[實用新型]一種新型越障機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420219841.7
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN203888923U
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 李君科;劉凱;王宇俊;方燦;石云輝;王觀玉;李明江;孟學華;張仁寬;張國鋒;盧玉;周力軍
• 申請（專利權）人: 黔南民族師范學院;西南大學
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本實用新型屬于機器人技術領域，具體是涉及一種新型越障機器人。?

背景技術

隨著人類對未知領域的不斷探索，人類工作的環(huán)境越來越非結構化；再加上自然災害、森林火災、核事故、地震救援等事件頻發(fā)，人類迫切希望感知這些環(huán)境，以達到收集信息、緩解災難、搶救傷員等目的。為此，越障機器人應運而生來幫助人們去解決這個問題。?

目前，越障機器人所使用的運動機構主要有輪式、履帶式、混合式、足式等結構，在這些運動機構中當屬輪式運動機構應用最為廣泛。輪式機構具有效率高、速度快、行動穩(wěn)定等優(yōu)點而歷經了幾千年的實際應用。如公開號為CN101947776B的中國專利公開了一種輪式越障機器人，包括機器人車架、三組移動吸附機構及其對應的直線滑軌、絲杠及驅動電機，三組直線滑軌以及絲杠豎直設置于機器人車架下方且兩端分別與機器人車架及移動吸附機構相連，驅動電機與移動吸附機構固定連接。該技術方案解決現有爬壁機器人在垂直壁面作業(yè)時存在的問題，機器人既具有輪式移動機器人速度快和轉向靈活、履帶式移動機器人磁吸附力大的特點，但該發(fā)明對行走地形有一定的要求，只能在平坦地形上面連續(xù)行走；再如，公開號為CN203528629U的中國專利公開了一種類輪式爬壁越障機器人，包括機體，在機體的尾端設有平衡裝置，機體包括前后依次串接的至少2個機體分部，相鄰的兩個機體分部之間通過轉動副連接，轉動副的軸線與機體的上表面平行；在每個機體分部的左右兩側設有對稱布置的類輪結構，每個類?輪結構均安裝在一驅動軸上，驅動軸安裝在對應的機體分部上；類輪結構設有套裝在對應驅動軸上的輪軸座和周向均布固定在輪軸座上的3～5個輪輻，輪輻采用弧形曲面結構，且在弧形曲面結構的外側設有吸附結構，吸附結構與墻面的接觸面積大于輪輻與吸附結構的接觸面積，相鄰的兩個輪輻之間設有跨距。該技術雖然具有運動速度快、接觸面積大、吸附性能強等優(yōu)點，但是需要根據其行走地形特點才能獲得上述優(yōu)點，要求要求地形平坦、連續(xù)，從而使其應用范圍受到限制。?

履帶式機器人增加了適應環(huán)境的能力，擴大了機器人的使用范圍，但它也這也為此付出了笨重的履帶、功耗高和對地形的破環(huán)等代價。如公開號為CN203266628U的中國專利公開了一種履帶式工業(yè)機器人，它由上部的機械臂、中間的轉臺和底部的底座構成，所述底座上設置有旋轉盤，轉臺設置在旋轉盤上，所述機械臂下方設呈有橫梁，所述機械臂由后端的后座、中間的前臂和前段的腕部端構成，所述轉臺內設置有轉輪和伺服電機，所述底座下設置有履帶式行走機構。該技術方案通過設置履帶式行走機構，使得工業(yè)機器人能夠在不平坦的地面上行走，提高了工業(yè)機器人對環(huán)境的適應力；但是它所使用的履帶極其笨重、功耗高、對地形的破環(huán)及其嚴重。?

足式機器人能夠在非規(guī)整地形下很好地行走，在航空航天、軍事國防、山地搜救以及工農業(yè)生產等領域具有廣泛的應用價值。如公開號為CN202593677U的中國專利公開了一種六輪足式串并混聯機器人，包括運載平臺、電池、控制系統(tǒng)、攝像頭和3個6自由度的輪足組合式運動支鏈，所述運載平臺上安裝電池、控制系統(tǒng)和攝像頭，在所述運載平臺下方安裝所述輪足組合式運動支鏈，所述輪足組合式運動支鏈包括偏航關節(jié)、偏航關節(jié)支架、上俯仰關節(jié)、大腿、中俯仰關節(jié)、中俯仰關節(jié)支架，上橫滾關節(jié)、小腿、下俯仰關節(jié)、下俯仰關節(jié)支架、下橫滾關節(jié)、動力輪支架和動力輪。該機器人具有良好的靈?活性和快速性；但是控制和結構較復雜。?

混合式機構機器人綜合使用了上述各種機構的優(yōu)點，盡量使其適應各種地形。如公開號為CN203293183U的中國專利公開了一種具有徑向伸縮車輪的輪臂混合式越障機器人，它由驅動輪、車體、機械臂、輔助輪、機械手五部分組成。兩個驅動輪對稱設置在車體左右兩側，并與車體連接構成轉動副,機械臂與車體前端鉸接,輔助輪安裝在機械臂的小臂上,機械手與機械臂腕關節(jié)末端固接。該技術方案主要是通過其自身的輪臂位姿變換和車輪徑向尺寸調節(jié)來適應地形。但是其結構和控制較為復雜，且越障能力不夠理想。?

公開號為CN103373404A的中國專利公開了一種輪履腿復合式移動機器人，它的基本結構由兩條主履帶、兩條前擺臂履帶、兩條后擺臂履帶和車體組成；所述前擺臂履帶和后擺臂履帶的兩端分別通過履帶軸與車體及主履帶活動連接形成平行四邊形傳動機構并置于車體的兩側；所述后擺臂履帶的履帶軸與驅動裝置傳動連接；并通過動力傳遞實現前、后擺臂履帶架的轉動。該機器人的優(yōu)點是利用前擺臂履帶和后擺臂履帶來進行越障、爬坡，從而具有較好的越障能力。但其結構復雜，不能自適應地形，在遇到障礙物時需人為切換。?