[發明專利]一種基于麥克納姆輪的機器人

在審

• 申請號: 202110693807.8
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113400280A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 衛曉娟;周方偉;李寧洲
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B62D57/032
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種基于麥克納姆輪的機器人，包括：橫梁；伸縮單元，固連于兩個橫梁的相對側面，用于實現兩個橫梁在水平方向上的距離變化；腿部單元，通過第一舵機連接與橫梁的側面，且對稱間隔布置于橫梁的端部,腿部單元具有人體的髖關節、腿部、膝關節，以實現多個方向的自由度；第一驅動單元，固定在腿部單元的底端；麥克納姆輪，套設在第一驅動單元的輸出軸，第一驅動單元用于驅動麥克納姆輪移動；控制單元，設置在橫梁上，用于控制腿部單元的自由度、麥克納姆輪移動和伸縮單元；電源模塊，固定在橫梁上，電源模塊與控制單元電連接。本發明的機器人同時具有輪式機器人和腿式機器人的功能，提高了其運動過程的靈敏性，從而達到探測的要求。

技術領域

本發明屬于機器人領域，尤其涉及一種基于麥克納姆輪伸縮式機器人。

背景技術

隨著機器人技術的不斷發展，目前出現了很多種探測類機器人按照運動方式的不同可以分為輪式、腿式以及履帶式三種。由于履帶式、輪式和腿式單一行走方式具有局限性，復合式行走方式得到了很多研究者和研究機構廣泛地關注和研究。

而現有的探測機器人大多是基于固定構件數目而研制出來的，具有固定的自由度，故在工作過程中其結構和功能不會發生變化，面對未知困難時此類探測機器人適應能力變差。在進行陌生區域探測時候，我們會遇到各種各樣的環境問題，急需我們一步一步的去解決，假如我們遇到一個狹窄的過道，如果其尺寸小于我們的機器人本身的高度和寬度，以我們機器人的鋼鐵之軀，是根本無法通過該狹窄的過道；另外我們知道輪式機器人具有高效、靈活的特點，但是其在外界道路復雜的情況下，是無法越過障礙的，但是若我們采用腿式機器人，雖然其有較強的越障能力，但是其效率低下，也是無法滿足我們的工作需求；現在有人將輪式機器人和腿式機器人簡單結合起來，雖然其對復雜路面的通過性較高，但是其機器人的轉彎能力，掉頭能力都比較差，總的來說就是其靈敏性特別的差，工作效率還是沒有達到我們探測的要求。

發明內容

本發明針對現在探測式機器人的技術的不足，提供了一種基于麥克納姆輪伸縮式機器人，可以實現機器人在寬度方面自由伸展，機器人腿部單元具有人體的髖關節、膝蓋等方向的自由度，并且在腿部單元的下部還安裝了麥克納姆輪，其可以使得該機器人在運動過程中可以橫向移動，也可以360度旋轉，快速的朝其任意方向移動，使得該機器人具有較強的轉彎能力以及掉頭能力，提高了其運動過程的靈敏性，從而達到我們探測的要求。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種基于麥克納姆輪的機器人，包括：

橫梁；

伸縮單元，固連于兩個所述橫梁的相對側面，用于實現兩個所述橫梁在水平方向上的距離變化；

腿部單元，通過第一舵機連接與所述橫梁的側面，且對稱間隔布置于所述橫梁的兩側，所述腿部單元具有人體腿部的髖關節、腿部、膝關節，以實現多個方向的自由度；

第一驅動單元，固定在所述腿部單元的底端；

麥克納姆輪，套設在所述第一驅動單元的輸出軸，所述第一驅動單元用于驅動所述麥克納姆輪移動；

控制單元，設置在所述橫梁上，用于控制所述腿部單元的自由度、麥克納姆輪移動和伸縮單元；

電源模塊，固定在橫梁上，所述電源模塊與所述控制單元電連接。

進一步地，所述伸縮單元為剪叉式結構，所述剪叉式結構包括支架、至少四個支臂、多個銷釘、第二驅動單元，所述支架分別固定在兩個所述橫梁的相對側面，所述支架的內側均設置具有導向作用的滑槽；

每兩個所述支臂為一對，至少包括兩對，兩個所述支臂交叉設置，交叉點通過所述銷釘連接，每個所述支臂的一端固定在滑槽的端部，另一端通過所述銷釘設置在滑槽內，設置在所述支臂交叉點的銷釘上固定第二驅動單元，所述第二驅動單元用于向銷釘施加動力，以實現一對交叉設置的支臂角度增大或減小。