[發明專利]一種多功能越障機器人

有效

• 申請號: 201610297760.2
• 申請日: 2016-05-06
• 公開（公告）號: CN105905178B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 洪哲浩;洪日
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02;B62D12/00;B60L15/20
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙)11369
• 代理人: 史霞

1.一種多功能越障機器人，其特征在于，包括：

車架；

驅動電機，其固定在車架上；

驅動行星輪組和從動行星輪組，所述驅動行星輪組對稱布設在車架前端兩側，由驅動電機驅動；所述從動行星輪組對稱安裝在車架后端兩側；其中，所述行星輪組包括：

內行星架，其包括至少二個向外延伸的支腳，并且朝向所述驅動電機的一側上設置太陽齒輪和行星齒輪，另一側面上設置中心鏈輪和多個行星鏈輪；以及

所述太陽齒輪，其通過第一軸可旋轉固定在所述內行星架上，所述電機輸出軸連接所述太陽齒輪；

所述行星齒輪，其通過第二軸可旋轉固定在所述內行星架上，并且和所述太陽齒輪嚙合；

所述中心鏈輪，其固定在所述第二軸上，所述中心鏈輪和所述行星齒輪共同旋轉；

所述多個行星鏈輪，其一一對應的可旋轉的設置在所述支腳的外端；

鏈條，其與所述中心鏈輪和所述多個行星鏈輪同時嚙合；

行進輪，其分別和所述多個行星鏈輪同軸固定，并且和所述多個行星鏈輪共同旋轉；

所述車架還包括轉向系統，其連接在車架后部，包括轉向電機和折腰式轉向單元，所述轉向電機驅動折腰式轉向單元相對于車架傾斜一定角度，從而實現轉向；其中，所述從動行星輪組對稱安裝在轉向系統兩側；所述折腰式轉向單元包括：

導軌，其橫向固定在車架上；

滑塊，其套設在導軌上并能夠沿導軌滑動；

轉向齒條，其與轉向電機嚙合，并且固定連接滑塊，所述轉向齒條在轉向電機驅動下帶動滑塊沿導軌移動；

連桿機構，包括縱桿、第一橫桿和第二橫桿，縱桿前端可旋轉連接滑塊，縱桿后端分別鉸接在第一橫桿和第二橫桿的中心點，第一橫桿和第二橫桿平行設置且其兩端鉸接轉向臂；

所述轉向臂的前端鉸接在車架后端；

其中，當縱桿前端在滑塊帶動下沿導軌移動，其帶動第一橫桿和第二橫桿橫向移動，從而帶動轉向臂與車架傾斜一定角度，實現從動行星輪組轉向。

2.如權利要求1所述的多功能越障機器人，其特征在于，所述驅動電機連接差速器，所述差速器輸出兩個動力軸連接車架兩側的驅動行星輪組。

3.如權利要求1或2所述的多功能越障機器人，其特征在于，所述車架還包括載物臺，其固定在車架上，用于承載物品。

4.如權利要求2所述的多功能越障機器人，其特征在于，還包括控制系統，其包括：

扭矩傳感器，其安裝在驅動電機輸出軸上，所述扭矩傳感器測量驅動電機的扭矩；

轉速傳感器，其分別安裝在差速器的所述兩個動力軸上，用于檢測兩個動力軸的轉速；

信號接收發射機，其連接扭矩傳感器和轉速傳感器，所述信號接收發射機接收扭矩傳感器和轉速傳感器的信號；

控制器，其連接信號接收發射機、驅動電機和轉向電機，所述控制器接收信號接收發射機的信號并控制轉向電機和驅動電機；以及

電子調速器，其連接控制器，所述電子調速器調節驅動行星輪組的行進速度。

5.如權利要求4所述的多功能越障機器人，其特征在于，所述驅動電機為伺服電機，控制器通過信號接收發射機接收扭矩傳感器的信號，并控制驅動電機的輸出扭矩。

6.如權利要求5所述的多功能越障機器人，其特征在于，所述電子調速器連接驅動電機的電源，其通過調節電源調節驅動行星輪組的行進速度。

7.如權利要求6所述的多功能越障機器人，其特征在于，所述驅動行星輪組遇到障礙行進輪與地面打滑時，為保證驅動行星輪組公轉越障，控制器控制電機的實時扭矩T′滿足：

其中，θ為行走輪之間夾角，k為驅動行星輪組傳動比，η為驅動 行星輪組的機械效率；m為驅動行星輪組的質量，f為行進輪與地面的動摩擦系數，R為行星輪系的旋轉半徑。

8.如權利要求6所述的多功能越障機器人，其特征在于，所述驅動行星輪組遇到障礙而輪與地面沒有相對運動，為驅動行星輪組公轉越障，控制器控制電機的實時扭矩T′滿足；

其中，θ為行走輪之間夾角，k為驅動行星輪組傳動比，η為驅動行星輪組的機械效率；m為驅動行星輪組的質量，f為行進輪與地面的動摩擦系數，R為行星輪系的旋轉半徑。