[发明专利]复合轮式机器人行走机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合轮式机器人行走机构。

背景技术

目前，国内爬梯机器人大致分为步行式爬楼机器人，履带式结构机器人，轮组式爬楼梯机器人三种，但是均含有一定的问题，迟迟不能推向市场。

步行式爬楼机器人一般是通过仿生学达到爬台阶的目的，运行平稳，适合多种楼梯结构，但是人或动物在行走或爬台阶过程中有大量的关节和肌肉参与协调，以保证身体的平衡，此外人或动物还可以通过自己的感官判断楼梯的踏步来确定自己的步距和步高参数，然而普通腿式机器人则难以做到对重心的稳定控制这一点，步行式爬楼机器人对控制要求极高，操作复杂，在平地上运行缓慢，效率低。

履带式结构机器人直接利用履带传动达到爬行的目的，传动效率高，重心高度稳定，地形范围较广，但重量较大，在爬楼过程中对楼梯边缘损坏程度较大，转向不方便。

轮组式爬楼机器人直接利用车轮转动达到爬行的目的，运动灵活，但是上下楼运动平稳性不高，重心起伏较大，体积较大，要在爬行台阶的过程中同步转动，并且像在平整地面上的运动一样达到重心平稳是很困难的，不适合在普通复杂的住宅楼使用。

综上所述，国外产品结构复杂，造价昂贵，国内研究相对较晚，但是受控制，体积，稳定性限制，产品迟迟未投入市场，所以，急需研究一种结构简单，体积小，易于控制和生产，功能多样，适应于多种复杂的环境的爬楼梯装置。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种复合轮式机器人行走机构。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

复合轮式机器人行走机构，包括底盘、大功率电机、控制器和四个复合轮式机构，所述大功率电机固定于所述底盘上，所述复合轮式机构包括一个十字行星架、两个主动轮和两个从动轮，所述主动轮和所述从动轮间隔设于所述十字行星架的架杆端部，所述大功率电机通过传动机构驱动所述十字行星架，所述主动轮分别通过小功率电机驱动，所述底盘两侧相对的两个所述十字行星架之间通过同步轴连接，所述同步轴上设有电刷开关，所述电刷开关包括定子和转子，所述转子套设于所述同步轴上，所述定子通过导线连接所述控制器，所述转子通过导线连接所述小功率电机。

所述传动机构包括一组链传动机构，所述链传动机构包括固定于所述大功率电机的输出轴端部的链轮、分别固定于所述底盘同侧两个所述十字行星架中心的链轮以及链条。

所述小功率电机固定于所述十字行星架的架杆上，所述小功率电机通过带轮传动机构驱动所述主动轮。

所述底盘一侧的两个所述十字行星架上的小功率电机由一个单片机控制，所述底盘另一侧的两个所述十字行星架上的小功率电机由另一个单片机控制。

所述带轮传动机构包括大同步轮、小同步轮和同步带，所述小同步轮与所述小功率电机的输出轴固定，所述大同步轮与所述主动轮固定。

所述同步轴为空心轴，所述转子通过穿过空心轴的导线连接所述小功率电机。

所述十字行星架的架杆长度相等。

位于所述底盘前部的十字行星架上的主动轮连线与位于所述底盘后部的十字行星架上的主动轮连线垂直。

位于所述底盘左右两侧的所述十字行星架上所述主动轮和所述从动轮的布置均相同。

所述主动轮外表设有防滑装置。

本发明具有使用范围广，体积小，稳定性高，易于控制和生产，功能多样优点，解决机器人在执行命令时所面临的的上下楼梯，沟壑，斜坡，草地等复杂地形问题。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的复合轮式结构安装后视图；

图3是本发明的复合轮式结构安装正视图；

图4是本发明复合轮式结构爆炸图；

图5是本发明底盘结构示意图；

图6是本发明底盘结构爆炸图；

图7是本发明复合轮式结构电机连接示意图；

图8是本发明大功率电机连接示意图；

图9是本发明上下楼驱动方式示意图；

图10是本发明沟壑驱动方式示意图；

图11是本发明水平直线运动示意图；

图12是本发明斜坡驱动方式示意图；

图13是本发明水平转向驱动示意图。

具体实施方式