[實用新型]陸行機器人以及水陸兩棲機器人

有效

• 申請號: 201720760879.9
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN207088875U
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 謝光強;閻世梁;李學習;肖斌;欽盼琛;李林飛
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: B60F3/00
• 分類號: B60F3/00;B62D57/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 陳治位

技術領域

本實用新型涉及機器人領域，具體而言，涉及陸行機器人以及水陸兩棲機器人。

背景技術

目前，機器人的移動機構有履帶式、輪式、腿式三種基本結構，輪式機器人最大的特點是移動時能量損失少，但是對環境地形要求高，不適應于非結構環境和某些特性的結構環境。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供陸行機器人，以提供一種在平整地面以及非結構路面均能夠順利全向運動的陸行機器人。

本實用新型的另一個目的在于提供水陸兩棲機器人，以提供一種能適用于水陸。

本實用新型是這樣實現的：

本實用新型提供的陸行機器人，包括基座、前輪系統和側輪系統，前輪系統包括兩個越障機構和兩個第一全向輪，側輪系統包括兩個第二全向輪；兩個第二全向輪對稱轉動設置于基座且轉動中心線重合，兩個第一全向輪以兩個第二全向輪的轉動中心線為中心線相對設置且轉動設置；每個越障機構包括驅動連桿機構和舵機，驅動連桿機構設置于基座，舵機和第一全向輪設置于驅動連桿機構的驅動端，舵機控制第一全向輪的方向轉動。

目前的移動機構有履帶式、輪式、腿式三種基本結構。輪式機構又可按照平面內可移動的方向分為全方位和非全方位，全方位移動機構指在平面內可以有前后、左右、轉動這3個或3個以上的自由度運動的機構，當在平面內運動少于3個自由度時則為非全向移動機構。全方位移動機構具有了完全的3個自由度，可以在狹窄的空間范圍中自由移動，典型的全方位移動機構一般由3個或4個以上的全向輪組成。全向輪有效地避免了普通輪子由于不能側滑帶來的非完整性運動限制，使得移動機構理論上能夠在平面上以任何角度和速度移動。

兩個第一全向輪和兩個第二全向輪在周向方向上均分間隔轉動設置，能夠實現比較穩定的全方位效果，并且具備較強的載重能力，但是運行環境限于平整的地面。兩個第一全向輪通過舵機設置于基座后，不僅具備較為精確的全方位運動性能，并且配合前后舵機的轉角切換，可以實現可變傳動比的效果，提高了機器人自身的牽引力，相比傳統的運動結構，機器人的機動性得到了很大程度上的改善和提高。兩個第一全向輪再通過驅動連桿機構設置于基座后，使得該水陸兩棲機器人具備一定的通過性及越障能力，可實現在野外草地、鵝卵石地面等非結構路面的運行，實現較強的越障功能。

兩個第一全向輪的轉動中心線在越障機構的作用下處于不同的狀態，可以重合，也可以平行。兩個第二全向輪的轉動中心線始終重合。該機器人通過舵機控制第一全向輪的轉動方向實現全向模式和越障模式切換。當在平整路面環境下，通過舵機控制兩個第一全向輪轉向，直到兩個第一全向輪的轉動中心線重合，即兩個第一全向輪的轉動中心線與兩個第二全向輪的轉動中心線垂直，機器人處于全向模式，可以實現前后左右方向的移動以及轉動。當遇到非結構路面時，舵機旋轉兩個第一全向輪轉動中心線，切換到越障模式，此時兩個第 一全向輪的轉動中心線平行，兩個第一全向輪的轉動中心線與兩個第二全向輪的轉動中心線平行。機器人可以在全向模式和越障模式之間轉換，具有連桿越障小車和全向小車的優點。

可選地，驅動連桿機構包括上連架桿、下連架桿和連桿，上連架桿和下連架桿的一端分別鉸接于基座，上連架桿和下連架桿的另一端分別鉸接于連桿；上連架桿的兩個鉸接點之間的間距小于下連架桿的兩個鉸接點之間的間距，連桿的下端為驅動端。

可選地，驅動連桿機構還包括凹形固定板、第一鉸接軸、第二鉸接軸、第三鉸接軸和第四鉸接軸，上連架桿包括并排設置且板面相對的兩個第一條形板，下連架桿包括并排設置且板面相對的兩個第二條形板，連桿包括并排設置且板面相對的兩個第三條形板；第一鉸接軸和第二鉸接軸設置于凹形固定板的上下兩端，第三鉸接軸和第四鉸接軸間隔設置于兩個第三條形板的遠離驅動端的一端；兩個第一條形板鉸接于第一鉸接軸和第三鉸接軸之間，兩個第二條形板鉸接于第二鉸接軸和第四鉸接軸之間。

可選地，每個越障機構還包括兩個減震器，每個減震器的一端鉸接于一個第一條形板，每個減震器的另一端鉸接于與一個第一條形板位于同一側的一個第二條形板。

可選地，越障機構還包括舵機固定板和設置于舵機固定板的下側的U形架，舵機設置于舵機固定板的上側，舵機的輸出軸穿過舵機固定板連接U形架，第一全向輪轉動設置于U形架的兩個側臂之間，連桿的驅動端連接于舵機固定板。