[發明專利]一種自適應輪腿組合越障機構無效

申請號：	201110157764.8	申請日：	2011-06-13
公開（公告）號：	CN102295029A	公開（公告）日：	2011-12-28
發明（設計）人：	畢樹生;張睿;遲興;張鵬飛;陳光	申請（專利權）人：	北京航空航天大學
主分類號：	B62D57/028	分類號：	B62D57/028
代理公司：	北京永創新實專利事務所 11121	代理人：	李有浩
地址：	100191***	國省代碼：	北京;11
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種自適應組合越障機構
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種適用于機器人的越障機構，更特別地說，是指一種自適應輪腿組合越障機構。

背景技術

現階段，研究機器人在復雜環境條件下的越障問題有很高的經濟和實用價值。用于軍事偵察、反恐防暴、災害救援等領域的小型越障機器人以其體積小、環境適應能力強、運動靈活、操縱方便等特點成為機器人研究領域的一大熱點。

越障機器人可以用于人員不能到達的特殊環境，比如有害物質集聚的空間，狹小和地形不明的空間，實施軍事偵查或科學研究；可用于反恐防暴的現場，代替工作人員檢查可疑危險物，排除危險，保證人員安全；當攜帶了相應的設備后，越障機器人可用于火災、地震、泥石流等危險環境下的探測與救援工作，挽救寶貴的生命，同時減少災害帶來的損失；此外，在空間探測領域，越障機器人也大有作為。它可以代替宇航員執行星球表面的探測和物質采集工作，為科學研究提供極大的便利。

越障機器人工作的環境復雜多變，為了適應不同的環境需要，應保證機器人在不同的環境下都能穩定可靠的完成預定工作。不同于傳統的機器人研究方向，復雜環境條件下的越障機器人在可靠性、機動性、可控性、越障能力以及環境適應能力等方面面臨許多復雜的問題，需要尋找新的工程方法來解決。

為了解決復雜環境條件下的越障問題，研究人員進行了長期的探索。目前，針對樓梯這一特殊障礙環境，研究人員找到了三種常用的解決方案：履帶式上樓梯機器人、導軌式移動平臺、行星輪機構。其中，履帶式上樓梯機器人體積和質量都較大，對復雜環境的適應能力弱；導軌式移動平臺造價高，且只能固定在一段樓梯的旁邊，機動性很弱，實用性不強；常規的自動控制行星輪上樓梯機構多由四個齒輪傳動的行星輪組成，體積較大，傳動方式復雜，能耗高。使用蓄電池供電時續航能力弱。

發明內容

本發明的目的是提供一種自適應輪腿組合越障機構，該越障機構在平地時以輪式移動為運動方式，機動性強、能耗低。遇到障礙物時依靠左右運動組件形成的行星輪滾動方式進行越障，環境適應能力強，在一定條件下可用跳躍的方式越障。

本發明的一種自適應輪腿組合越障機構，該越障機構包括有右支撐腿組件、左支撐腿組件、右運動組件、左運動組件和連接件，其中右支撐腿組件與左支撐腿組件的結構相同；右運動組件與左運動組件的結構相同。右支撐腿組件的右接扣連接在連接件的一端上；左支撐腿組件的左接扣連接在連接件的另一端上；右運動組件的右舵機的機殼安裝在連接件的底板一端上；左運動組件的左舵機的機殼安裝在連接件的底板的另一端上。右運動組件與左運動組件保持同步運動，右支撐腿組件與左支撐腿組件保持同步運動。

右運動組件(3)與左運動組件(4)同步實現平地行駛，右運動組件(3)與左運動組件(4)、右支撐腿組件(1)與左支撐腿組件(2)配合實現越障運動。

本發明越障機構的優點在于：

①運動組件采用舵機、滑環、輪系支架、電機和車輪形成一個三個車輪協作運動的行星輪滾動方式。這樣的結構設計使得越障機構整體體積很小，重量輕，對狹小空間具有更強適應性，且攜帶、運輸方便。相比四個行星輪組成的機器人結構，本發明體積大幅減小，運動更加靈活，機動性強，可實現零半徑轉向。

②支撐腿組件采用前腿、后腿、腳板和合頁的結構，前腿與后腿組合能產生很大的跨度，前腿、后腿間設計了限制自由度的合頁，保證了在越過較高的障礙時能提供穩定的支撐。腳板設計成T形能保證腳板上的底板始終以一個平面接觸地面，有防止打滑的效果。

③本發明設計的越障機構在平地時以輪式移動為運動方式，速度比履帶式機器人快，并且能耗低，續航時間長。

④本發明設計的越障機構在遇到障礙物時對復雜地形環境的適應性強，可在樓梯、草地、沙地、瓦礫堆等不同環境下實現越障功能。此種情況下，蝸輪蝸桿減速機構處于自鎖狀態，移動輪鎖死，具有防滑和減小沖擊的作用。支撐腿上的腳板貼有橡膠片起到防滑作用，保證了裝載在越障機構上的機器人越障時的穩定性。

附圖說明

圖1是本發明越障機構的結構圖。

圖1A是本發明越障機構的另一視角結構圖。

圖1B是本發明越障機構在遇到障礙物時的狀態圖。

圖1C是本發明越障機構的結構分解圖。

圖2是本發明越障機構中腿部的結構圖。