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一种可调体型大小的越障机器人

📄 文档序号:37426857   阅读:75 📅发布日期:2024-03-25   来源:国知局
技术简介:
本发明针对传统越障机器人在狭窄空间和泥泞路面适应性差的问题,提出一种可调体型大小的越障机器人。通过履带式结构应对泥泞,结合宽度和高度调整机构实现灵活体型变化,配合辅助机构提升越障能力,解决狭窄环境作业困难及复杂路况脱困难题。
关键词:可调体型越障机器人

本发明涉及越障机器人,具体为一种可调体型大小的越障机器人。


背景技术:

1、随着越来越多的机器人投入到野外复杂环境的工作中,如何提高其对复杂环境的适应能力(适应能力体现在灵活性、可操控性及越障能力),成为衡量机器人性能的重要指标,当前所具备越障的机器人中,大部分的机器人无法进行机体大小的变化,从而面对狭窄环境下则无法进行正常的作业;

2、为解决以上问题,授权公告号为cn217456165u的中国专利公开了一种可调体型大小的越障机器人,通过车头结构的双调心球连接结构连接双轮结构,在遇到障碍物时,障碍物造成的阻力使双轮结构围绕调心球轴承旋转,不断按照地形调整车轮水平高度,促使越障机器人完成越障动作,实现在预期地形中的越障工作。另外,通过调整电动推杆长度适应不同程度的崎岖地形及宽窄空间,进而更利于实现越障工作;

3、该专利虽然解决了狭窄环境下则无法进行正常的作业的问题,但仍然存在以下缺陷:面对泥泞路面时行进困难,如果使用履带式的机器人则不容易调整机体大小。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供一种可调体型大小的越障机器人,采用履带式的结构,可以应对泥泞路面,遇到狭窄空间可以缩小自身宽度和高度,在开阔空间可以扩大自身的宽度,保持行进的稳定性,可根据需要快速调整体型大小,越障能力强,可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种可调体型大小的越障机器人,包括:

3、机器人座板;

4、机体宽度调整机构,包含有滑套、滑杆、内挡板、连接梁、外挡板和宽度调整组件,所述机器人座板的底部四角分别固定连接有四个横向的滑套,每个滑套内分别滑动连接有滑杆,左侧的两个滑杆左端固定连接有一个内挡板,右侧的两个滑杆右端固定连接有另一个内挡板,两个内挡板通过宽度调整组件连接,每个内挡板远离机器人座板的一侧分别通过两个连接梁固定连接有外挡板;

5、越障行进机构,包含有履带行进组件和履带撑紧组件,内挡板的两端和对应的外挡板的两端之间安装有履带行进组件,且内挡板和对应外挡板之间等距离的安装有三个履带撑紧组件。

6、机器人座板作为该越障机器人的主体,宽度调整组件可以改变两个内挡板之间的间距,从而调整该越障机器人的机体宽度,滑套和滑杆相互配合,对两个内挡板进行限位,让两个内挡板可以平稳的移动,连接梁用于连接内挡板和外挡板,内挡板和外挡板用于安装越障行进机构,履带行进组件作为基本的履带式行进机构,可以面对泥泞的路面,履带撑紧组件对履带行进组件中的履带撑紧,利于履带行进组件稳定可靠的运行。

7、进一步的,所述宽度调整组件包含有螺丝、调整拱形架、支座、调整螺母、双向螺柱和宽度调整电机,两个内挡板靠近机器人座板的一侧中部分别通过螺丝固定连接两个调整拱形架,两个调整拱形架相互靠近的一端中部分别固定连接有两个调整螺母,双向螺柱两端外周侧的螺纹方向相反,两个调整螺母分别与双向螺柱的两端外周侧螺纹连接,且双向螺柱的两端分别转动连接有两个支座,两个支座均固定在机器人座板的底部,所述双向螺柱的一端固定连接宽度调整电机的输出轴,宽度调整电机固定在机器人座板的底部。宽度调整电机工作带动双向螺柱顺时针转动,由于双向螺柱两端外周侧的螺纹方向相反,双向螺柱与两个调整螺母的螺纹作用可以带动两个调整拱形架同步相互靠近,从而带动两个内挡板同步的相互靠近,可以减小该越障机器人的机体宽度,适合狭窄空间的行进,宽度调整电机工作带动双向螺柱逆时针转动,则内挡板同步的相互远离,可以增大该越障机器人的机体宽度,利于其平稳的行进,避免倾倒。

8、进一步的,所述履带行进组件包含有行进电机、动力轴、行进履带轮、履带和防滑凸条,所述内挡板的两端与对应的外挡板的两端之间分别转动连接有两个动力轴,前侧的动力轴靠近机器人座板的一端固定连接行进电机的输出轴,行进电机固定在内挡板的前端侧面,两个动力轴的中部分别固定套接有两个行进履带轮,两个对应的行进履带轮通过履带传动连接,行进履带轮的外周侧等角度的开设有多个防滑槽,所述履带中每个链节的内侧中部分别固定连接有与防滑槽相互配合的防滑凸条。行进电机工作带动前侧的动力轴逆时针转动,从而带动前侧的行进履带轮逆时针转动,从而借助后侧的动力轴和行进履带轮带动履带逆时针运转,带动该越障机器人向前行进,行进电机工作带动前侧的动力轴顺时针转动,则带动该越障机器人向后退,防滑凸条与行进履带轮上的防滑槽对应配合,可以避免行进履带轮与履带打滑,确保履带行进组件能稳定带动该越障机器人行进。

9、进一步的,所述履带撑紧组件包含有转轴、套筒、v形杆、撑紧轮和轮轴,所述内挡板和对应外挡板之间纵向等距离的转动连接有三个横向的转轴,三个转轴均连接机体高度调整机构,每个转轴的中部分别固定套接有套筒,套筒的两端分别固定连接v形杆的中部,所述v形杆的两端分别通过履带撑紧缓冲机构连接有横向的轮轴,轮轴的端部固定连接有撑紧轮。机体高度调整机构用于控制转轴和套筒是否转动,当机体高度调整机构带动三个转轴顺时针转动,则v形杆以转轴为中心顺时针转动,此时v形杆底部的撑紧轮水平位置提升,而v形杆顶部的撑紧轮水平位置也提升,履带仍然保持被撑紧的状态,此时可以降低该越障机器人的机体高度,当机体高度调整机构带动三个转轴逆时针转动,则v形杆顶部的撑紧轮水平位置降低,v形杆底部的撑紧轮水平位置也降低,此时就可以恢复该越障机器人的机体高度,履带撑紧缓冲机构可以让撑紧轮具有缓冲效果,遇到坎坷路面让履带具有缓冲效果,利于行进中越障,

10、进一步的,所述机体高度调整机构包含有固定座、电动伸缩杆、固定端头、限位引导组件、调整齿条和调整齿轮,每个转轴位于外挡板内侧的轴段固定套接有调整齿轮,三个对应的调整齿轮的顶部均与纵向的调整齿条的底部啮合连接,调整齿条的顶部安装有限位引导组件,调整齿条的一端通过固定端头固定连接纵向的电动伸缩杆的伸缩端,电动伸缩杆的固定端固定连接固定座,固定座通过固定螺丝一固定连接外挡板的内侧。限位引导组件对调整齿条限位,让调整齿条仅能前后稳定的活动,当电动伸缩杆缩短,电动伸缩杆的后端通过固定端头带动调整齿条向前活动,调整齿条通过调整齿轮可以带动三个转轴同步的逆时针转动,借助转轴带动v形杆以转轴为中心逆时针转动,可以提升该越障机器人的机体高度,电动伸缩杆伸长,电动伸缩杆的后端通过固定端头带动调整齿条向后移动,则调整齿条通过调整齿轮可以带动三个转轴同步的顺时针转动,借助转轴带动v形杆顺时针转动,可以降低该越障机器人的机体高度。

11、进一步的,所述履带撑紧缓冲机构包含有伸缩杆、控制滑块、缓冲弹簧、调整滑块、滑动撑杆、端盖和撑紧控制组件,所述v形杆的两端内侧分别开设有限位滑槽,v形杆的两端面分别通过固定螺丝二固定连接有端盖,所述限位滑槽靠近套筒的一端滑动连接有控制滑块,限位滑槽的中部滑动连接有调整滑块,所述调整滑块通过伸缩杆固定连接同个限位滑槽内的控制滑块,且伸缩杆的外侧套接有缓冲弹簧,所述调整滑块远离伸缩杆的一侧固定连接滑动撑杆的一端,滑动撑杆的另一端穿过端盖上的撑杆滑孔并且转动连接轮轴的端部,左右对应的两个控制滑块通过撑紧控制组件连接。端盖可以将调整滑块挡到限位滑槽内部,避免调整滑块滑出限位滑槽,缓冲弹簧推着调整滑块离开控制滑块,让伸缩杆伸长,从而使滑动撑杆端部的轮轴和撑紧轮具有缓冲效果,使履带更柔性的接触地面的凸起部,利于该越障机器人的越障行进,撑紧控制组件带动控制滑块滑向调整滑块,可以预先对缓冲弹簧进行压缩,利于撑紧轮撑紧履带,同时也会降低撑紧轮缓冲的幅度,此时适合更平缓的路段。

12、进一步的,所述履带行进组件还包含有引导凸块,撑紧轮的外周侧中部开设有限位环形槽,所述履带中每个链节的内侧分别固定连接有与限位环形槽相互配合的引导凸块,引导凸块与撑紧轮配合,确保履带稳定安装而不与撑紧轮脱离。

13、进一步的,还包括越障行进辅助机构,所述越障行进辅助机构包含有竖方杆、双输出轴电机、行进辅助轮、防滑凸齿和升降控制组件,所述机器人座板四个角的矩形滑孔内分别竖向滑动连接有四个竖方杆,四个竖方杆的顶部连接升降控制组件,每个竖方杆的底部分别固定连接有双输出轴电机,双输出轴电机两侧的输出轴分别固定连接有行进辅助轮,每个行进辅助轮的外周侧分别环形阵列设置有防滑凸齿。当需要借助宽度调整组件调整该越障机器人的宽度时,升降控制组件带动四个竖方杆相对于机器人座板向下滑动,让行进辅助轮接触地面,将机器人座板撑起,让履带离开地面,此时宽度调整组件工作改变两个内挡板之间的间距,从而顺利完成该越障机器人宽度的调整,避免由于履带与地面的摩擦力导致履带与行进履带轮脱离,调整后升降控制组件带动四个竖方杆相对于机器人座板向上滑动,让行进辅助轮离开地面,当遇到复杂路况导致履带也应付不了时,升降控制组件带动四个竖方杆相对于机器人座板向下滑动,让行进辅助轮接触地面,双输出轴电机两侧的输出轴带动两个行进辅助轮转动,行进辅助轮借助防滑凸齿增大与地面的摩擦力,利于该越障机器人脱困,可以应对复杂路况,提升自身越障脱困能力。

14、进一步的,还包括设备转向机构,设备转向机构包含有转向动力组件和转向盘,机器人座板的顶部安装有转向动力组件,转向动力组件的顶端固定连接转向盘的底部中心,所述转向盘上开设有安装孔。安装孔用于安装需要的辅助设备,转向动力组件可以带动转向盘转动,从而改变辅助设备的朝向。

15、进一步的,还包括履带泥土刮除机构,所述履带泥土刮除机构包含有拆卸安装组件、刮泥缓冲组件和刮板,每个内挡板的后端内侧分别安装有拆卸安装组件,拆卸安装组件的后端位于对应的履带后侧,拆卸安装组件上安装有刮泥缓冲组件,刮泥缓冲组件的前侧连接有横向的刮板。拆卸安装组件用于安装刮泥缓冲组件,刮泥缓冲组件让刮板具有缓冲力度的接触履带的后侧,履带沾染的泥土随着运转被刮板刮掉,避免履带上泥土越沾越多影响行进。

16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本可调体型大小的越障机器人,具有以下好处:

17、1、宽度调整组件可以改变两个内挡板之间的间距,从而调整该越障机器人的机体宽度,滑套和滑杆相互配合,对两个内挡板进行限位,让两个内挡板可以平稳的移动,连接梁用于连接内挡板和外挡板,内挡板和外挡板用于安装越障行进机构,履带行进组件作为基本的履带式行进机构,可以面对泥泞的路面,履带撑紧组件对履带行进组件中的履带撑紧,利于履带行进组件稳定可靠的运行。

18、2、当需要借助宽度调整组件调整该越障机器人的宽度时,升降控制组件带动四个竖方杆相对于机器人座板向下滑动,让行进辅助轮接触地面,将机器人座板撑起,让履带离开地面,此时宽度调整组件工作改变两个内挡板之间的间距,从而顺利完成该越障机器人宽度的调整,避免由于履带与地面的摩擦力导致履带与行进履带轮脱离,可以辅助进行宽度调整;

19、3、当遇到复杂路况导致履带也应付不了时,升降控制组件带动四个竖方杆相对于机器人座板向下滑动,让行进辅助轮接触地面,双输出轴电机两侧的输出轴带动两个行进辅助轮转动,行进辅助轮借助防滑凸齿增大与地面的摩擦力,利于该越障机器人脱困,可以应对复杂路况,提升自身越障脱困能力。

20、4、采用履带式的结构,可以应对泥泞路面,遇到狭窄空间可以缩小自身宽度和高度,在开阔空间可以扩大自身的宽度,保持行进的稳定性,可根据需要快速调整体型大小,越障能力强。

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📌 声明该技术已申请专利。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。
👨‍🔬 研发人员杨健,陈华东,周浩林,阳子熙,江涛,陈震,魏佳源,胡冰岩,张烊岚,袁朕,刘洋奇
🏢 技术所有人成都理工大学
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