[发明专利]应用于机器人的中心位置可控的驱动车轮及位置控制方法

说明书

应用于机器人的中心位置可控的驱动车轮及位置控制方法，包括外轮圈、转子、偏心轮一和偏心轮二；偏心轮一套装在偏心轮二的外周，转子套装在偏心轮一的外周，外轮圈同轴固定套装在转子的外周；偏心轮一分别与偏心轮二和转子相铰接，偏心轮一的外环面上设置有环状凹槽，环状凹槽内镶嵌有线圈；当线圈通电后，线圈能提供转子及外轮圈转动的驱动扭矩；偏心轮一和偏心轮二各连接一个驱动装置，偏心轮一和偏心轮二均能在相应驱动装置的作用下实现独立转动；偏心轮二的圆形端面上设置有偏心柱。本发明能对车轮中驱动轴的中心位置实现动态控制，能够大幅提高机器人复杂环境的行走适应能力。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是一种应用于机器人的中心位置可控的驱动车轮及位置控制方法。

背景技术

随着科技进步，机器人行走机构已经开始应用，但是现有的机器人行走机构由于结构所 限，路面适应性差，遇到路面障碍时无法跨越，遇到台阶无法攀爬，导致其使用环境受很大限制，无法全面推广。随着机器人研究的深入，目前机器人的车轮，也有采用弹性悬架进行支撑，然而，这种车轮的路面崎岖吸收能力差，仍不能改善机器人在复杂环境的行走适应能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种应用于机器人的中心位置可控的驱动车轮，该应用于机器人的中心位置可控的驱动车轮能对车轮实现自驱动，同时车轮具有偏心柱，且偏心柱的中心位置能实现动态控制，从而能大幅提高机器人复杂环境的行走适应能力。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种应用于机器人的中心位置可控的驱动车轮，包括外轮圈、转子、偏心轮一和偏心轮二。

偏心轮一套装在偏心轮二的外周，转子套装在偏心轮一的外周，外轮圈同轴固定套装在转子的外周。

偏心轮一分别与偏心轮二和转子相铰接，偏心轮一的外环面上设置有环状凹槽，环状凹槽内镶嵌有线圈；当线圈通电后，线圈能提供转子及外轮圈转动的驱动扭矩。

偏心轮一和偏心轮二各连接一个驱动装置，偏心轮一和偏心轮二均能在相应驱动装置的作用下实现独立转动。

偏心轮二通过连接座与机架固定连接。

偏心轮一的驱动装置为驱动电机一，偏心轮二的驱动装置为驱动电机二。

位于偏心柱外周的偏心轮二圆形端面上从内至外依次设置有内齿圈和外齿圈；驱动电机二固定在连接座上，驱动电机二的齿轮与内齿圈相啮合；驱动电机一固定在偏心轮一上，且驱动电机一的齿轮与外齿圈相啮合。

还包括连接支架，驱动电机一通过连接支架固定在偏心轮一上。

偏心轮二的圆形端面上设置有偏心柱，连接座铰接在偏心柱上。

本发明还提供一种应用于机器人的中心位置可控的驱动车轮的中心位置控制方法，该应用于机器人的中心位置可控的驱动车轮的中心位置控制方法能对车轮实现自驱动，同时车轮具有偏心柱，且偏心柱的中心位置能实现动态控制，从而能大幅提高机器人复杂环境的行走适应能力。

一种应用于机器人的中心位置可控的驱动车轮的中心位置控制方法，线圈通电，实现对机器人中驱动车轮的驱动，机器人行驶；然后，通过两个驱动装置分别对偏心轮一和偏心轮二进行驱动，实现对偏心轮一和偏心轮二角度的控制，进而实现对驱动车轮中心位置的控制，使机器人能适应不同的路面环境状况；在不同路面环境状况下，驱动车轮中心位置的控制方式具体如下。

1）当机器人在水平地面上行驶时，通过两个驱动装置对偏心轮一和偏心轮二角度的控制，使偏心柱与车轮圆心的连线始终呈水平状态，且偏心柱与车轮圆心之间的直线距离值保持恒定；此时，车轮能在无驱动扭矩的情况下实现滚动。