[發明專利]一種行星輪式越障機器人

有效

• 申請號: 202110668430.0
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113276976B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 韓斌;魯亮;閆澤峰;陳學東
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02;B60B19/00
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 鄧彥彥;廖盈春

1.一種行星輪式越障機器人，其特征在于，包括：車架、前驅動組以及后驅動組；

所述前驅動組與車架的前端連接，所述前驅動組包括：雙驅動舵輪結構；所述雙驅動舵輪結構包括：兩個驅動輪和兩個第一驅動裝置，通過兩個第一驅動裝置分別輸出給兩個驅動輪不同的轉速，使得雙驅動舵輪結構轉向，以帶動車架和后驅動組轉向；

所述后驅動組與車架的后端連接，所述后驅動組包括：兩個行星輪組、兩個第二驅動裝置以及行星輪組懸掛結構，每個行星輪組單獨被驅動；

每個行星輪組包括：前輪、后輪以及上輪，每個行星輪組的三個輪子在第二驅動裝置輸出的驅動力矩的作用下配合翻越障礙物，且兩個第二驅動裝置分別控制兩個行星輪組的轉速，實現兩個行星輪組的轉向；所述兩個行星輪組通過行星輪組懸掛結構連接，所述行星輪組懸掛結構為可伸縮的平行四邊形結構，所述平行四邊形結構的兩條豎直邊垂直于地面，另外兩條邊平行于地面，且另外兩條邊可適應地形伸縮，兩個行星輪組對稱連接于所述平行四邊形的兩條豎直邊，使得兩個行星輪組始終保持豎直狀態，并適應非平面的地形；

所述越障機器人在前驅動組和后驅動組的驅動下進行越障和轉向；

所述后驅動組還包括：驅動支撐板；兩個行星輪組分別連接于兩個第二驅動裝置的一側；兩個第二驅動裝置的另一側分別連接于行星輪組懸掛結構的兩側；所述行星輪組懸掛結構的上端連接驅動支撐板的下端；所述驅動支撐板的上端連接車架的后端；

所述行星輪組懸掛結構包括：兩個電機支架、八個擺桿、兩個連桿、驅動支架、四個彈簧導桿、四個壓力彈簧、兩個間隔套以及兩個支撐軸；兩個電機支架用于分別連接一個第二驅動裝置；兩個電機支架分別通過四個擺桿連接所述驅動支架，構成可伸縮的平行四邊形結構；所述四個擺桿分別由上端平行的兩個擺桿和下端平行的兩個擺桿組成；下端平行的兩個擺桿之間連接有一個連桿；所述壓力彈簧上端壓緊于支撐軸，下端壓緊于所述連桿；所述彈簧導桿穿過所述壓力彈簧，通過所述支撐軸連接于所述驅動支架，所述彈簧導桿下方設有岔口，所述連桿置于所述岔口中；所述驅動支架兩側分別各有兩個彈簧導桿、兩個壓力彈簧、一個間隔套以及一個支撐軸；所述間隔套套在所述支撐軸上，置于同側的兩個彈簧導桿之間；當所述行星輪組遇到障礙物或左右兩側不平地面時，所述電機支架、所述驅動支架、所述擺桿形成的平行四邊形的形狀會發生改變；所述行星輪組與所述第二驅動裝置一起依托所述擺桿擺動，所述連桿擠壓所述壓力彈簧在所述彈簧導桿下方的所述岔口內運動，同時，所述彈簧導柱繞支撐軸轉動，從而增強了越障機器人的地形適應能力。

2.根據權利要求1所述的行星輪式越障機器人，其特征在于，所述前驅動組還包括：舵輪懸掛結構；

所述雙驅動舵輪結構通過舵輪懸掛結構連接于車架的前端；

所述舵輪懸掛結構包括：驅動部分固定板、減震彈簧和減震彈簧支架；

所述雙驅動舵輪結構還包括：電機固定座、驅動輪固定板、外連接軸、限位套、內連接軸以及軸端擋圈；

所述第一驅動裝置連接于所述電機固定座上，第一驅動裝置輸出的轉矩通過帶傳動結構或鏈傳動結構傳輸到所述驅動輪上；所述驅動輪與帶傳動結構或鏈傳動結構的輸出軸相連，所述驅動輪固定板穿過所述輸出軸通過螺栓將所述輸出軸和驅動輪連接，實現對所述驅動輪的軸向固定；所述外連接軸通過螺栓連接于所述驅動部分固定板上，所述內連接軸穿過所述外連接軸，所述外連接軸下端與所述電機固定座連接，所述內連接軸上端連接于所述軸端擋圈，從而實現內連接軸和外連接軸的相對轉動；所述限位套穿過所述內連接軸，所述軸端擋圈旋于所述內連接軸上端的螺紋，將限位套壓緊于所述內連接軸實現軸向限位；所述減震彈簧兩端分別壓緊于所述內連接軸和減震彈簧支架的下端，所述減震彈簧支架的上端與車架前端連接。

3.根據權利要求1或2所述的行星輪式越障機器人，其特征在于，所述前驅動組呈中心對稱結構。

4.根據權利要求1所述的行星輪式越障機器人，其特征在于，每個行星輪組還包括：系桿；

所述系桿具有三個輸出軸，三個輸出軸的運動方向和運動速度相同；所述三個輸出軸分別與前輪、后輪以及上輪相連接；

所述上輪的中心軸、前輪的中心軸及后輪的中心軸分別與系桿的三個輸出軸的中心軸重合，且上輪、前輪及后輪的結構相同；所述上輪的幾何中心、前輪的幾何中心及后輪的幾何中心分別位于同一等邊三角形的三個頂點處。