[实用新型]一种尾翼连杆分时控制的越障机构

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体是涉及移动机器人的行走机构。

背景技术

随着机器人性能不断完善，移动机器人的应用范围大为扩展，在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合都得到很好的应用。因此，移动机器人技术已经得到世界各国的普遍关注。且随着探险救援、军事侦察、消防排爆、航天航空等众多领域的快速发展，迫切需要的是一种适应于野外环境和复杂地形（如地震废墟、矿难现场）的自由行走和越障的移动机器人。

根据目前的研究，移动机器人可分为：轮式移动机器人、步行移动机器人(单腿式、双腿式和多腿式)、履带式移动机器人、爬行机器人、蠕动式机器人和游动式机器人等类型。其中较为实用，且适用于野外和复杂环境的主要是腿式和履带式移动机器人。履带式机器人能更好的适应松软的地形，例如沙地、泥地，履带与地面接触面积大，较平稳，但缺点也很明显，那便是笨重、需要大功率驱动，对于便携式或对功率有严格限制的移动机器人来说履带式并不合适。双足式机器人几乎可以适应各种复杂地形，能够跨越障碍，缺点是行进速度较低，且由于重心原因容易侧翻，不稳定且机械结构复杂、控制难度大，其研究还处于初级阶段，技术还不是很成熟。轮式机器人被认为是能量轮换效率最高的行走机构，具有轻便简洁、高速度、高效率和控制简单等优势，但它一般更适合平坦的路面，特别是马路，且容易打滑，不平稳，对复杂地形无能为力。目前一种基于轮式的偏心轮结构能够同时兼顾轮式和腿式的优点，具有较强的移动能力和越障能力，但是基于偏心轮结构的机器人目前主要是多足结构，这类机器人普遍存在结构复杂，控制难度大的问题。多轮连杆式解决了轮式机器人越障性能不好的问题且综合了轮式的结构简单、效率高、控制驱动简单的优点，但由于其机构自身存在“奇异点”问题，当连杆运动到水平位置时，极容易发生卡死现象，造成机构无法正常行进。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术的越障机构存在“奇异点”问题，提供一种尾翼连杆分时越障机构，利用同相装置让车轮实现同侧同相，且为了使机体能有更高的运动效率，设计与腿式运动类似原理的运动机构。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型公开一种尾翼连杆分时控制越障机构，包括机身、车轮、越障连杆和带动车轮的动力装置。所述车轮非对称安装在机身左右两侧，即采用左右相互错位的形式安装，两侧车轮数量分别至少两个；同侧车轮由一个动力装置带动，通过同相装置连接，使车轮同侧同相位，带动两侧车轮的动力装置不同轴；同侧车轮通过一根越障连杆进行连接，并连接在车轮的偏心且相同位置；在机身的尾部设有尾翼，当越障连杆运动到车轮正上方或正下方向时，其伸出长度与机身尾翼长度一致。当车轮带动越障连杆向后运动到比尾翼伸出长度长时，由越障连杆对整个机身起支撑作用，当车轮带动越障连杆转动到伸出长度比尾翼短的时候，切换为由尾翼支撑整个机身向上运动。

本实用新型中，越障连杆尾部与机身的尾翼相互切换，可实现类似于腿式地行走和越障；由于车轮非对称安装在机身左右两侧，即采用左右相互错位的形式安装，这样便于电机错位布置，使得车身宽度变窄，适合狭窄的空间，管道或地沟等对机体形状要求相对比较严格的地方。同时其左右车轮的错位安装，在越障的过程中能够与越障连杆相互配合，避免出现打滑的情况，使机构运动更加稳定，对整个机构有增强越障的作用。因此在车轮、越障连杆和尾翼地相互配合中体现了该机构超强的越障能力。机构使用同侧同相的连接使得机构能够更好的控制，也能比较好的实现机构的转弯。其结构简洁可靠，驱动控制简单，越障能力强，效率高，应用范广，是广泛适用于工作在特殊环境中的设备。

进一步，所述同相装置连接采用皮带或链条，这样结构简单，传动效率高。

进一步，所述动力装置包括电机和连轴，车轮通过连轴与电机相连，安装在机身上。所述电机分左右电机，错开布置，电机不同轴，分别驱动左侧和右侧的车轮。

本实用新型的具体优点如下：

1.车轮和左右电机采用不同轴的错位安装方式，一方面在越障的过程中能够与越障连杆相互配合，避免出现打滑的情况，使机构运动更加稳定，对整个机构有增强越障的作用，相比于一般的车轮、连杆的左右对称的平衡连接方式，这种非平衡的连接使得机构的越障能力更好、更方便。另一方面也使得整个机身结构变窄，具有更佳的实用性。