[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

技術領域

本發明涉及一種越障機器人。更具體地說，本發明涉及一種裝配行星輪系的多功能越障機器人。

背景技術

近年來科技不斷發展，人民生活水平日益提高，但是人類對自然災害等特殊情況的偵查、救援還存在著很多的問題。地震等自然災害因其本身的突發性等特征難以被預測，因此加強災后救援力度就顯得尤為重要了。目前存在的具有一定越障功能的陸上偵查、探測類的機器人普遍采用履帶傳動，但履帶傳動效率低下，耗能高。且小型機器人上的履帶式傳動受體積限制，無法翻越城市環境中廣泛存在的路階、樓梯等障礙物。使得履帶式偵查機器人在反恐偵察、災害救援等領域應用中有許多局限性。所以目前迫切需要一種新型傳動方式的小型機器人，使其在城市環境中具有一定越障能力，且具有較高的傳動效率，以及靈活的機動性。

發明內容

本發明目的是提供一種多功能越障機器人，采用電機驅動的三角行星輪組帶動行進，當遇到障礙時，行進輪由自轉切換成繞三角行星輪組公轉，從而順利越障。

本發明還有一個目的是驅動電機通過差速器帶動驅動行星輪組偏轉，從而實現越障機器人的前輪轉向模式。

本發明還有一個目的是利用轉向電機驅動折腰式轉向單元，折腰式轉向單元帶動從動行星輪組偏轉，從而實現越障機器人的后輪轉向模式。

本發明還有一個目的是提供一種多功能越障機器人，通過電子調速器調整越障機器人在平地行進或爬樓越障過程中的速度，便于運輸貨物。

本發明還有一個目的是提供一種多功能越障機器人，控制系統根據不同的越障阻力矩調整驅動電機的輸出扭矩，解決行星輪組因打滑或停轉導致的越障機器人越障失敗。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種多功能越障機器人，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。

優選的是，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。

優選的是，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。

優選的是，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較接轉向臂；

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。

優選的是，所述車架還包括載物臺，其固定在車架上，用于承載物品。

優選的是，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兩個所述動力軸上，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