[發明專利]取樣機器人行走機構

有效

• 申請號: 201310454214.1
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103481956A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 陳琪;張偉明;祝聰;安凱;周磊;呂闖
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: B62D55/02
• 分類號: B62D55/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明涉及取樣機器人設計領域，具體涉及一種取樣機器人行走機構，尤其適用于室外復雜環境下工作的中小型智能移動設備。

背景技術

目前，國內機器人行業起步比較晚，與國外尚有一定的差距，對于機器人行走機構中，輪式移動機構、履帶式移動都是現有的比較成熟的設計，其中，輪式移動機構具有與地面摩擦力小，移動速度大，適應性差的特點，履帶式移動機構具有較大的攀爬能力和松軟等地面的穿越能力，但是結構相對復雜。連桿機構的設計在機械原理中已經誕生很久，設計合理的桿長和機架可以實現復雜的運動，而蝸輪蝸桿運動可以實現大傳動比并具有自鎖能力。在一些大學實驗室中，已經開始嘗試把履帶、輪子和連桿結合起來設計出了結構和控制相對復雜的機器人移動機構。

現階段的取樣機器人大多集中于極端環境下使用，比如完全失重條件下的月球取樣機器人，醫學方面的微型取樣機器人，超高溫下鍋爐取樣機器人等。對于平常條件下的取樣機器人的研究較少。而在工程施工中，取樣工作非常常見，如地質勘探，資源勘探，建筑行業等，取樣工作單調乏味，條件十分艱苦，因此，非常有必要設計一種具有很強的野外適應能力并能確保樣品完好無損的機器人行走機構。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有取樣機器人在取樣工作中存在的上述不足，提供一種取樣機器人行走機構，確保整個行走機構放置樣品平衡的性能、爬坡性能、跨越壕溝性能、凸臺跨越性能、轉向性能。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

取樣機器人行走機構，它包括置物臺平衡單元和移動單元，其中，

1）所述置物臺平衡單元由置物臺、連桿機構、絲桿、絲桿電機組成，所述置物臺的底部固定設有兩組前撐架、后撐架，兩組前撐架、后撐架對稱設于置物臺的四個角上；所述連桿機構包括兩組，分別設于置物臺的兩側（兩組連桿機構結構完全相同），各組連桿機構均由第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿與滑塊構成，其中第一連桿的一端與前撐架活動鉸接，第一連桿的另一端與第二連桿的一端活動鉸接，第二連桿的另一端與滑塊的后端活動鉸接，第三連桿的一端與滑塊的前端活動鉸接，第三連桿的另一端與第四連桿的一端活動鉸接，第四連桿的另一端與后撐架活動鉸接；所述滑塊與所述絲桿螺紋連接，所述絲桿的一端與絲桿電機的輸出軸通過聯軸器固定連接，絲桿電機固定在絲桿電機機架上，所述絲桿電機機架固定在置物臺上，絲桿的兩端部分別套有軸套，軸套固定在置物臺上；

2）所述移動單元包括兩組對稱分布于置物臺下方左右兩側的前輪、中輪、后輪，以及機架、蓄電池及電路存放盒，以及連接后輪與機架的轉動副，所述前輪設置在機架的前端部，所述中輪設置在機架的后端部，所述后輪通過所述轉動副與機架鉸接；所述蓄電池及電路存放盒固定在機架上；

所述置物臺通過連桿機構的第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿與移動單元相連，所述第一連桿、第二連桿鉸接處同時與移動單元的機架鉸接，第三連桿、第四連桿鉸接處同時與移動單元的后輪鉸接。

按上述方案，所述前輪包括前輪支撐桿、前輪軸、行星齒輪機構、履帶輪、履帶、前輪電機，其中，前輪支撐桿通過轉向止推軸承和轉向止推軸承上面的滑動軸承設置在機架上的前端部（轉向止推軸承和滑動軸承使前輪支撐桿可在機架上旋轉）；前輪軸上設有軸承，軸承設置在軸承座上，軸承座與前輪支撐桿固定；行星齒輪機構繞前輪軸中心設置，行星齒輪機構包括齒輪板、中心齒輪、以及四組對稱分布的中齒輪軸、中齒輪、齒輪軸、大齒輪，齒輪板的中心以及中心齒輪安裝在前輪軸上，中齒輪軸、齒輪軸安裝在齒輪板上，中齒輪安裝在中齒輪軸上，大齒輪安裝在齒輪軸上，中心齒輪分別與四組中齒輪相嚙合，四組中齒輪分別與對應的大齒輪相嚙合；行星齒輪機構的四個齒輪軸上分別對應安裝一履帶輪，履帶裝在四個履帶輪的外側；所述前輪電機的輸出端通過前輪聯軸器與前輪軸固連，前輪電機通過前輪軸帶動行星齒輪機構驅動履帶輪，進而使履帶行走。