[發(fā)明專利]一種輪足結(jié)合全地形行駛機(jī)器人行駛裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210187239.5
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102700644A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫永斌;費(fèi)燕瓊;孫逸倫;鄭斌;劉慶偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種機(jī)器人探測工程技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種輪足結(jié)合式全地形機(jī)器人行駛裝置。

背景技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，人們所探究的領(lǐng)域在不斷的擴(kuò)大，在這些活動(dòng)中機(jī)器人的作用變得越來越重要，尤其是很多人類無法涉入的特殊的地形，比如地震后的現(xiàn)場，火星探測的表面。

所以近些年來，越來越多的人開始設(shè)想并發(fā)明機(jī)器人可能的行走方式，但主要形式可歸結(jié)為兩類，即輪式和腿式。純輪式由于依靠輪子前進(jìn)，故移動(dòng)速度快，易操作控制；但以輪子為主體也導(dǎo)致其對路面要求較高，易陷入沼澤，且避障越障能力差。而腿式機(jī)器人一般采用兩節(jié)連桿串聯(lián)形式，中間設(shè)一個(gè)關(guān)節(jié)，它模仿人腿的運(yùn)動(dòng)，可以跨越障礙物，又由于與地面接觸面積大，故可走過沙地、沼澤等特殊路面；但同時(shí)也存在著速度慢、且較難控制等缺點(diǎn)。我們所發(fā)明的輪足結(jié)合全地形行駛機(jī)器人行駛裝置是一種采用將兩者結(jié)合起來的運(yùn)動(dòng)方式的機(jī)器人行駛裝置，克服了純輪式避障越障能力差和純腿式速度慢、難控制的缺點(diǎn)，可較易地通過障礙地帶且移動(dòng)速度快，將兩者機(jī)構(gòu)的優(yōu)劣勢互補(bǔ)，應(yīng)用前景廣，可替代絕大多數(shù)的機(jī)器人行駛裝置，尤其是對特殊地形通過性要求比較高的機(jī)器人。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，劉愛華等人在《機(jī)器人》2008年第06期，撰文“一種輪足復(fù)合式爬壁機(jī)器人機(jī)構(gòu)建模與分析”，該文介紹了一種輪足結(jié)合的機(jī)器人形式裝置的設(shè)計(jì)方案，并完成了對其的三維建模。但是，該機(jī)器人行駛裝置依然依靠步行的方式進(jìn)行前進(jìn)并通過各種不同地面，行駛速度較慢，而且其通過性不能實(shí)現(xiàn)自主調(diào)節(jié)，效率較低，故不能適用于更廣泛的場合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的機(jī)器人普遍形式裝置上的不足，提供一種有效可靠的輪足結(jié)合式全地形機(jī)器人行駛裝置，不僅有較高的自主通過性，而且行駛速度較快，可以快速有效地通過不同地面，并且結(jié)構(gòu)簡潔，運(yùn)動(dòng)靈活方便，制作成本低，適用于多種場合。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明所述的一種輪足結(jié)合全地形行駛機(jī)器人行駛裝置，包括三個(gè)運(yùn)動(dòng)單元組，分別是第一大臂組，第二大臂組，三角行星臂組，其中，第一大臂組通過第一大臂階梯軸組中的階梯軸與第二大臂組相連接，第二大臂組通過大臂階梯軸組中的階梯軸與三角行星臂組相連接；整個(gè)裝置共有三套齒輪組平行的分布于這三套運(yùn)動(dòng)單元組間，并實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)該裝置的功能。

所述的第一大臂組包括第一大臂側(cè)壁，齒輪，第一大臂階梯軸組，其中，第一大臂階梯軸組包括：第一階梯軸，第二階梯軸和第三階梯軸，第一階梯軸上通過軸承連接三個(gè)齒輪，第二階梯軸上通過軸承連接兩個(gè)齒輪，第三階梯軸上通過軸承連接兩個(gè)齒輪，在階梯軸兩側(cè)平行連接了兩個(gè)第一大臂側(cè)壁，并用螺母在各階梯軸端部處緊固，其中，第一大臂側(cè)壁與該側(cè)壁外的第一階梯軸上的齒輪固連。階梯軸上的齒輪分別屬于三套齒輪組傳動(dòng)系統(tǒng)。

所述的第二大臂組包括第二大臂側(cè)壁，齒輪，第二大臂階梯軸組，階梯軸套，其中，第二大臂階梯軸組包括：第四階梯軸，第五階梯軸，第四階梯軸通過軸承連接一個(gè)齒輪，第五階梯軸通過階梯軸套連接一個(gè)齒輪，階梯軸套分別與第五階梯軸和齒輪緊固，兩個(gè)第二大臂側(cè)壁被平行地連接在階梯軸套外，其中,靠近三角行星臂組的第二大臂側(cè)壁的一端與第一大臂組中的第三階梯軸上的一個(gè)齒輪固連，另一端通過法蘭軸承與第五階梯軸連接，另一個(gè)第二大臂側(cè)壁一端通過軸承與第三階梯軸相連，另一端通過法蘭軸承與第五階梯軸相連，并用螺栓螺母在各階梯軸端部處進(jìn)行緊固。

所述的三角行星臂組包括三角行星臂側(cè)壁，三角行星臂階梯軸組，階梯軸套，齒輪，以及滑輪，其中三角行星臂階梯軸組包括：第六階梯軸，第七階梯軸，兩個(gè)三角行星臂側(cè)壁通過法蘭軸承與第五階梯軸相連，一個(gè)齒輪通過階梯軸套與第五階梯軸相連，該階梯軸套分別與第五階梯軸和該齒輪固連，第六階梯軸通過軸承和齒輪相連，第七階梯軸通過軸承和齒輪及滑輪相連，且第七階梯軸上的齒輪和滑輪固連，并在各階梯軸的端部進(jìn)行緊固，其中，三角行星臂組中的齒輪與第二大臂組中的齒輪屬于同一套齒輪組傳動(dòng)系統(tǒng)。

所述的第一大臂組中與第二大臂側(cè)壁相連接的齒輪上布有與該第二大臂側(cè)壁同軸的螺孔，并通過螺栓及螺母相連，使得第二大臂與該齒輪繞第三階梯軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述的三角行星臂組的第七階梯軸上的滑輪與齒輪有同軸的螺孔，通過螺栓及螺母相連，使得滑輪與該齒輪繞第七階梯軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，且滑輪直徑大于齒輪直徑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過將輪式與足式行駛方式相結(jié)合可以既保持該裝置非常高的自適應(yīng)性和通過性，又能保證其較快的行駛速度，并且該裝置結(jié)構(gòu)簡單可靠，靈活性高，適用性強(qiáng)。