移动式机器人的行走装置制造方法及图纸

本发明专利技术旨在提供一种移动式机器人的行走装置，包括底盘、行走轮机构、驱动机构、万向轮、万向轮升降机构，传动装置；行走轮机构设有四个，安装于底盘的四个角上；传动装置设有两组，分别位于底盘的左右两侧，每组传动装置包括两个传动机构和传动主轴，两个传动机构分别与该侧底盘前后角的四个行走轮机构连接；驱动机构设有两个，分别安装于底盘上；每组驱动机构分别与每组传动装置的任一传动机构或传动主轴连接，传递动力带动行走轮机构完成底盘的行走运动；万向轮设有两个，分别经过万向轮升降机构安装于底盘下表面的前后两侧的中部。该行走装置克服现有技术缺陷，具有结构合理、操作便捷以及减震、越障能力强的特点。

【技术实现步骤摘要】
移动式机器人的行走装置
本专利技术涉及移动机器人驱动装置领域，具体涉及一种移动式机器人的行走装置。
技术介绍
移动式机器人变形式轮行走机构主要用于路况复杂和平地的行走，变形式轮行走机构可以越过一定高度的障碍物。现有的移动式机器人采用变形式轮式结构，行走时难免有颠簸，现有方案采用将整体轮机构替换为单轮片结构、双轮片结构，三轮片结构，轮片越多则移动式机器人在轮变式行走的状态下，垂直方向上的颠簸就越小，但轮片过多的方案在变形后的形状过于接近圆形的形状，导致越障能力的下降，因此，设计出一种兼顾行走稳定性以及越障能力的机器人行走机构具有较好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种移动式机器人的行走装置，该行走装置克服现有技术缺陷，具有结构合理、操作便捷以及减震、越障能力强的特点。本专利技术的技术方案如下：一种移动式机器人的行走装置，包括底盘、行走轮机构、驱动机构、万向轮、万向轮升降机构，传动装置；所述的行走轮机构设有四个，安装于底盘的四个角上；所述的传动装置设有两组，分别位于底盘的左右两侧，每组传动装置包括两个传动机构和传动主轴，两个传动机构分别与该侧底盘前后角的四个行走轮机构连接，两个传动机构之间通过传动主轴连接；所述的驱动机构设有两个，分别安装于底盘上；每组驱动机构分别与每组传动装置的任一传动机构或传动主轴连接，传递动力带动行走轮机构完成底盘的行走运动；所述的万向轮设有两个，分别经过万向轮升降机构安装于底盘下表面的前后两侧的中部，所述的万向轮升降机构能够带动万向轮在竖直方向上下运动。优选地，所述的行走轮机构包括轮轴、轮毂、轮片、轮片伸缩机构；所述的轮毂和轮片伸缩机构分别安装在轮轴上，所述的轮轴分别与一组传动机构连接，能够在传动机构的带动下转动；所述的轮毂包括四个沿圆周方向均匀分布的轮辐，所述的轮片为圆弧形片，对应设有组，各组轮片的一端铰接安装于轮辐的末端；所述的轮片伸缩机构分别与各组轮片中部连接，所述的轮片伸缩机构能够驱动轮片绕其与轮辐的铰接处转动。优选地，所述的轮片伸缩机构包括齿轮Ⅰ、螺旋驱动盘、伸缩套管、滑块Ⅰ、推杆、滑块Ⅱ；所述的齿轮Ⅰ、螺旋驱动盘通过轴承套装于轮轴上；所述的螺旋驱动盘的背面与齿轮Ⅰ固定连接，正面上设有螺旋形的滑道Ⅰ；所述的伸缩套管沿轮轴的径向设置，伸缩套管与轮毂固定连接，所述的伸缩套管内设有滑块Ⅰ，所述的滑块Ⅰ能够沿伸缩套管滑动；所述的轮片内侧面上设有对应其内弧面的滑道Ⅱ，所述的滑块Ⅱ安装于滑道Ⅱ内，能够沿滑道Ⅱ滑动，所述的滑块Ⅰ的末端与滑块Ⅱ铰接；所述的推杆平行于伸缩套管设置，推杆的后侧面通过连接块与滑块Ⅰ固定连接，推杆的前侧面上沿其长度方向均匀设有多个滑柱，所述的滑柱的前端置于螺旋驱动盘的滑道Ⅰ内；所述的齿轮Ⅰ分别与一组传动机构连接，经传动机构传递驱动机构动力转动，基于滑道Ⅰ侧壁对滑柱的支撑作用，从而使得推杆沿伸缩套管长度方向来回运动，进而带动滑块Ⅰ沿伸缩套管长度方向来回运动。优选地，所述的传动机构包括锥齿轮Ⅰ、齿轮箱、锥齿轮Ⅱ、齿轮Ⅱ、滑移齿轮、弹簧、齿轮Ⅲ；所述的齿轮箱对应于各个行走轮机构设置于底盘上，所述的传动主轴两端分别伸入同侧的前后齿轮箱中，所述的锥齿轮Ⅰ设于传动主轴两端；所述的轮轴通过轴承与底盘底部连接，位于齿轮箱下方；所述齿轮箱内设有沿左右方向的齿轮箱轴，所述的锥齿轮Ⅱ设于齿轮箱轴上，与锥齿轮Ⅰ啮合；所述的齿轮Ⅱ固定设于齿轮箱轴靠近轮毂的一端，与齿轮Ⅰ啮合；所述的齿轮箱轴的另一端上固定设有限位环，所述的滑移齿轮设于齿轮箱轴上设有限位环的一侧，所述的滑移齿轮内环上设有平键，所述的齿轮箱轴上设有对应平键的平键槽，所述的滑移齿轮通过平键嵌入平键槽与齿轮箱轴连接，能够沿齿轮箱轴的轴向滑动；所述的弹簧一端与限位环固定连接，另一端与滑移齿轮固定连接，所述的齿轮Ⅲ设于轮轴上靠近底盘内侧的一端，当滑移齿轮在弹簧弹力作用下向轮毂移动至极限时，所述的齿轮Ⅲ与滑移齿轮啮合。优选地，还包括拨杆机构，所述的拨杆机构包括电机Ⅱ、齿轮Ⅳ、齿条、导轨、支撑杆Ⅰ、拨杆Ⅰ、拨杆Ⅱ；所述的电机Ⅱ设于底盘中部，电机Ⅱ的输出轴沿底盘前后方向设置，所述的齿轮Ⅳ固定安装于电机Ⅱ的输出轴上，能够在电机Ⅱ的带动下转动；所述的导轨设于齿轮Ⅳ的下方，两端分别沿底盘的左右方向水平延伸，所述的支撑杆Ⅰ设有两组，分别通过滑块安装于导轨上，能够沿导轨左右滑动，两组支撑杆Ⅰ位于齿轮Ⅳ的左右两侧；所述的拨杆Ⅰ和拨杆Ⅱ设有两组，分别安装于两组支撑杆Ⅰ顶端，沿左右方向设置，两组拨杆Ⅰ的前端分别向左或向右延伸与一组拨杆Ⅱ的中部垂直连接；所述的拨杆Ⅱ的两端伸入齿轮箱中，靠近滑移齿轮并位于滑移齿轮的外侧；电机Ⅱ的转轴的转动能够带动两组齿条同时向内运动，使得拨杆Ⅰ带动两组拨杆Ⅱ沿水平方向内运动，拨杆Ⅱ接触滑移齿轮并拨动滑移齿轮向内运动，滑移齿轮与齿轮Ⅵ脱离啮合连接，同时压缩弹簧。优选地，所述的驱动机构包括电机Ⅰ、锥齿轮组；所述的电机Ⅰ设于底盘上，电机Ⅰ的输出轴通过锥齿轮组与传动主轴连接，带动传动主轴转动。优选地，所述的万向轮升降机构包括电机Ⅲ、锥齿轮Ⅲ、传动轴、锥齿轮Ⅳ、齿轮Ⅴ、轴承座Ⅰ、螺杆、轴承座Ⅱ、齿轮Ⅵ、固定板、固滑杆、导套；所述的电机Ⅲ通过底座安装于底盘上，所述的电机Ⅲ的转轴延水平方向设置，所述的锥齿轮Ⅲ安装于电机Ⅲ的输出轴的末端，所述的传动轴竖直设置，通过轴承座Ⅰ和轴承Ⅰ安装于底盘上，所述的锥齿轮Ⅳ安装于传动轴中部，所述的锥齿轮Ⅲ、锥齿轮Ⅳ啮合；所述的齿轮Ⅴ安装于传动轴上；所述的底盘对应万向轮的位置设有升降口，所述的升降口旁边通过支架安装两组轴承座Ⅱ和轴承Ⅱ，所述的轴承Ⅱ的内圈固定设有内螺纹套筒，所述的螺杆通过螺纹配合设于内螺纹套筒内，所述的齿轮Ⅵ的安装孔内壁带有内螺纹，通过螺纹配合套装于螺杆上，所述的齿轮Ⅵ位于两组轴承座Ⅱ之间，所述的齿轮Ⅵ的外齿与齿轮Ⅴ啮合；所述的固定板固定安装于螺杆下端，所述的万向轮安装于固定板的下表面；所述的导套安装于底盘上；所述的固滑杆下端与固定板连接，上端竖直向上穿过底盘并经过导套后延伸至轴承座Ⅱ上方，导套套住固滑杆，通过固滑杆和导套的限制下，所述的齿轮Ⅵ在转动时能够通过螺纹传动带动螺杆在竖直方向上运动。优选地，还包括支撑杆Ⅱ，所述的轴承座Ⅰ包括两个，分别设于传动轴的两端，位于底部的轴承座Ⅰ与底盘连接，所述的支撑杆Ⅱ下端安装于底盘上，上端竖直向上延伸，与位于上部的轴承座Ⅰ的侧部连接。本专利技术的工作过程如下：当机器人在平地行走时，驱动机构的电机Ⅰ启动，通过锥齿轮传动带动传动主轴转动，通过转动主轴带动轮毂以及螺旋驱动盘同步转动，通过轮片构成的圆形轮向前行走；当机器人需要翻越障碍时，驱动机构的电机Ⅰ停止，离合机构的电机Ⅱ启动，通过齿轮Ⅳ带动齿条拉动拨杆Ⅰ及拨杆Ⅱ，通过拨杆Ⅱ将滑移齿轮拨向底盘中心，使得滑移齿轮与齿轮Ⅵ脱离啮合，并对弹簧进行压缩，电机Ⅱ锁死；再次开启电机Ⅰ，带动螺旋驱动盘相对轮毂转动，通过螺旋驱动盘的滑道Ⅰ侧壁对推杆上滑柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动式机器人的行走装置，包括底盘（1）、行走轮机构（2）、驱动机构（3）、万向轮（5）、万向轮升降机构（6），传动装置，其特征在于：/n所述的行走轮机构（2）设有四个，安装于底盘（1）的四个角上；所述的传动装置设有两组，分别位于底盘（1）的左右两侧，每组传动装置包括两个传动机构（7）和传动主轴（32），两个传动机构（7）分别与该侧底盘（1）前后角的四个行走轮机构（2）连接，两个传动机构（7）之间通过传动主轴（32）连接；/n所述的驱动机构（3）设有两个，分别安装于底盘（1）上；每组驱动机构（3）分别与每组传动装置的任一传动机构（7）或传动主轴（32）连接，传递动力带动行走轮机构（2）完成底盘（1）的行走运动；/n所述的万向轮（5）设有两个，分别经过万向轮升降机构（6）安装于底盘（1）下表面的前后两侧的中部，所述的万向轮升降机构（6）能够带动万向轮（5）在竖直方向上下运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种移动式机器人的行走装置，包括底盘（1）、行走轮机构（2）、驱动机构（3）、万向轮（5）、万向轮升降机构（6），传动装置，其特征在于：
所述的行走轮机构（2）设有四个，安装于底盘（1）的四个角上；所述的传动装置设有两组，分别位于底盘（1）的左右两侧，每组传动装置包括两个传动机构（7）和传动主轴（32），两个传动机构（7）分别与该侧底盘（1）前后角的四个行走轮机构（2）连接，两个传动机构（7）之间通过传动主轴（32）连接；
所述的驱动机构（3）设有两个，分别安装于底盘（1）上；每组驱动机构（3）分别与每组传动装置的任一传动机构（7）或传动主轴（32）连接，传递动力带动行走轮机构（2）完成底盘（1）的行走运动；
所述的万向轮（5）设有两个，分别经过万向轮升降机构（6）安装于底盘（1）下表面的前后两侧的中部，所述的万向轮升降机构（6）能够带动万向轮（5）在竖直方向上下运动。


2.如权利要求1所述的移动式机器人的行走装置，其特征在于：
所述的行走轮机构（2）包括轮轴（21）、轮毂（22）、轮片（23）、轮片伸缩机构（24）；所述的轮毂（22）和轮片伸缩机构（24）分别安装在轮轴（21）上，所述的轮轴（21）分别与一组传动机构（7）连接，能够在传动机构（7）的带动下转动；
所述的轮毂（22）包括四个沿圆周方向均匀分布的轮辐（25），所述的轮片（23）为圆弧形片，对应设有4组，各组轮片（23）的一端铰接安装于轮辐（25）的末端；所述的轮片伸缩机构（24）分别与各组轮片（23）中部连接，所述的轮片伸缩机构（24）能够驱动轮片（23）绕其与轮辐（25）的铰接处转动。


3.如权利要求2所述的移动式机器人的行走装置，其特征在于：
所述的轮片伸缩机构（24）包括齿轮Ⅰ（241）、螺旋驱动盘（242）、伸缩套管（243）、滑块Ⅰ（244）、推杆（245）、滑块Ⅱ（246）；所述的齿轮Ⅰ（241）、螺旋驱动盘（242）通过轴承套装于轮轴（21）上；所述的螺旋驱动盘（242）的背面与齿轮Ⅰ（241）固定连接，正面上设有螺旋形的滑道Ⅰ（247）；所述的伸缩套管（243）沿轮轴（21）的径向设置，伸缩套管（243）与轮毂（22）固定连接，所述的伸缩套管（243）内设有滑块Ⅰ（244），所述的滑块Ⅰ（244）能够沿伸缩套管（243）滑动；所述的轮片（23）内侧面上设有对应其内弧面的滑道Ⅱ（248），所述的滑块Ⅱ（246）安装于滑道Ⅱ（248）内，能够沿滑道Ⅱ（248）滑动，所述的滑块Ⅰ（244）的末端与滑块Ⅱ（246）铰接；
所述的推杆（245）平行于伸缩套管（243）设置，推杆（245）的后侧面通过连接块与滑块Ⅰ（244）固定连接，推杆（245）的前侧面上沿其长度方向均匀设有多个滑柱（249），所述的滑柱（249）的前端置于螺旋驱动盘（242）的滑道Ⅰ（247）内；
所述的齿轮Ⅰ（241）分别与一组传动机构（7）连接，经传动机构（7）传递驱动机构（3）动力转动，基于滑道Ⅰ（247）侧壁对滑柱（249）的支撑作用，从而使得推杆（245）沿伸缩套管（243）长度方向来回运动，进而带动滑块Ⅰ（244）沿伸缩套管（243）长度方向来回运动。


4.如权利要求3所述的移动式机器人的行走装置，其特征在于：
所述的传动机构（7）包括锥齿轮Ⅰ（71）、齿轮箱（72）、锥齿轮Ⅱ（73）、齿轮Ⅱ（74）、滑移齿轮（75）、弹簧（76）、齿轮Ⅲ（77）；
所述的齿轮箱（72）对应于各个行走轮机构（2）设置于底盘（1）上，所述的传动主轴（32）两端分别伸入同侧的前后齿轮箱（72）中，所述的锥齿轮Ⅰ（71）设于传动主轴（32）两端；
所述的轮轴（21）通过轴承与底盘（1）底部连接，位于齿轮箱（72）下方；所述齿轮箱（72）内设有沿左右方向的齿轮箱轴（721），所述的锥齿轮Ⅱ（73）设于齿轮箱轴（721）上，与锥齿轮Ⅰ（71）啮合；所述的齿轮Ⅱ（74）固定设于齿轮箱轴（721）靠近轮毂（22）的一端，与齿轮Ⅰ（241）啮合；所述的齿轮箱轴（721）的另一端上固定设有限位环（723），所述的滑移齿轮（75）设于齿轮箱轴（721）上设有限位环（723）的一侧，所述的滑移齿轮（75）内环上设有平键（751），所述的齿轮箱轴（721）上设...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛佩超，张欣，刘俊杰，冯新杰，李健，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45