[發明專利]應用于機器人的中心位置可控的驅動車輪及位置控制方法

有效

• 申請號: 201710196545.8
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106985607B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 徐豐羽;蔣國平
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: B60B19/00
• 分類號: B60B19/00;B60K7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

1.一種應用于機器人的中心位置可控的驅動車輪，包括偏心輪一和偏心輪二，偏心輪一套裝在偏心輪二的外周；其特征在于：還包括外輪圈和轉子；

轉子套裝在偏心輪一的外周，外輪圈同軸固定套裝在轉子的外周；

偏心輪一分別與偏心輪二和轉子相鉸接，偏心輪一的外環面上設置有環狀凹槽，環狀凹槽內鑲嵌有線圈；當線圈通電后，線圈能提供轉子及外輪圈轉動的驅動扭矩；

偏心輪一和偏心輪二各連接一個驅動裝置，偏心輪一和偏心輪二均能在相應驅動裝置的作用下實現獨立轉動；

偏心輪二通過連接座與機架固定連接；偏心輪二的圓形端面上設置有偏心柱，連接座鉸接在偏心柱上。

2.根據權利要求1所述的應用于機器人的中心位置可控的驅動車輪，其特征在于：偏心輪一的驅動裝置為驅動電機一，偏心輪二的驅動裝置為驅動電機二。

3.根據權利要求2所述的應用于機器人的中心位置可控的驅動車輪，其特征在于：位于偏心柱外周的偏心輪二圓形端面上從內至外依次設置有內齒圈和外齒圈；驅動電機二固定在連接座上，驅動電機二的齒輪與內齒圈相嚙合；驅動電機一固定在偏心輪一上，且驅動電機一的齒輪與外齒圈相嚙合。

4.根據權利要求2所述的應用于機器人的中心位置可控的驅動車輪，其特征在于：還包括連接支架，驅動電機一通過連接支架固定在偏心輪一上。

5.一種根據權利要求1所述應用于機器人的中心位置可控的驅動車輪的中心位置控制方法，其特征在于：線圈通電，實現對機器人中驅動車輪的驅動，機器人行駛；然后，通過兩個驅動裝置分別對偏心輪一和偏心輪二進行驅動，實現對偏心輪一和偏心輪二角度的控制，進而實現對驅動車輪中心位置的控制，使機器人能適應不同的路面環境狀況；在不同路面環境狀況下，驅動車輪中心位置的控制方式具體如下：

1）當機器人在水平地面上行駛時，通過兩個驅動裝置對偏心輪一和偏心輪二角度的控制，使偏心柱與車輪圓心的連線始終呈水平狀態，且偏心柱與車輪圓心之間的直線距離值保持恒定；此時，車輪能在無驅動扭矩的情況下實現滾動；

2）當機器人在崎嶇不平路面行駛時，通過對前后車輪中偏心輪一和偏心輪二角度的控制，根據路面狀況，使前后車輪的偏心柱在豎直直線上上下移動，從而使前車輪的偏心柱和后車輪的偏心柱連線保持水平狀態，也即使與偏心柱固定連接的機架處于水平狀態；

3）當機器人行駛過程中車輪遇到路面上的障礙物時，通過兩個驅動裝置對偏心輪一和偏心輪二角度的控制，使車輪的偏心柱移動到障礙物支撐點前方水平距離為el的位置，則車輪能在無外力驅動的作用下，實現自動跨越障礙物。

6.根據權利要求5所述應用于機器人的中心位置可控的驅動車輪的中心位置調節方法，其特征在于：機器人具有多輪行走機構時，當機器人行駛過程中遇到路面上的障礙物時，通過兩個驅動裝置對偏心輪一和偏心輪二角度的控制，使即將與障礙物接觸的車輪逐個抬起，實現避障。