[實用新型]一種輪距可變輪向可調的三輪模塊化移動機器人

有效

• 申請號: 202120446786.5
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN214686510U
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 付強;管貽生;谷世超;魏賞彪;朱海飛
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本實用新型涉及機器人技術領域，更具體地，涉及一種輪距可變輪向可調的三輪模塊化移動機器人。包括車體、輪組模塊、萬向輪以及支架；所述的車體包括至少三個擺轉關節模塊和至少兩組回轉關節模塊；多個擺轉關節模塊按順序依次連接，連接后位于兩端的兩個擺轉關節模塊分別與一組回轉關節模塊的頂部一端連接，所述的擺轉關節模塊橫向設置，回轉關節模塊豎向設置；每組回轉關節模塊的底部一端分別連接一組輪組模塊；所述的支架的一端與擺轉關節模塊連接，另一端與萬向輪連接。采用模塊化設計方法，可實現重構；結構和控制簡單，整個機器人拆裝方便快捷；可實現任意方向移動和轉向，具有全方位移動功能。

技術領域

本實用新型涉及機器人技術領域，更具體地，涉及一種輪距可變輪向可調的三輪模塊化移動機器人。

背景技術

移動機器人是國內外研究最早、應用最廣的一類機器人，是機器人研究中一個經久不衰的熱點。正是移動機器人的機動性使機器人的活動范圍和應用領域大大擴展。隨著科學技術的發展，越來越多的移動機器人被開發出來，比如服務機器人、搬運機器人、消防機器人等，其具備自動化程度高且應用靈活、安全可靠且工作效率高等諸多優點，因而被廣泛的應用。

現有移動機器人有輪式、履帶式和足式。其中等履帶式移動機器人由履帶驅動，接觸面較大，適合于松軟的沙土等地面移動，其越障性和越野性良好，然而這種機器人所需的驅動力大、能耗高、結構復雜、體積和重量都較大。足式移動機器人有結構復雜、控制困難且移動速度慢，機動性不強等弱勢。而輪式移動機器人因其移動的靈活性和快捷性而成為最為廣泛和普遍的一類。其中輪式移動機器人又包括四輪、三輪、兩輪、獨輪等不同結構形式。四輪結構穩定性好，但結構較復雜，成本較高,運動的靈活性稍差；兩輪和獨輪結構較簡單，機動性和靈活性好，但穩定性較差，控制較復雜，對環境的適應性較差，一般適合在比較平的地面上滾動。

在實際使用過程中，移動機器人要求成本低、運動性能強、移動敏捷、運動平穩可靠。三輪結構的移動機器人介于上述四輪移動機器人和兩輪/獨輪移動機器人之間。三輪機器人結構比四輪機器人簡單，而其穩定性比獨輪機器人和雙輪機器人更好，因而得到了廣泛關注。但目前多數三輪機器人的靈活性和環境適應性有待于進一步提高和改進，全方位移動特性沒有充分開發和實現，因此開發一種結構簡單、輕巧便捷、移動穩定、能實現全方位移動并能適應復雜環境三輪機器人是非常必要的。

實用新型內容

本實用新型為克服上述現有技術中的至少一個缺陷，提供一種輪距可變輪向可調的三輪模塊化移動機器人，能實現全方位移動。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種輪距可變輪向可調的三輪模塊化移動機器人，包括車體、輪組模塊、萬向輪以及支架；所述的車體包括至少三個擺轉關節模塊和至少兩個回轉關節模塊；多個擺轉關節模塊按順序依次連接，連接后位于兩端的兩個擺轉關節模塊分別與一個回轉關節模塊的頂部一端連接，所述的擺轉關節模塊橫向設置，回轉關節模塊豎向設置；每個回轉關節模塊的底部一端分別連接一個輪組模塊；所述的支架的一端與位于中間的擺轉關節模塊連接，另一端與萬向輪連接。在本實用新型中，車體為模塊化結構，通過各個模塊依次串聯組裝而成，連接是順序為：輪組模塊-回轉關節模塊-擺轉關節模塊-擺轉關節模塊-擺轉關節模塊-回轉關節模塊-輪組模塊；其中，三個擺轉關節模塊水平方向設置，兩組回轉關節模塊豎向設置；位于車體兩端的兩個回轉關節模塊的回轉運動能夠使與其相連的輪組模塊繞該回轉關節模塊的軸線轉動，改變輪組模塊中輪子的方向，實現機器人沿任意方向的移動(前后左右和斜向等)，或實現機器人的轉向(包括原地零半徑旋轉)，車體中間的三個擺轉關節模塊的擺轉運動以使機器人本體伸展或彎曲，改變移動機器人的兩個輪組模塊之間的距離，以適應不同的環境狀況。本實用新型采用模塊化設計方法，可實現重構；結構和控制簡單，整個機器人拆裝方便快捷；通過擺轉關節模塊的設計，實現兩個輪組模塊之間距離的可變，可適應不同的環境；通過回轉關節模塊，兩個輪組模塊的輪子的方向可變，機器人可實現任意方向移動和轉向，具有全方位移動功能；另外，除了兩組輪組模塊驅動，還加入了一組萬向輪支撐，不僅機動性強而且穩定性更好。