行星輪組分別在上下兩級臺階上，即車身的左前端和右前端處于不同高度，車身嚴重歪斜，容易導(dǎo)致翻車。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種行星輪式越障機器人，其越障能力強，能適應(yīng)有轉(zhuǎn)彎弧度的樓梯的爬坡要求。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種行星輪式越障機器人，包括車體及用于支撐車體的三個驅(qū)動組，所述車體包括前車體和后車體，所述前車體通過水平設(shè)置的第一鉸軸鉸接在后車體上，所述第一鉸軸的軸線沿左右方向延伸，其特征在于:
[0006]每個驅(qū)動組均包括一支撐梁、一距離傳感器、兩個支撐架、兩個動力驅(qū)動裝置和兩個行星輪組；其中，這兩個行星輪組左右設(shè)置，而且每個行星輪組分別通過一動力驅(qū)動裝置驅(qū)動移動；此外，每個支撐架上安裝一所述行星輪組和一所述動力驅(qū)動裝置，并且所述支撐梁通過所述的兩個支撐架支撐，而且在每個支撐架上均安裝所述距離傳感器，所述距離傳感器用于測量該距離傳感器所在側(cè)的行星輪組與前方障礙物的距離；
[0007]所述的三個驅(qū)動組按從前至后的順序依次設(shè)置，在前的驅(qū)動組的支撐梁、在中間的驅(qū)動組的支撐梁和在后的驅(qū)動組的支撐梁分別通過前鉸軸、中鉸軸和后鉸軸鉸接在車體上，所述前鉸軸、中鉸軸和后鉸軸均豎直設(shè)置。
[0008]優(yōu)選地，每個驅(qū)動組的支撐梁上均安裝電磁開關(guān)，所述的電磁開關(guān)包括電磁鐵和開關(guān)軸，所述開關(guān)軸豎直設(shè)置，所述車體在對應(yīng)于每個開關(guān)軸的位置均設(shè)置有限位孔，所述開關(guān)軸能在電磁鐵的驅(qū)動下伸入連接孔內(nèi)或從限位孔內(nèi)退出，從而使控制支撐梁與車體之間的相對轉(zhuǎn)動。
[0009]優(yōu)選地，每個支撐架的上部均設(shè)置有減震器，減震器的上下兩端分別安裝在支撐梁和支撐架上。
[0010]優(yōu)選地，每個減震器均包括上連接板、上連桿、下連桿和空氣彈簧，其中，所述上連桿的上端安裝在所述上連接板上，所述下連桿的下端安裝在所述支撐架上，所述上連桿的下端通過水平設(shè)置的第二鉸軸鉸接在所述下連桿的上端，所述空氣彈簧的上下兩端分別安裝在所述上連接板和所述支撐架上。
[0011 ] 優(yōu)選地，每個減震器均包括上連接板、空氣彈簧和兩鉸接件，兩鉸接件左右設(shè)置且對稱安裝在上連接板的兩側(cè)，每個鉸接件包括上連桿和下連桿，所述上連桿的上端通過水平設(shè)置的第三鉸軸鉸接在在所述上連接板上，所述下連桿的下端通過水平設(shè)置的第四鉸軸鉸接在所述支撐架上，所述上連桿的下端通過水平設(shè)置的第二鉸軸鉸接在所述下連桿的上端，所述空氣彈簧的上下兩端分別安裝在所述上連接板和所述支撐架上。
[0012]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0013]I)本發(fā)明采用減震器安裝在支撐架上，減震器采用懸掛式減震結(jié)構(gòu)，具有體積小，質(zhì)量輕，承載力高的特點；
[0014]2)本發(fā)明采用兩截式車體，并且采用豎直設(shè)置的前鉸軸、中鉸軸和后鉸軸，通過中鉸軸，前車體和后車體之間可以有一定角度的偏轉(zhuǎn)；通過前鉸軸，前車輪和前車體之間能有在爬地形適應(yīng)能力較單一車體式更強；
[0015]3)采用可控式電磁開關(guān)，使得機身與動力驅(qū)動裝置之間可實現(xiàn)固接與鉸接的自由轉(zhuǎn)換，越障種類廣泛。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明中前車體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明中后車體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是本發(fā)明中驅(qū)動組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是本發(fā)明的主視圖；
[0021]圖6是本發(fā)明中前驅(qū)動組上其中一種結(jié)構(gòu)的減震器安裝在支撐架上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7是本發(fā)明的前驅(qū)動組上另一種結(jié)構(gòu)的減震器安裝在支撐架上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖8為本發(fā)明行進在轉(zhuǎn)彎臺階上的俯視示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0025]如圖1?圖7所示，一種行星輪式越障機器人，包括車體及用于支撐車體的三個驅(qū)動組，所述車體包括前車體100和后車體200，所述前車體100通過水平設(shè)置的第一鉸軸10鉸接在后車體200上，所述第一鉸軸10的軸線沿左右方向延伸；
[0026]每個驅(qū)動組均包括一支撐梁、兩個支撐架、兩個動力驅(qū)動裝置和兩個行星輪組；其中，這兩個行星輪組左右設(shè)置，而且每個行星輪組分別通過一動力驅(qū)動裝置驅(qū)動移動；此夕卜，每個支撐架上安裝一所述行星輪組和一所述動力驅(qū)動裝置，并且所述支撐梁通過所述的兩個支撐架支撐，而且在每個支撐架上均安裝有距離傳感器，所述距離傳感器用于測量該距離傳感器所在側(cè)的行星輪組與前方障礙物的距離；
[0027]優(yōu)選地，每個驅(qū)動組的支撐梁上均安裝電磁開關(guān)，所述的電磁開關(guān)包括電磁鐵和開關(guān)軸，所述開關(guān)軸豎直設(shè)置，所述車體在對應(yīng)于每個開關(guān)軸的位置均設(shè)置有限位孔，所述開關(guān)軸能在電磁鐵的驅(qū)動下伸入連接孔內(nèi)或從限位孔內(nèi)退出，從而使控制支撐梁與車體之間的相對轉(zhuǎn)動。
[0028]所述的三個驅(qū)動組按從前至后的順序依次設(shè)置，在前的驅(qū)動組的支撐梁通過前鉸軸313鉸接在前車體100上，在中間的驅(qū)動組的支撐梁通過中鉸軸鉸接在前車體100上，在后的驅(qū)動組的支撐梁通過后鉸軸鉸接在后車體200上，所述前鉸軸313、中鉸軸60和后鉸軸70均豎直設(shè)置。
[0029]本發(fā)明中的“前、后”方向是指生活中對車體方位慣常叫法；而相應(yīng)地，“左、右”方向是指生活中對車體方位的慣常叫法。
[0030]進一步，每個支撐架的上表面均設(shè)置有減震器，減震器的上下兩端分別安裝在支撐梁和支撐架上，以減小車體的震動。
[0031]參照圖6，作為一種優(yōu)選，所述減震器包括上連接板321、上連桿21、下連桿22和空氣彈簧322，所述上連桿21的上端安裝在上連接板321上，所述下連桿22的下端安裝在支撐架320上，所述上連桿21的下端通過水平設(shè)置的第二鉸軸20鉸接在下連桿22的上端，所述空氣彈簧的上下兩端分別安裝在上連接板321和支撐架320上。
[0032]參照圖7，作為另一種優(yōu)選，所述減震器包括上連接板321、空氣彈簧322和兩鉸接件，兩鉸接件左右設(shè)置且對稱安裝在上連接板321的兩側(cè)，每個鉸接件包括上連桿21和下連桿22，所述上連桿21的上端通過水平設(shè)置的第三鉸軸30鉸接在在上連接板321上，所述下連桿22的下端通過水平設(shè)置的第四鉸軸40鉸接在支撐架320上，所述上連桿21的下端通過水平設(shè)置的第二鉸軸20鉸接在下連桿22的上端，所述空氣彈簧322的上下兩端分別安裝在上連接板321和支撐架320上。
[0033]本發(fā)明的三個驅(qū)動組按從前往后的順序依次為前驅(qū)動組300、中驅(qū)動組400和后驅(qū)動組500，三者具有相同的結(jié)構(gòu)；
[0034]參照圖2，所述前車體100包括前車架110，前車箱120和電池箱130 ；
[0035]所述前車架110包括前橫桿111，中橫桿112，后橫桿113，左豎桿114，右豎桿115，前鉸架116，中鉸架117和后鉸架118 ;前橫桿111和中橫桿112的左端均與左豎桿114固接，右端均與右豎桿115固接，以此形成前車架110的整體；所述前鉸架116固接在所述前橫桿111的中后部，其上有前孔116A和后孔116B，前孔116A用于使前鉸軸313伸入前鉸架1