一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置。包括輪式移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)、腿式行走機(jī)構(gòu)、腿式行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)和腿式行走機(jī)構(gòu)共用三對(duì)車輪，每個(gè)車輪通過(guò)安裝在其上的輪胎轉(zhuǎn)向座分別與輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)、腿式行走機(jī)構(gòu)相連接，每個(gè)車輪的輪轂上側(cè)安裝有角度傳感器，且每相鄰兩個(gè)輪轂安裝的角度傳感器相位相差180°；輪式移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和腿式行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相互獨(dú)立且分別安裝在輪腿式機(jī)器人底盤的兩端。同現(xiàn)有技術(shù)相比：用一套懸掛裝置實(shí)現(xiàn)腿式和輪式機(jī)構(gòu)的結(jié)合，兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)，越障性、適應(yīng)性、穩(wěn)定性好，有減震作用，無(wú)需附加控制機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)；腿式和輪式協(xié)調(diào)共同工作，速度快、機(jī)動(dòng)靈活性好、控制簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人、車輛底盤懸掛【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置。
【背景技術(shù)】:
[0002]機(jī)器人按移動(dòng)方式可分為:輪式機(jī)器人、足式機(jī)器人、履帶式機(jī)器人、爬行機(jī)器人等。按作業(yè)空間來(lái)分:陸地移動(dòng)機(jī)器人、水下機(jī)器人、無(wú)人飛機(jī)和空間機(jī)器人等。按功能和用途來(lái)分:醫(yī)療機(jī)器人、軍用機(jī)器人、助殘機(jī)器人、清潔機(jī)器人等。輪式機(jī)器人根據(jù)機(jī)器人移動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，可分為關(guān)節(jié)輪式機(jī)器人、行星輪式機(jī)器人、普通輪式機(jī)器人。而根據(jù)車輪數(shù)目，輪式移動(dòng)機(jī)器人又有單輪、四輪、五輪、六輪和八輪等結(jié)構(gòu)。
[0003]在本發(fā)明以前的現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)器人的行走裝置，主要是輪式或腿式結(jié)構(gòu)。世界各國(guó)開發(fā)輪腿式機(jī)器人裝置已經(jīng)有多年歷史，特別是美國(guó)在這方面已有成熟的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)今國(guó)外得到業(yè)內(nèi)認(rèn)同的輪腿式移動(dòng)機(jī)器人主要是火星/月球漫游車，有的在研究，有的已經(jīng)成功使用。腿式結(jié)構(gòu)的例如:參考文獻(xiàn)I:H.R.Choi, S.M.Ryew, T.H.Kang, J.H.Lee,and H.M.Kim，‘‘A Wall Climbing Robot with Closed Link Mechanism，，，in Proc.0fthe 2000IEEE/RSJ Int.Con.0n intelligent Robots and Systems，2000，vol.3，PP.2006-2011，“一種具有閉合連桿機(jī)構(gòu)的爬壁機(jī)器人”，智能機(jī)器人及裝置，2000年，第3卷，2006-2011頁(yè)；或者采用由多個(gè)單元模塊組成的可重構(gòu)機(jī)構(gòu)(文獻(xiàn)2:D0MENIC0L0NG0AND GIOVANNI MUSCAT0，“The Alicia3 climbing robot:athree-module robotforautomatic wall inspection”， IEEE Robotics&AutomationMagazine,2006, Vol13,pp.42-50,“一種具有自動(dòng)壁面?zhèn)刹楣δ艿娜K機(jī)器人”,機(jī)器人與自動(dòng)化技術(shù)雜志,第13卷,42-50頁(yè),等等。輪式結(jié)構(gòu)例如:(1)前蘇聯(lián)Lunokhod月球探測(cè)車:Lunokhod是歷史上第一輛月球探測(cè)車，車體結(jié)構(gòu)分為兩部分，上部分是儀器艙，裝有各種儀器，下部分是自動(dòng)行走底盤，裝有8個(gè)車輪。車子按照地面指令運(yùn)動(dòng)，有兩個(gè)速度檔，可登上30度的斜坡，越過(guò)40cm高的障礙物和60cm寬的溝壑，在一走意義上具有輪腿式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(2)美國(guó)JPL的Sojourner火星探測(cè)車:Sojourner是一輛微型自主式機(jī)器人車輛,且可從地面對(duì)它進(jìn)行遙控，該機(jī)器人采用六輪搖臂懸吊式結(jié)構(gòu)，即有6個(gè)獨(dú)立懸掛的驅(qū)動(dòng)輪，傳動(dòng)比為2000: 1，因而能在各種復(fù)雜的地形中行駛，特別是軟沙地。此外該機(jī)器人的四個(gè)角輪具有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)和控制能力。該機(jī)器人是真正意義上的六輪腿式移動(dòng)機(jī)器人。(3)美國(guó)C-MU大學(xué)的Moda(流浪者)自主移動(dòng)機(jī)器人:美國(guó)CMU大學(xué)研制的Nomda機(jī)器人，其于1997年通過(guò)了類似于月球和火星表面環(huán)境的智利阿特卡馬沙漠的測(cè)試，測(cè)試行程220公里，其中既有自主控制又有幾千里外的人工遙操作。該機(jī)器人采用四輪機(jī)構(gòu)，四輪具有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)和導(dǎo)向功能，行駛機(jī)構(gòu)由可變形底盤、均化懸掛機(jī)構(gòu)和自包含輪組成?？勺冃蔚妆P可使機(jī)器人能根據(jù)工作狀態(tài)改變機(jī)構(gòu)的覆蓋面積。均化懸掛機(jī)構(gòu)可以平滑機(jī)器人本體相對(duì)于輪子的運(yùn)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)可保證在各種地形情況下四輪都能同時(shí)著地。(4)美國(guó)火星探測(cè)車MsRor (漫游者):美國(guó)火星探測(cè)車MsRor，該機(jī)器人上安裝了迄今為止最先進(jìn)的儀器，同時(shí)擁有最先進(jìn)的機(jī)動(dòng)性，其六輪腿式結(jié)構(gòu)是目前最先進(jìn)的，具有強(qiáng)大的越障能力、原地360”的轉(zhuǎn)彎能力及伸縮性。
[0004]綜上所述，腿式結(jié)構(gòu)具有越野能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜且運(yùn)行速度慢；而傳統(tǒng)的輪式結(jié)構(gòu)雖然運(yùn)行速度快，但越野性能不太強(qiáng)。履帶式機(jī)器人憑借其強(qiáng)大的地形適應(yīng)性而倍受青睞，但轉(zhuǎn)彎時(shí)，履帶的磨損問(wèn)題以及履帶開模難度大等都已成為其應(yīng)用的瓶頸。輪式移動(dòng)機(jī)器人克服了履帶式的這些缺點(diǎn)，在滿足一定地形適應(yīng)性的前提下，可以充分發(fā)揮移動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)靈活、控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但是它對(duì)地形的適應(yīng)性不如履帶式機(jī)器人，一般來(lái)說(shuō)，輪式移動(dòng)機(jī)器人對(duì)地形的適應(yīng)性大小與輪子相對(duì)車體底盤的可變位移量成正比，但是隨著懸掛裝置相對(duì)車體底盤位移量的增加，又帶來(lái)了機(jī)器人底盤較高，重心不穩(wěn)等缺點(diǎn)。
[0005]當(dāng)今我國(guó)對(duì)探測(cè)開發(fā)太空投入了極大的關(guān)注，而輪腿式結(jié)構(gòu)是現(xiàn)今最流行的行星探測(cè)車結(jié)構(gòu)，雖然與國(guó)外的水平還有不小的差距，但國(guó)家在這方面也加大了投入力量，現(xiàn)在一些高等院校和科研機(jī)構(gòu)相繼開展了有關(guān)輪腿式機(jī)器人方面的研究工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)狀況，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置，該懸掛裝置可以兼具輪式和腿式移動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到提高機(jī)器人越障能力的目的。
[0007]現(xiàn)將本發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)解決方案敘述如下:
[0008]本發(fā)明一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置，其特征在于:包括輪式移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)、腿式行走機(jī)構(gòu)、腿式行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；所述的輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)和腿式行走機(jī)構(gòu)共用三對(duì)車輪，每個(gè)車輪通過(guò)安裝在其上的輪胎轉(zhuǎn)向座分別與輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)、腿式行走機(jī)構(gòu)相連接，且在實(shí)現(xiàn)腿式行走功能時(shí)，車輪圓周運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)為車輪直徑的I?1.5倍；在每個(gè)車輪的輪轂上側(cè)安裝有角度傳感器，且每相鄰兩個(gè)輪轂安裝的角度傳感器相位相差180° (參見圖1);輪式移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和腿式行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相互獨(dú)立且分別安裝在輪腿式機(jī)器人底盤的兩端。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置，其特征在于:所述的輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)由輪式從動(dòng)鏈輪23、萬(wàn)向節(jié)和裝于車輪內(nèi)部的輪端轉(zhuǎn)向座8組成，所述的萬(wàn)向節(jié)由22狗骨杯、9、輪端狗骨杯，10、狗骨構(gòu)成，狗骨杯22與從動(dòng)鏈輪23的軸心相鉸接，輪端狗骨杯9與輪端轉(zhuǎn)向座的輪胎驅(qū)動(dòng)端軸心相鉸接；所述的輪式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是指驅(qū)動(dòng)電機(jī)1，驅(qū)動(dòng)電機(jī)I的軸心與主動(dòng)鏈輪26的軸心孔相接，主動(dòng)鏈輪26通過(guò)鏈條與從動(dòng)鏈輪23連接。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置，其特征在于:所述的腿式行走機(jī)構(gòu)由腿式移動(dòng)從動(dòng)鏈輪18、關(guān)節(jié)軸承27、搖臂2、轉(zhuǎn)向座21、下?lián)u臂11、輪端轉(zhuǎn)向座5、輪端轉(zhuǎn)向座8組成，關(guān)節(jié)軸承27與從動(dòng)鏈輪18偏心鉸接，關(guān)節(jié)軸承27 —端通過(guò)上搖臂連接件28與上搖臂2鉸接，上搖臂2中部通過(guò)一貫穿軸與轉(zhuǎn)向座21連接，搖臂2末端以及兩搖桿11與輪端轉(zhuǎn)向座8連接。所述的腿式行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用鏈條和鏈輪進(jìn)行傳動(dòng)，由電機(jī)
13、主動(dòng)鏈輪14、從動(dòng)鏈輪18構(gòu)成；電機(jī)13輸出軸與主動(dòng)鏈輪14的軸心孔相接，主動(dòng)鏈輪14通過(guò)鏈條與從動(dòng)鏈輪18相連。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向連桿19，左右轉(zhuǎn)向拉桿3、舵機(jī)20構(gòu)成，轉(zhuǎn)向連桿19兩端分別與左右向拉桿3相連，左右轉(zhuǎn)向拉桿3通過(guò)轉(zhuǎn)向球頭4與兩側(cè)輪胎內(nèi)部的轉(zhuǎn)向座5連接。[0012]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置，其特征在于:采用單片機(jī)編程控制；無(wú)線遙控技術(shù)對(duì)輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置進(jìn)行控制；所述的單片機(jī)編程控制機(jī)構(gòu)采用目前常用的ARDUIN0單片機(jī)，其采用VRC語(yǔ)言編碼，簡(jiǎn)單價(jià)廉易于掌握，程序可隨時(shí)更改；所述的遙控控制機(jī)構(gòu)采用常用的成熟的車?？刂破?，手持舒適，使用方便所述的控制機(jī)構(gòu)的接收機(jī)和單片機(jī)相連，單片機(jī)可接受到接收機(jī)發(fā)來(lái)的控制信號(hào)并放大處理然后控制電機(jī)做出預(yù)定動(dòng)作，即混合控制或者是半自主控制，使本發(fā)明兼具智能性和可操控性。
[0013]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為:
[0014]1.用一套懸掛裝置實(shí)現(xiàn)腿式和輪式機(jī)構(gòu)的結(jié)合，兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)，使機(jī)器人的越障性能大為提聞;
[0015]2.懸掛裝置在實(shí)現(xiàn)腿式行走功能時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)約為車輪直徑的1.5倍，對(duì)一定高度的臺(tái)階也可滿足要求，對(duì)于一些較為復(fù)雜的路面也可以更好的適應(yīng)。
[0016]3.懸掛裝置中的六個(gè)腿式行走機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，始終能保證位于某一三角形三個(gè)頂點(diǎn)處的三個(gè)車輪著地，可以在實(shí)現(xiàn)腿式前進(jìn)的同時(shí)更好的保證運(yùn)動(dòng)過(guò)程中整體的穩(wěn)定性。并且懸掛裝置具有減震作用，可以減小地面對(duì)車輪的沖擊作用。
[0017]4.腿式行走時(shí)，依靠同步帶輪獨(dú)特的傳動(dòng)方式，即可使各懸掛裝置之間保持設(shè)定的相位規(guī)律，無(wú)需附加控制機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0018]5.輪式前進(jìn)和腿式行走機(jī)構(gòu)動(dòng)力機(jī)構(gòu)相互獨(dú)立，在路面狀況較好的情況下可以和一般輪式機(jī)器人一樣進(jìn)行控制作業(yè)，當(dāng)遇到一定的障礙時(shí)可以通過(guò)腿式行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行越障，還可以實(shí)現(xiàn)腿式和輪式協(xié)調(diào)共同工作，完成特殊的動(dòng)作。
[0019]6.獨(dú)特的三豎板車體機(jī)構(gòu)，為功能擴(kuò)展留有足夠空間，可容納一定體積的電子及相關(guān)控制設(shè)備，有效提高了空間利用率，而且不影響整車外形，利于隱身，而且使機(jī)器人底盤質(zhì)量輕，前后抗壓強(qiáng)度高。
[0020]總之，本發(fā)明利用獨(dú)特的懸掛裝置，使機(jī)器人不僅具有一般輪式機(jī)器人速度快、機(jī)動(dòng)靈活性好、控制簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)六個(gè)車輪腿式行走的功能，大大提高了機(jī)器人的越障能力。例如在地面環(huán)境復(fù)雜情況下采用腿式行走或腿輪式結(jié)合行走，在地面情況較佳時(shí)，采用輪式實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)；另外依靠獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，當(dāng)兩套動(dòng)力機(jī)構(gòu)采用不同組合時(shí)還可實(shí)現(xiàn)輪式和腿式的協(xié)同工作，完成不同的動(dòng)作姿態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0022]圖2圖1的側(cè)視示意圖。
[0023]圖3圖1的前視示意圖
[0024]圖4為發(fā)明整體結(jié)構(gòu)爬行模式相位示意圖
[0025]圖5為懸掛裝置的細(xì)部結(jié)構(gòu)示意圖
[0026]圖6為輪腿式機(jī)器人底盤結(jié)構(gòu)示意圖-1
[0027]圖7為輪腿式機(jī)器人底盤結(jié)構(gòu)示意圖-2
[0028]圖8為輪腿式機(jī)器人底盤結(jié)構(gòu)示意圖-3
[0029]圖9為懸掛裝置的細(xì)部機(jī)械結(jié)構(gòu)圖
[0030]圖10本發(fā)明整體前視機(jī)械結(jié)構(gòu)圖[0031]圖中:
[0032]I輪式移動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，2上搖臂，3轉(zhuǎn)向拉桿，4轉(zhuǎn)向球頭，5輪端轉(zhuǎn)向座，6車輪，7軸承，8輪端轉(zhuǎn)向座，9輪端狗骨杯，10狗骨，11下?lián)u臂，12連接桿，13腿式移動(dòng)前驅(qū)動(dòng)電機(jī)，14主動(dòng)鏈輪，15連接套，16中豎板，17側(cè)豎版，18腿式移動(dòng)從動(dòng)鏈輪，19轉(zhuǎn)向連桿，20轉(zhuǎn)向舵機(jī)，21轉(zhuǎn)向座，22狗骨杯，23輪式移動(dòng)從動(dòng)鏈輪，24止推軸承，25連接剛鞘，26輪式移動(dòng)主動(dòng)鏈輪，27關(guān)節(jié)軸承，28上搖臂連接件，29轉(zhuǎn)向座夾板30角度傳感器31腿式移動(dòng)后驅(qū)動(dòng)電機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0033]現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明
[0034]實(shí)施例:
[0035]腿式行走功能的實(shí)現(xiàn):
[0036]腿式行走機(jī)構(gòu)由腿式移動(dòng)從動(dòng)鏈輪18、關(guān)節(jié)軸承27、搖臂2、轉(zhuǎn)向座21、下?lián)u臂11、輪端轉(zhuǎn)向座5、輪端轉(zhuǎn)向座8組成，關(guān)節(jié)軸承27與從動(dòng)鏈輪18偏心鉸接，關(guān)節(jié)軸承一端與上搖臂2鉸接，上搖臂2中部通過(guò)一貫穿軸與轉(zhuǎn)向座21連接，搖臂末端以及兩搖桿與輪端轉(zhuǎn)向座8連接。腿式行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)13通過(guò)主動(dòng)鏈輪14驅(qū)動(dòng)腿式移動(dòng)從動(dòng)輪18，之后依靠從動(dòng)鏈輪18的轉(zhuǎn)動(dòng)使上搖臂2產(chǎn)生空間周期運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)懸掛裝置完成近似的圓周運(yùn)動(dòng)；同時(shí)依靠六套懸掛裝置之間已經(jīng)設(shè)定好的相位關(guān)系，減速電機(jī)通過(guò)主動(dòng)鏈輪將動(dòng)力傳輸至從動(dòng)鏈輪，鏈輪通過(guò)關(guān)節(jié)軸承(連接著搖桿)，將其圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)轉(zhuǎn)向座轉(zhuǎn)化為搖臂末端的近似圓周運(yùn)動(dòng)，之后搖臂與兩搖桿帶動(dòng)輪端轉(zhuǎn)向座，進(jìn)而使輪胎整體做圓周運(yùn)動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)腿式前進(jìn)，還必須要求六套懸掛裝置之間符合一定的配合關(guān)系，在一側(cè)的三個(gè)爬蟲最外側(cè)兩個(gè)相位相同并與中間相位相差180度，兩側(cè)相同位置的懸掛裝置相位相差180度。即可實(shí)現(xiàn)腿式行走功能。
[0037]輪式移動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn):
[0038]輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)，由輪式從動(dòng)鏈輪23和狗骨杯22、輪端狗骨杯9、狗骨10構(gòu)成的萬(wàn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及裝于車輪內(nèi)部的輪端轉(zhuǎn)向座8組成，狗骨杯22與從動(dòng)鏈輪23的軸心相鉸接，輪端狗骨杯9與輪端轉(zhuǎn)向座8的車輪驅(qū)動(dòng)端軸心相鉸接。輪式移動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)I通過(guò)輪式移動(dòng)主動(dòng)鏈輪26驅(qū)動(dòng)輪式移動(dòng)從動(dòng)鏈輪23，從動(dòng)鏈輪23在軸心處與由輪端狗骨杯9、狗骨10構(gòu)成的萬(wàn)向傳動(dòng)軸機(jī)構(gòu)連接，即可使懸掛裝置在空間在任意位置仍能正常輸出動(dòng)力，且為等角速度傳動(dòng)。由于裝置采用不同的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，所以當(dāng)不同動(dòng)力機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行不同組合時(shí)，兩套裝置的功能實(shí)現(xiàn)也進(jìn)行組合，可實(shí)現(xiàn)更高性能的越障能力。
[0039]輪腿結(jié)合移動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn):
[0040]依靠不同動(dòng)力機(jī)構(gòu)的特定組合方式，可以結(jié)合實(shí)現(xiàn)兩種功能，進(jìn)而完成特定復(fù)雜動(dòng)作。腿式行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)13輸出軸與主動(dòng)鏈輪14連接，主動(dòng)鏈輪通過(guò)鏈條與從動(dòng)鏈輪18相連。輪式移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)I輸出軸與主動(dòng)鏈輪26連接，主動(dòng)鏈輪通過(guò)鏈條與從動(dòng)23連接。單側(cè)的輪式移動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)和腿式行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)為單獨(dú)的兩套機(jī)構(gòu)。
[0041]轉(zhuǎn)向功能的實(shí)現(xiàn):轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向連桿19，左轉(zhuǎn)向拉桿3、右轉(zhuǎn)向拉桿3、舵機(jī)20構(gòu)成，轉(zhuǎn)向連桿19兩端分別與左右向拉桿3相連，左右轉(zhuǎn)向拉桿與兩側(cè)輪胎內(nèi)部的轉(zhuǎn)向座5通過(guò)球鉸鏈連接。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)首先依靠中部同步帶輪內(nèi)部的限位機(jī)構(gòu)將單側(cè)三套懸掛裝置的相位差消除，即單側(cè)三套裝置相位相同，此時(shí)機(jī)器人底盤六車輪同時(shí)著地，動(dòng)力機(jī)構(gòu)通過(guò)主動(dòng)鏈輪將動(dòng)力傳遞至從動(dòng)同步帶輪，從動(dòng)鏈輪將轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)貫穿轉(zhuǎn)向座的萬(wàn)向節(jié)傳遞至輪端，通過(guò)輪端結(jié)合器實(shí)現(xiàn)輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)。依靠轉(zhuǎn)向舵機(jī)20輸出的扭矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向連桿19，連桿通過(guò)轉(zhuǎn)向拉桿3將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為輪端轉(zhuǎn)向座5繞輪端轉(zhuǎn)向座8的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。另夕卜，采用鏈條和鏈輪進(jìn)行傳動(dòng)，可保證單側(cè)三套懸掛裝置的相位始終保持以上描述設(shè)定的規(guī)律。
[0042]控制機(jī)構(gòu)功能的實(shí)現(xiàn):
[0043]本發(fā)明采用三套獨(dú)立控制單元的復(fù)合控制機(jī)構(gòu)。分別為單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)、遙控控制機(jī)構(gòu)和線路控制機(jī)構(gòu)。單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)采用目前常用的ARDUIN0單片機(jī)，其采用VRC語(yǔ)言編碼，簡(jiǎn)單價(jià)廉易于掌握，程序可隨時(shí)更改。遙控控制機(jī)構(gòu)采用常用的成熟的車?？刂破?，手持舒適，使用方便?？刂茩C(jī)構(gòu)的接收機(jī)和單片機(jī)相連，單片機(jī)可接受到接收機(jī)發(fā)來(lái)的控制信號(hào)并放大處理然后控制電機(jī)做出預(yù)定動(dòng)作，即混合控制或者是半自主控制，使本發(fā)明兼具智能性和可操控性。
【權(quán)利要求】
1.一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置，其特征在于:包括輪式移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)、腿式行走機(jī)構(gòu)、腿式行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；所述的輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)和腿式行走機(jī)構(gòu)共用三對(duì)車輪，每個(gè)車輪通過(guò)安裝在其上的輪胎轉(zhuǎn)向座分別與輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)、腿式行走機(jī)構(gòu)相連接，且在實(shí)現(xiàn)腿式行走功能時(shí)，車輪圓周運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)為車輪直徑的I?1.5倍；在每個(gè)車輪的輪轂上側(cè)安裝有角度傳感器，且每相鄰兩個(gè)輪轂安裝的角度傳感器相位相差180° ;輪式移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和腿式行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相互獨(dú)立且分別安裝在輪腿式機(jī)器人底盤的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置，其特征在于:所述的腿式行走機(jī)構(gòu)由腿式移動(dòng)從動(dòng)鏈輪(18)、關(guān)節(jié)軸承(27)、搖臂(2)、轉(zhuǎn)向座(21)、下?lián)u臂(11)、輪端轉(zhuǎn)向座(5)、輪端轉(zhuǎn)向座(8)組成，關(guān)節(jié)軸承(27)與從動(dòng)鏈輪(18)偏心鉸接，關(guān)節(jié)軸承(27) —端通過(guò)上搖臂連接件(28)與上搖臂(2)鉸接，上搖臂(2)中部通過(guò)一貫穿軸與轉(zhuǎn)向座(21)連接，搖臂⑵末端以及兩搖桿(11)與輪端轉(zhuǎn)向座⑶連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置，其特征在于:所述的腿式行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用鏈條和鏈輪進(jìn)行傳動(dòng)，由電機(jī)(13)、主動(dòng)鏈輪(14)、從動(dòng)鏈輪(18)構(gòu)成；電機(jī)(13)輸出軸與主動(dòng)鏈輪(14)的軸心孔相接，主動(dòng)鏈輪(14)通過(guò)鏈條與從動(dòng)鏈輪(18)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置，其特征在于:所述的輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)由輪式從動(dòng)鏈輪(23)、萬(wàn)向節(jié)和裝于車輪內(nèi)部的輪端轉(zhuǎn)向座(8)組成；所述的萬(wàn)向節(jié)由、狗骨杯(22)、輪端狗骨杯(9)、狗骨構(gòu)成(10);狗骨杯(22)與從動(dòng)鏈輪(23)的軸心相鉸接，輪端狗骨杯(9)與輪端轉(zhuǎn)向座的輪胎驅(qū)動(dòng)端軸心相鉸接；所述的輪式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是指驅(qū)動(dòng)電機(jī)(I)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(I)的軸心與主動(dòng)鏈輪(26)的軸心孔相接，主動(dòng)鏈輪(26)通過(guò)鏈條與從動(dòng)鏈輪(23)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向連桿(19)，左右轉(zhuǎn)向拉桿(3)、舵機(jī)(20)構(gòu)成，轉(zhuǎn)向連桿(19)兩端分別與左右向拉桿⑶相連，左右轉(zhuǎn)向拉桿⑶通過(guò)轉(zhuǎn)向球頭⑷與兩側(cè)輪胎內(nèi)部的轉(zhuǎn)向座(5)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置，其特征在于:采用單片機(jī)編程控制；無(wú)線遙控技術(shù)對(duì)輪腿式機(jī)器人底盤懸掛裝置進(jìn)行控制；所述的單片機(jī)編程控制機(jī)構(gòu)采用目前常用的AROTINO單片機(jī)，其采用VRC語(yǔ)言編碼；所述的遙控控制機(jī)構(gòu)采用常用的成熟的車?？刂破鲉?。
【文檔編號(hào)】B62D61/10GK103661669SQ201210385228
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月26日
【發(fā)明者】周凱, 郭劍鋒, 陳建, 郭自華, 任栩, 陳慧君, 閆少石 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第二炮兵工程大學(xué)