一種四段式輪履結(jié)合智能越障機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種智能越障機器人，具體來說涉及一種四段式輪履結(jié)合智能越障機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前移動機器人移動機構(gòu)主要有輪式、腿式、履帶式以及由以上單一移動機構(gòu)形式派生成的各種復合移動機構(gòu)類型。單一的移動機構(gòu)形式各有優(yōu)缺點，復合移動機構(gòu)在各方面取長補短實現(xiàn)了移動機器人的多元化。眾所周知，機器人的移動范圍決定了其適用功能，由此可見機器人移動方式的重要性。雖然機器人移動方式很多，但在越障性能和對不同地形的適應性以及移動效率上都有各自的局限性。就目前在多節(jié)式機器人的研宄中，已有的此類機器人越障方式較為單一，機器人的越障性仍有較大的發(fā)展空間。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種四段式輪履結(jié)合智能越障機器人，此種機器人越障性能好，跨溝能力強，行走平穩(wěn)，重心可調(diào)性高，適應于更加復雜的地形，可以方便的通過障礙，提高了機器人移動機構(gòu)對不同地形的適應性。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:一種四段式輪履結(jié)合智能越障機器人，包括主體裝置，所述主體裝置包括底板、設置在底板上的主控模塊、電池、電壓控制模塊、并行口連接端、以及上罩殼，主體裝置上設有可前后轉(zhuǎn)動的輪式前肢、以及驅(qū)動輪式前肢轉(zhuǎn)動的前步進電機和步進電機PLC控制板，主體裝置上還設有兩個可前后轉(zhuǎn)動的后擺臂，主體裝置上設有驅(qū)動后擺臂轉(zhuǎn)動的后伺服電機，后擺臂下端外側(cè)設有轉(zhuǎn)動座、以及驅(qū)動轉(zhuǎn)動座轉(zhuǎn)動的下伺服電機，轉(zhuǎn)動座上設有履帶模塊；
[0005]輪式前肢包括鉸接在主體裝置上的前肢支撐殼體，前肢支撐殼體下部轉(zhuǎn)動穿設有輸出軸，輸出軸穿出前肢支撐殼體的兩端分別設有一個前輪，前肢支撐殼體上設有前伺服電機，前肢支撐殼體內(nèi)設有與前伺服電機連接以驅(qū)動輸出軸轉(zhuǎn)動的前肢傳動組件；
[0006]履帶模塊包括相對設置的內(nèi)安裝板和外安裝板，內(nèi)安裝板連接在轉(zhuǎn)動座上，內(nèi)安裝板和外安裝板之間轉(zhuǎn)動設有主動輪、從動輪，內(nèi)安裝板和外安裝板之間還設有減震機構(gòu)，減震機構(gòu)上設有至少兩組負載輪組件，主動輪、從動輪以及負載輪組件外周套設有履帶，夕卜安裝板上設有驅(qū)動主動輪轉(zhuǎn)動的履帶電機及減速器。
[0007]作為一種優(yōu)選的方案，履帶模塊的內(nèi)安裝板和外安裝板之間設有陀螺儀。
[0008]作為一種優(yōu)選的方案，所述減震機構(gòu)包括設置在內(nèi)安裝板和外安裝板之間的減震架，減震架上鉸接有數(shù)量與所述負載輪組件數(shù)量一致的搖桿，搖桿端部穿設有安裝軸，所述負載輪組件設置在安裝軸上，減震架上設有將向上翻轉(zhuǎn)后的搖桿復位的復位拉簧。
[0009]作為一種優(yōu)選的方案，所述前伺服電機設置在前肢支撐殼體的前表面上，前肢傳動組件包括與前伺服電機輸出軸相連接的主動錐齒輪，主動錐齒輪與設置在前肢支撐殼體內(nèi)的被動錐齒輪相嚙合，被動錐齒輪的安裝軸上還套設有第一過渡齒輪，前肢支撐殼體內(nèi)設有與第一過渡齒輪相嚙合的第二過渡齒輪，第二過渡齒輪的安裝軸上還套設有主動同步帶輪，主動同步帶輪通過同步帶與固定設置在輸出軸上的從動同步帶輪相連接。
[0010]作為一種優(yōu)選的方案，主體裝置上設有兩個攝像頭，主體裝置上在攝像頭下方設有至少兩個紅外對管，攝像頭及紅外對管用于分析前方或后方障礙物距離和高度，并與主控模塊電連接。
[0011]作為一種優(yōu)選的方案，主體裝置上在每個后擺臂處設有兩個同步驅(qū)動后擺臂轉(zhuǎn)動的后伺服電機。
[0012]本實用新型的有益效果是:由于本機器人采用了四段式輪履結(jié)合的結(jié)構(gòu)，可通過控制后擺臂與履帶、主體裝置與后擺臂、主體裝置與前肢的角度來控制行走，可以適應各種不同地形。
[0013]由于設置了陀螺儀，如遇較大的地面波動，可通過陀螺儀的提前預判，從而控制履帶模塊小幅度的轉(zhuǎn)動，以避免機器人受到瞬時沖擊，
[0014]由于機器人后擺臂分別由兩個伺服電機并聯(lián)帶動，提高了其輸出扭矩。
[0015]由于前肢使用伺服電機通過兩個齒輪組及同步帶傳動，可以精準的控制前輪的轉(zhuǎn)動角度，在過載或者前輪卡死時能通過帶傳動打滑防止損傷電機和電池。
[0016]由于履帶模塊的減震機構(gòu)中的拉簧使負載輪常態(tài)處于向外張緊狀態(tài)，為履帶提供了適當?shù)膹埦o力，提高了其使用壽命。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實用新型的主體裝置(除去上罩殼)及相關(guān)部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本實用新型的前式輪肢(除去前肢支撐殼體)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本實用新型的后擺臂及相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5是本實用新型的履帶模塊內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6是本機器人正向越障示意圖。
[0023]圖7是本機器人反向越障示意圖。
[0024]圖8是本機器人行走在一邊高一邊低的不平坦地面的示意圖。
[0025]圖1至圖5中:1、主體裝置，11.底板，12.步進電機PLC控制板，13.主控模塊，14.電池、15.并行口連接端，16.上罩殼；2.攝像頭，3.輪式前肢，301.前肢支撐殼體，302.輸出軸，303.前輪，304.前伺服電機，305.主動錐齒輪，306.被動錐齒輪，307.第一過渡齒輪，308.第二過渡齒輪，309.主動同步帶輪，310.同步帶，311.從動同步帶輪；
[0026]4.前步進電機，5.后擺臂，6.后伺服電機，7.轉(zhuǎn)動座、8.下伺服電機，9.履帶模塊，901.內(nèi)安裝板，902.外安裝板，903.主動輪，904.從動輪，905.負載輪組件，906.履帶，907.履帶電機，908.減速器，909.陀螺儀，910.減震架，911.搖桿，912.安裝軸，913.復位拉簧，10.紅外對管。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，詳細描述本實用新型的具體實施方案。
[0028]如圖1-5所示，一種四段式輪履結(jié)合智能越障機器人，包括主體裝置1，主體裝置I包括底板11、設置在底板11上的步進電機PLC控制板12、主控模塊13、電池14、電壓控制模塊、并行口連接端15以及上罩殼16。主體裝置I上設有兩個攝像頭2，主體裝置I前部在攝像頭2下方設有兩個紅外對管10，主體裝置I后部在攝像頭2下方設有一個紅外對管10。攝像頭2及紅外對管10用于分析前方或后方障礙物距離和高度，并與主控模塊13電連接。主體裝置I上通過前連接組件設有可前后轉(zhuǎn)動的輪式前肢3、以及驅(qū)動輪式前肢3轉(zhuǎn)動的前步進電機4。主體裝置I上還通過后連接組件設有兩個可前后轉(zhuǎn)動的后擺臂5，主體裝置I上在每個后擺臂5處設有兩個同步驅(qū)動后擺臂5轉(zhuǎn)動的后伺服電機6。后擺臂5下端外側(cè)設有轉(zhuǎn)動座7、以及驅(qū)動轉(zhuǎn)動座7轉(zhuǎn)動的下伺服電機8，轉(zhuǎn)動座7上設有履帶模塊9 ；
[0029]輪式前肢3包括鉸接在主體裝置I上的前肢支撐殼體301，前肢支撐殼體301下部轉(zhuǎn)動穿設有輸出軸302，輸出軸302穿出