專利名稱：移動機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體構(gòu)思涉及一種移動機器人，更具體地講，涉及一種具有能夠沿著不平坦表面行進的改進的行進能力的移動機器人。
背景技術(shù)：
通常，機器人為人類執(zhí)行危險、簡單、重復(fù)、精確、大規(guī)?；蛘叽罅康墓ぷ?。機器人廣泛地用于工業(yè)、軍事、家庭或者其它領(lǐng)域。行進裝置對于應(yīng)當(dāng)運動以執(zhí)行作業(yè)的機器人來說非常重要。因此，已經(jīng)開發(fā)了用于機器人的行進裝置的技術(shù)，尤其開發(fā)了允許機器人在水平狀態(tài)下平穩(wěn)地行進的行進裝置的技術(shù)，從而使機器人在不平坦表面上，例如在具有臺階的行進表面上的搖動最小化。
圖1A至圖1C示意性地示出了傳統(tǒng)的移動機器人的行進狀態(tài)。如圖1A至圖1C所示，移動機器人101包括殼體110、后輪130和行進部分120，所述移動機器人101在行進表面S上行進。沿著行進方向“d”，后輪130設(shè)置在殼體110的后側(cè)。后輪130惰性地旋轉(zhuǎn)，并將殼體110支撐在行進表面S上。
行進部分120包括框架122、兩個驅(qū)動輪124和前輪126?？蚣?22通過鉸鏈部分112與殼體110可轉(zhuǎn)動地結(jié)合。兩個驅(qū)動輪124分別設(shè)置在框架122的相對的側(cè)部。驅(qū)動輪124從驅(qū)動電機124a接收驅(qū)動力，并使殼體110沿著行進方向“d”運動。前輪126由框架122的前側(cè)支撐。前輪126被設(shè)置成惰性地旋轉(zhuǎn)，并將殼體110支撐在行進表面S上。因此，框架122相對于殼體110繞著鉸鏈部分112的中心旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動輪124和前輪126與框架122一起運動。在第5,350,033號美國專利中公開了傳統(tǒng)的移動機器人。
然而，當(dāng)移動機器人101在具有障礙O，例如臺階的行進表面S上行進時，移動機器人101的行進能力降低。如圖1A所示，當(dāng)移動機器人101通過障礙O時，前輪126攀登上障礙O。同時，框架122沿著方向“a”繞著鉸鏈部分112的中心旋轉(zhuǎn)。因此，殼體110可保持水平狀態(tài)。
如圖1B所示，當(dāng)移動機器人101進一步沿著行進方向“d”行進時，驅(qū)動輪124攀登上障礙O，并且前輪126與行進表面S分離。移動機器人101的重心后移而位于后輪130上。因此，驅(qū)動輪124不具有足夠的牽引力以使移動機器人101向前運動，從而驅(qū)動輪124在行進表面S上滑動，因此，移動機器人101不能平穩(wěn)地通過障礙O。
此外，如圖1C所示，當(dāng)移動機器人101還進一步沿著行進方向“d”行進時，驅(qū)動輪124通過障礙O，后輪130攀登上障礙O。移動機器人101的重心快速前移。因此，與行進表面S分離的前輪126可能碰撞行進表面S，殼體110搖動，移動機器人101的位置改變，從而引起行進誤差。
具體地講，當(dāng)相對的驅(qū)動輪124通過行進表面S上的具有不同水平面(高度)的障礙時，移動機器人101的行進能力進一步降低。由于一個前輪126和兩個驅(qū)動輪124由框架122支撐以彼此聯(lián)動(interlock)，所以相對的驅(qū)動輪124難以適于不同水平面的障礙。因此，前輪126與行進表面S分離，從而產(chǎn)生驅(qū)動輪124的滑動和殼體110的搖動。此外，因為移動機器人101附于行進表面S的能力隨著移動機器人101的重心的運動而改變很大，所以移動機器人101不穩(wěn)定地行進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總體構(gòu)思提供一種對于不平坦表面具有改進的行進能力的移動機器人。
本發(fā)明總體構(gòu)思提供一種附于地面的能力改進了的移動機器人。
本發(fā)明總體構(gòu)思提供一種移動機器人，所述移動機器人可保護其機身免于在其攀登上臺階表面的同時產(chǎn)生的搖動影響。
將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明總體構(gòu)思的另外的方面和優(yōu)點，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明總體構(gòu)思的實施而得知。
通過提供一種移動機器人可實現(xiàn)本發(fā)明總體構(gòu)思的上述和/或其它方面，所述移動機器人包括機身框架，具有沿著行進方向支撐在所述機身框架前部中的前輪；第一行進部分；第二行進部分；第一聯(lián)動鉸鏈部分，用于將所述第一輪框架可轉(zhuǎn)動地支撐到所述機身框架上，以具有與所述行進方向垂直的方向上的第一鉸鏈軸線；第二聯(lián)動鉸鏈部分，用于與所述第一聯(lián)動鉸鏈部分獨立地將所述第二輪框架可轉(zhuǎn)動地支撐到所述機身框架上，以具有與所述第一聯(lián)動鉸鏈部分相同方向的第二鉸鏈軸線。所述第一行進部分具有第一驅(qū)動輪，用于沿著行進方向驅(qū)動所述機身框架；第一后輪，設(shè)置在所述第一驅(qū)動輪的后側(cè)；第一輪框架，用于支撐所述第一驅(qū)動輪和第一后輪。第二行進部分具有第二驅(qū)動輪，用于沿著行進方向與所述第一驅(qū)動輪獨立地驅(qū)動所述機身框架；第二后輪，設(shè)置在所述第二驅(qū)動輪的后側(cè)；第二輪框架，用于支撐所述第二驅(qū)動輪和第二后輪。
所述第一聯(lián)動鉸鏈部分和第二聯(lián)動鉸鏈部分可通過所述鉸鏈軸設(shè)置在所述機身框架上，并且所述鉸鏈軸可設(shè)置在同一直線上。
所述第一行進部分和第二行進部分相對于所述行進方向?qū)ΨQ。
所述第一聯(lián)動鉸鏈部分和第二聯(lián)動鉸鏈部分可沿著所述行進方向設(shè)置在與所述移動機器人的重心隔開預(yù)定距離的范圍內(nèi)。
所述第一聯(lián)動鉸鏈部分和第二聯(lián)動鉸鏈部分可沿著所述行進方向從所述移動機器人的重心向后設(shè)置。
所述第一輪框架和第二輪框架可包括主框架，分別用于支撐第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪；副框架，分別用于支撐第一后輪和第二后輪；鏈接構(gòu)件，分別用于將所述主框架和副框架鏈接。
所述主框架可包括驅(qū)動軸部分，分別用于支撐所述第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪；框架體，分別從所述驅(qū)動軸部分沿著所述行進方向向上和向后延伸；結(jié)合部分，分別與所述鏈接構(gòu)件結(jié)合。
通過提供一種移動機器人也可實現(xiàn)本發(fā)明總體構(gòu)思的上述和/或其它方面，所述移動機器人包括機身框架，具有沿著行進方向支撐在所述機身框架前部中的前輪；多個行進部分；聯(lián)動鉸鏈部分，用于將所述各個行進部分的輪框架可轉(zhuǎn)動地支撐到所述機身框架上；懸架部分，設(shè)置在所述機身框架和所述輪框架之間，以使所述驅(qū)動輪向著行進方向彈性地偏移。所述多個行進部分的每個包括驅(qū)動輪；后輪，設(shè)置在所述驅(qū)動輪的后側(cè)；輪框架，用于將所述驅(qū)動輪和后輪連接并支撐所述驅(qū)動輪和后輪，并且所述多個行進部分被互相獨立地驅(qū)動。
所述輪框架可包括用于支撐所述驅(qū)動輪的主框架、用于支撐所述后輪的副框架和用于將所述主框架和副框架鏈接的鏈接構(gòu)件；所述聯(lián)動鉸鏈部分可設(shè)置在所述主框架的相對的端部之間；所述懸架部分可結(jié)合到所述主框架，使得所述驅(qū)動輪設(shè)置在所述聯(lián)動鉸鏈部分和所述懸架部分之間。
所述懸架部分可包括上支撐件，由設(shè)置在所述機身框架上的支架蓋支撐；下支撐件，由所述主框架可旋轉(zhuǎn)地支撐；彈性構(gòu)件，介于所述上支撐件和下支撐件之間；導(dǎo)向軸，沿著所述彈性構(gòu)件的延伸方向設(shè)置在所述上支撐件和下支撐件之間，以防止所述彈性構(gòu)件彎曲。
所述支架蓋可從所述機身框架突起，并與所述下支撐件相對地隔開預(yù)定距離。
所述支架蓋可設(shè)置在可拆卸地結(jié)合到所述機身框架上的輪蓋上。
通過提供一種移動機器人也可實現(xiàn)本發(fā)明總體構(gòu)思的上述和/或其它方面，所述移動機器人包括機身框架，具有形成在其前部的前輪和形成在其中部的軸；主框架，可轉(zhuǎn)動地連接到所述軸；驅(qū)動輪，可轉(zhuǎn)動地連接到所述主框架的第一端；后輪，連接到所述主框架的第二端，以設(shè)置在所述機身框架的后部。


通過下面結(jié)合附圖對示例性實施例進行的描述，本發(fā)明總體構(gòu)思的上述和/或其它方面和優(yōu)點將會變得清楚和更易于理解，其中圖1A至圖1C示意性地示出了傳統(tǒng)的移動機器人的行進狀態(tài)；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的移動機器人的透視圖；圖3是示出圖2中的移動機器人的主視圖；圖4是示出圖2中的移動機器人的側(cè)視圖；圖5是示出圖2中的移動機器人的一部分的分解透視圖；圖6A和圖6B是示出圖2中的移動機器人的行進狀態(tài)的側(cè)視圖；圖7是示出圖2中的移動機器人的另一行進狀態(tài)的主視圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的移動機器人的透視圖；圖9是示出圖8中的移動機器人的主視圖；圖10是示出圖8中的移動機器人的側(cè)視圖；圖11是示出圖8中的移動機器人的一部分的分解透視圖；圖12A和圖12B是示出圖9中的移動機器人的行進狀態(tài)的側(cè)視圖；
圖13是示出圖9中的移動機器人的第三行進狀態(tài)的側(cè)視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將對本發(fā)明總體構(gòu)思的實施例進行詳細的描述，其示例表示在附圖中，其中，相同的標(biāo)號始終表示相同部件。下面通過參照附圖對實施例進行描述以解釋本發(fā)明總體構(gòu)思。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的移動機器人1的透視圖，圖3是示出圖2中的移動機器人的主視圖。
如圖2和圖3所示，移動機器人1包括機身框架10、前輪20、第一行進部分30a、第二行進部分30b、第一聯(lián)動(interlocking)鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b。移動機器人1可以是包括設(shè)置在機身框架10上以清潔行進表面的清潔部分的清潔機器人，可以是包括設(shè)置在其上的顯示部分(未示出)的顯示機器人，或者可以是執(zhí)行其它功能操作的其它機器人。
沿著行進方向“d”，前輪20支撐機身框架10的前側(cè)。設(shè)置一個前輪20，但是可選擇地，沿著與行進方向“d”垂直的方向可設(shè)置多個前輪20。前輪20可具有操縱功能。
第一行進部分30a包括第一驅(qū)動輪40a，用于沿著行進方向“d”行進；第一后輪50a，設(shè)置在第一驅(qū)動輪40a的內(nèi)側(cè)，并位于第一驅(qū)動輪40a的后側(cè)；第一輪框架60a，用于支撐第一驅(qū)動輪40a和第一后輪50a。第二行進部分30b包括第二驅(qū)動輪40b，相對于第一驅(qū)動輪40a獨立地沿著行進方向“d”行進；第二后輪50b，設(shè)置在第二驅(qū)動輪40b的內(nèi)側(cè)，并位于第二驅(qū)動輪40b的后側(cè)；第二輪框架60b，用于支撐第二驅(qū)動輪40b和第二后輪50b。第一行進部分30a和第二行進部分30b分別設(shè)置在機身框架10的相對的側(cè)部。第一行進部分30a和第二行進部分30b可使移動機器人1沿著與行進方向“d”相對的方向運動。
第一聯(lián)動鉸鏈部分70a將第一輪框架60a可轉(zhuǎn)動地支撐在機身框架10上，以具有相對于行進方向“d”垂直的方向“p”的鉸鏈軸線，即，具有與第一驅(qū)動輪40a的軸向相同的方向的鉸鏈軸線。因此，第一輪框架60a根據(jù)移動機器人1在上面行進的行進表面的狀態(tài)相對于機身框架10繞著第一聯(lián)動鉸鏈部分70a旋轉(zhuǎn)，因此，第一驅(qū)動輪40a和第一后輪50a可與第一輪框架60a一起旋轉(zhuǎn)，從而彼此聯(lián)動。
第二聯(lián)動鉸鏈部分70b相對于第一聯(lián)動鉸鏈部分70a獨立地將第二輪框架60b可轉(zhuǎn)動地支撐在機身框架10上，以具有與第一聯(lián)動鉸鏈部分70a相同方向的鉸鏈軸線。因此，第二輪框架60b根據(jù)移動機器人1在上面行進的行進表面的狀態(tài)相對于機身框架10繞著第二聯(lián)動鉸鏈部分70b旋轉(zhuǎn)，因此，第二驅(qū)動輪40b和第二后輪50b可與第二輪框架60b一起旋轉(zhuǎn)，從而彼此聯(lián)動。
第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b分別使第一輪框架60a和第二輪框架60b相對于機身框架10獨立地旋轉(zhuǎn)。第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b互相分離，從而它們獨立地旋轉(zhuǎn)。因此，第一驅(qū)動輪40a和第二驅(qū)動輪40b獨立地驅(qū)動。因此，在第一行進部分30a和第二行進部分30b分別在不同高度的行進表面上行進的情況下，第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b可分別旋轉(zhuǎn)以適合于相應(yīng)的行進表面，因此，第一行進部分30a和第二行進部分30b可在相應(yīng)的行進表面上平穩(wěn)地行進。也就是說，行進表面可包括第一驅(qū)動輪40a沿著其運動的第一行進表面和第二驅(qū)動輪40b沿著其運動的第二行進表面，從而移動機器人1沿著方向“d”運動。
第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b分別設(shè)置在機身框架10上，使得第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b的各鉸鏈軸沿著同一直線設(shè)置。然而，可選地，只要第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b的鉸鏈軸具有與行進方向“d”垂直的方向，那么第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b可設(shè)置在機身框架10的不同部分上。
第一行進部分30a和第二行進部分30b相對于行進方向“d”對稱。也就是說，第一驅(qū)動輪40a、第二驅(qū)動輪40b、第一后輪50a、第二后輪50b、第一輪框架60a和第二輪框架60b分別相對于沿著移動機器人的行進方向“d”的中線對稱。然而，可選地，第一行進部分30a和第二行進部分30b可以不對稱。第一行進表面和第二行進表面可設(shè)置在行進方向“d”的中線的相對兩側(cè)。
第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b可沿著行進方向“d”設(shè)置在與移動機器人1的重心隔開預(yù)定距離的范圍內(nèi)。也就是說，移動機器人1的重心可與在機身框架10上設(shè)置第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b的位置相鄰地設(shè)置。因此，可增加第一驅(qū)動輪40a和第二驅(qū)動輪40b克服行進表面的牽引力。此外，當(dāng)?shù)谝宦?lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b隨著移動機器人1在不平坦表面上的行進而相對于機身框架10旋轉(zhuǎn)時，由于第一驅(qū)動輪40a和第二驅(qū)動輪40b能夠保持克服行進表面的足夠的牽引力，所以可使移動機器人1的重心改變最小化。此外，可防止機身框架10搖動，從而可改進移動機器人1的行進能力。
第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b可沿著行進方向“d”設(shè)置在與移動機器人1的重心隔開的后部位置。也就是說，移動機器人1的重心可設(shè)置在在機身框架10上設(shè)置第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b的位置的前部。然而，可選地，第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b可設(shè)置在移動機器人1的重心之前。
可選地，移動機器人1可包括至少三個行進部分，沿著與行進方向“d”垂直的方向布置；至少三個聯(lián)動鉸鏈部分，分別將相應(yīng)的行進部分支撐在機身框架10上。這里，行進部分和聯(lián)動鉸鏈部分獨立地并分別驅(qū)動。
以下將參照圖2至圖5描述根據(jù)本實施例的移動機器人1的一部分。為方便起見，第一行進部分30a和第二行進部分30b稱為行進部分，第一驅(qū)動輪40a和第二驅(qū)動輪40b稱為驅(qū)動輪40，第一后輪50a和第二后輪50b稱為后輪50，第一輪框架60a和第二輪框架60b稱為輪框架60，第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b稱為聯(lián)動鉸鏈部分70。
圖4是示出圖2中的移動機器人1的側(cè)視圖，圖5是示出圖2中的移動機器人1的一部分的分解透視圖。如圖4和圖5所示，輪框架60包括主框架610，用于支撐驅(qū)動輪40；副框架620，用于支撐后輪50；鏈接構(gòu)件630，用于將主框架610和副框架620鏈接。
主框架610包括驅(qū)動軸部分614，用于支撐驅(qū)動輪40；框架體612，沿著行進方向“d”從驅(qū)動軸部分614向前和向后延伸；結(jié)合部分616，與鏈接構(gòu)件630結(jié)合。結(jié)合部分616將鏈接構(gòu)件630結(jié)合到主框架610，使得鏈接構(gòu)件630可與主框架610一起運動。驅(qū)動電機42設(shè)置在框架體612的一部分上，以驅(qū)動驅(qū)動輪40。主框架610可被設(shè)置成齒輪箱以使驅(qū)動電機42和驅(qū)動齒輪40聯(lián)動。鏈接構(gòu)件630和副框架620互相結(jié)合以一起運動。因此，輪框架60可相對于機身框架10繞著聯(lián)動鉸鏈部分70旋轉(zhuǎn)。
聯(lián)動鉸鏈部分70設(shè)置在框架體612上，所述框架體612從結(jié)合部分616沿著行進方向“d”向下向前設(shè)置。也就是說，聯(lián)動鉸鏈部分70與連接到驅(qū)動輪40的驅(qū)動軸部分614相鄰地設(shè)置，并且聯(lián)動鉸鏈部分70通過軸71可轉(zhuǎn)動地連接到機身框架10。驅(qū)動輪40相對于聯(lián)動鉸鏈部分70的旋轉(zhuǎn)半徑小于后輪50相對于聯(lián)動鉸鏈部分70的旋轉(zhuǎn)半徑。也就是說，驅(qū)動輪40與聯(lián)動鉸鏈部分70之間的距離小于后輪50與聯(lián)動鉸鏈部分70之間的距離。因此，可增加驅(qū)動輪40的牽引力。
以下將參照圖6A至圖7描述根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的移動機器人1的操作。
圖6A和圖6B是示出圖2中的移動機器人1的行進狀態(tài)的側(cè)視圖。如圖6A和圖6B所示，移動機器人1在沿著行進方向“d”形成的行進表面S和具有從行進表面S突起的臺階的臺階表面O上行進。移動機器人1沿著行進方向“d”行進，前輪20攀登上臺階表面O。此時，機身框架10沿著方向“a”相對于輪框架60繞著聯(lián)動鉸鏈部分70旋轉(zhuǎn)。因此，驅(qū)動輪40和后輪50可將機身框架10支撐在行進表面S上，并且驅(qū)動輪40可保持足夠的牽引力。
如圖6B所示，隨著移動機器人1進一步沿著行進方向“d”行進，驅(qū)動輪40攀登上臺階表面O，后輪50仍留在行進表面S上。此時，輪框架60沿著方向“b”相對于機身框架10繞著聯(lián)動鉸鏈部分70旋轉(zhuǎn)。因此，后輪50仍可從機身框架10向著行進表面S突起以接觸行進表面S，從而與驅(qū)動輪40一起相對于行進表面S支撐機身框架10。此外，前輪20可保持與臺階表面O接觸。因為移動機器人1的重心設(shè)置在與驅(qū)動輪40相鄰的聯(lián)動鉸鏈部分70的周圍，所以驅(qū)動輪40可保持足夠的牽引力。
圖7是示出圖2中的移動機器人1的另一行進狀態(tài)的主視圖。參照圖2、圖3和圖4，驅(qū)動輪40a和40b分別在不同高度的行進表面上行進。第一驅(qū)動輪40a在行進表面S上行進，第二驅(qū)動輪40b在形成有從行進表面S升起的臺階的臺階表面O上行進。
第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b互相獨立地旋轉(zhuǎn)，從而第一行進部分30a和第二行進部分30b可分別適于在行進表面S和臺階表面O上行進。第一驅(qū)動輪40a和第二驅(qū)動輪40b可分別保持足夠的牽引力，并且前輪20可保持與行進表面接觸，從而防止滑動。此外，第一后輪50a和第二后輪50b可與行進表面S和臺階表面O分別接觸，從而穩(wěn)定地支撐機身框架10。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思實施例的移動機器人800的透視圖，圖9是示出圖8中的移動機器人的主視圖。
如圖8和圖9所示，移動機器人800包括機身框架10、前輪20、第一行進部分30a、第二行進部分30b、第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b、第一懸架部分80a和第二懸架部分80b。根據(jù)本實施例，移動機器人800包括第一懸架部分80a、第二懸架部分80b和輪蓋90。因此，將避免對與圖2的實施例類似的圖8的實施例的重復(fù)描述。
第一懸架部分80a使第一驅(qū)動輪40a相對于第一聯(lián)動鉸鏈部分70a旋轉(zhuǎn)以使40a與行進表面最大程度地接觸。也就是說，第一懸架部分80a位于機身框架10和第一輪框架60a之間，使得第一驅(qū)動輪40a向著行進表面彈性地偏移。第一懸架部分80a可布置在第一驅(qū)動輪40a的內(nèi)側(cè)，并位于第一輪框架60a之前，而不防礙第一驅(qū)動輪40a。
第二懸架部分80b使第二驅(qū)動輪40b相對于與第一聯(lián)動鉸鏈部分70a獨立的第二聯(lián)動鉸鏈部分70b旋轉(zhuǎn)以使40b與行進表面最大程度地接觸。也就是說，第二懸架部分80b位于機身框架10和第二輪框架60b之間，使得第二驅(qū)動輪40b向著行進表面彈性地偏移。第二懸架部分80b可布置在第二驅(qū)動輪40b的內(nèi)側(cè)，并位于第二輪框架60b之前，而不防礙第二驅(qū)動輪40b。
以下將參照圖8至圖11描述根據(jù)本實施例的移動機器人800的一部分。第一行進部分30a和第二行進部分30b可互相對稱。為方便起見，在圖9中，第一行進部分30a和第二行進部分30b稱為行進部分30，第一驅(qū)動輪40a和第二驅(qū)動輪40b稱為驅(qū)動輪40，第一后輪50a和第二后輪50b稱為后輪50，第一輪框架60a和第二輪框架60b稱為輪框架60，第一聯(lián)動鉸鏈部分70a和第二聯(lián)動鉸鏈部分70b稱為聯(lián)動鉸鏈部分70，第一懸架部分80a和第二懸架部分80b稱為懸架部分80。
參照圖11，懸架部分80包括彈性構(gòu)件810、上支撐件820和下支撐件830，所述上支撐件820和下支撐件830在彈性構(gòu)件810的相對側(cè)支撐彈性構(gòu)件810。上支撐件820通過設(shè)置在保護驅(qū)動輪40的輪蓋90上的支架蓋91結(jié)合到機身框架10。
支架蓋91形成在輪蓋90的向內(nèi)的表面上，使得支架蓋91不僅布置在主框架610之前，而且與下支撐件830隔開預(yù)定距離。
下支撐件830通過鉸鏈單元832可轉(zhuǎn)動地結(jié)合到主框架610上。鉸鏈單元832連接到主框架610的鉸鏈軸614′上。下支撐件830連接到形成有連接到驅(qū)動輪40的驅(qū)動軸部分614的主框架610的一側(cè)。也就是說，聯(lián)動鉸鏈部分70設(shè)置在主框架610的中間，懸架部分80設(shè)置在主框架610的形成鉸鏈軸614′的端部。因此，懸架部分80設(shè)置成使機身框架10與驅(qū)動軸部分614隔開，從而使驅(qū)動輪40與行進表面或者臺階表面最大程度地接觸。由于懸架部分80的彈性構(gòu)件810的彈力施加到鉸鏈軸614′上，所以主框架610偏移以使驅(qū)動軸614相對于聯(lián)動鉸鏈部分70旋轉(zhuǎn)，使得驅(qū)動輪40被向下壓。
彈性構(gòu)件810形狀呈螺旋形。彈性構(gòu)件810具有第一端，結(jié)合到從上支撐件820向下突起的第二支撐突起824上；第二端，結(jié)合到從下支撐件830向上突起的支撐突起834上。
此外，導(dǎo)向軸840沿著彈性構(gòu)件810的延伸方向設(shè)置在上支撐件820和下支撐件830之間。導(dǎo)向軸840具有第一端，穿過形成在下支撐件830的支撐突起834中的結(jié)合孔836插入并結(jié)合到下支撐件830；第二端，支撐在上支撐件820的通孔826中，從而彈性構(gòu)件810在上支撐件820和下支撐件830之間被壓縮的同時不會彎曲。
在本實施例中，上支撐件820由輪蓋90的支架蓋91支撐，但不限于此?？蛇x擇地，支架蓋91和機身框架可形成為單一體，在所述單一體中，支架蓋91從機身框架突起，并與下支撐件830隔開預(yù)定距離地面對下支撐件830。
以下將參照圖12A和圖12B描述根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的移動機器人800的操作。
圖12A和圖12B是示出圖8和圖9中的移動機器人800的行進狀態(tài)的側(cè)視圖。如圖12A和圖12B所示，移動機器人800在沿著行進方向“d”形成的行進表面S和具有從行進表面S突起的臺階的臺階表面O上行進。
如圖12A所示，隨著移動機器人800沿著行進方向“d”行進，前輪20攀登上臺階表面O。此時，包括驅(qū)動軸部分614的輪框架610通過懸架部分80的彈性構(gòu)件810彈性地偏移。因此，彈性構(gòu)件810彈性地促使驅(qū)動輪40在相對于聯(lián)動鉸鏈部分70旋轉(zhuǎn)的同時與行進表面S最大程度地接觸。
如圖12B所示，隨著移動機器人800進一步沿著行進方向“d”行進，驅(qū)動輪40攀登上臺階表面O，后輪50仍留在行進表面S上。此時，彈性構(gòu)件810彈性地促使驅(qū)動輪40在相對于聯(lián)動鉸鏈部分70旋轉(zhuǎn)的同時與行進表面S最大程度地接觸。
圖13是示出圖8中的移動機器人800的另一行進狀態(tài)的側(cè)視圖。參照圖8至圖13，移動機器人800的前輪20和后輪50在臺階表面O上行進，而驅(qū)動輪40在行進表面S上行進。此時，輪框架60沿著方向“c”相對于機身框架10繞著聯(lián)動鉸鏈部分70旋轉(zhuǎn)。因此，驅(qū)動輪40仍可從機身框架10向著行進表面S突起以與行進表面S接觸。在這種情況下，機身框架10的重量適當(dāng)?shù)胤植荚谇拜?0、驅(qū)動輪40和后輪50上，因此，驅(qū)動輪40被向行進表面S偏置或者壓迫的能力可被降低。然而，因為懸架部分80的彈性構(gòu)件810使具有驅(qū)動軸部分614的輪框架610彈性地偏移，所以彈性構(gòu)件810進一步促使驅(qū)動輪40相對于聯(lián)動鉸鏈部分70與行進表面S最大程度地接觸。
如上所述，由于驅(qū)動輪和后輪彼此聯(lián)動，并且相對的行進部分獨立地驅(qū)動以合適地適于表面，所以根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的移動機器人可保持驅(qū)動輪的足夠的牽引力，并使移動機器人的搖動最小化，從而改進移動機器人在形成有臺階等的不平坦表面上的行進能力。
此外，懸架部分設(shè)置在機身框架和輪框架之間，使得驅(qū)動輪向著行進表面彈性地偏移，從而不管移動機器人的重心是否移動，都使驅(qū)動輪具有附于地面的最大能力。
此外，懸架部分的彈性構(gòu)件吸收在驅(qū)動輪攀登上臺階表面之后與行進表面的碰撞的搖動，從而保護機身的內(nèi)部元件。
雖然已表示和描述了本發(fā)明總體構(gòu)思的一些實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定其范圍的本發(fā)明總體構(gòu)思的原理和精神的情況下，可對這些實施例進行變化。
權(quán)利要求
1.一種移動機器人，包括機身框架，具有沿著行進方向支撐在所述機身框架前部中的前輪；第一行進部分，具有第一驅(qū)動輪，用于沿著行進方向驅(qū)動所述機身框架；第一后輪，設(shè)置在所述第一驅(qū)動輪的后側(cè)；第一輪框架，用于支撐所述第一驅(qū)動輪和第一后輪；第二行進部分，具有第二驅(qū)動輪，用于沿著行進方向與所述第一驅(qū)動輪獨立地驅(qū)動所述機身框架；第二后輪，設(shè)置在所述第二驅(qū)動輪的后側(cè)；第二輪框架，用于支撐所述第二驅(qū)動輪和第二后輪；第一聯(lián)動鉸鏈部分，用于相對于所述機身框架可轉(zhuǎn)動地支撐所述第一輪框架，以具有與所述行進方向垂直的方向上的第一鉸鏈軸線；第二聯(lián)動鉸鏈部分，用于與所述第一聯(lián)動鉸鏈部分獨立地相對于所述機身框架可轉(zhuǎn)動地支撐所述第二輪框架，以具有與所述第一聯(lián)動鉸鏈部分相同方向的第二鉸鏈軸線。
2.如權(quán)利要求1所述的移動機器人，其中，所述第一聯(lián)動鉸鏈部分和第二聯(lián)動鉸鏈部分分別通過第一鉸鏈軸和第二鉸鏈軸設(shè)置在所述機身框架上，并且所述第一鉸鏈軸和第二鉸鏈軸設(shè)置在同一直線上。
3.如權(quán)利要求2所述的移動機器人，其中，所述第一行進部分和第二行進部分相對于所述行進方向?qū)ΨQ。
4.如權(quán)利要求3所述的移動機器人，其中，所述第一聯(lián)動鉸鏈部分和第二聯(lián)動鉸鏈部分沿著所述行進方向設(shè)置在與所述移動機器人的重心隔開預(yù)定距離的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的移動機器人，其中，所述第一聯(lián)動鉸鏈部分和第二聯(lián)動鉸鏈部分沿著所述行進方向從所述移動機器人的重心向后設(shè)置。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項所述的移動機器人，其中，所述第一輪框架和第二輪框架包括主框架，分別用于支撐第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪；副框架，分別用于支撐第一后輪和第二后輪；鏈接構(gòu)件，分別用于將所述主框架和副框架鏈接。
7.如權(quán)利要求6所述的移動機器人，其中，所述主框架包括驅(qū)動軸部分，分別用于支撐所述第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪；框架體，分別從所述驅(qū)動軸部分沿著所述行進方向向上和向后延伸；結(jié)合部分，分別與所述鏈接構(gòu)件結(jié)合。
8.一種移動機器人，包括機身框架，具有沿著行進方向支撐在所述機身框架前部中的前輪；多個行進部分，所述多個行進部分的每個包括驅(qū)動輪；后輪，設(shè)置在所述驅(qū)動輪的后側(cè)；輪框架，用于將所述驅(qū)動輪和后輪連接并支撐所述驅(qū)動輪和后輪，并且所述多個行進部分被互相獨立地驅(qū)動；聯(lián)動鉸鏈部分，用于將所述各個行進部分的輪框架可轉(zhuǎn)動地支撐到所述機身框架上；懸架部分，設(shè)置在所述機身框架和所述輪框架之間，以使所述驅(qū)動輪向著行進方向彈性地偏移。
9.如權(quán)利要求8所述的移動機器人，其中，所述輪框架包括主框架，用于支撐所述驅(qū)動輪；副框架，用于支撐所述后輪；鏈接構(gòu)件，用于將所述主框架和副框架鏈接；所述聯(lián)動鉸鏈部分設(shè)置在所述主框架的相對的端部之間；所述懸架部分結(jié)合到所述主框架，使得所述驅(qū)動輪設(shè)置在所述聯(lián)動鉸鏈部分和所述懸架部分之間。
10.如權(quán)利要求9所述的移動機器人，其中，所述機身框架包括支架蓋，所述懸架部分包括上支撐件，由設(shè)置在所述機身框架上的支架蓋支撐；下支撐件，由所述主框架可旋轉(zhuǎn)地支撐；彈性構(gòu)件，介于所述上支撐件和下支撐件之間；導(dǎo)向軸，沿著所述彈性構(gòu)件的延伸方向設(shè)置在所述上支撐件和下支撐件之間，以防止所述彈性構(gòu)件彎曲。
11.如權(quán)利要求10所述的移動機器人，其中，所述支架蓋從所述機身框架突起，并與所述下支撐件隔開預(yù)定距離。
12.如權(quán)利要求10所述的移動機器人，其中，所述機身框架包括輪蓋，所述支架蓋設(shè)置在可拆卸地結(jié)合到所述機身框架上的輪蓋上。
13.一種移動機器人，包括機身框架，具有形成在其前部的前輪和形成在其中部的軸；主框架，可轉(zhuǎn)動地連接到所述軸；驅(qū)動輪，可轉(zhuǎn)動地連接到所述主框架的第一端；后輪，連接到所述主框架的第二端，以設(shè)置在所述機身框架的后部。
14.如權(quán)利要求13所述的移動機器人，其中，所述第一端和第二端相對于所述軸互相相對地設(shè)置。
15.如權(quán)利要求13所述的移動機器人，其中，所述第一端低于所述軸，所述第二端高于所述軸。
16.如權(quán)利要求13所述的移動機器人，其中，所述第一端與所述軸隔開第一距離，所述第二端與所述軸隔開大于所述第一距離的第二距離。
17.如權(quán)利要求13所述的移動機器人，其中，所述前輪和后輪包括低于所述機身框架的基準(zhǔn)面的旋轉(zhuǎn)軸，所述軸被設(shè)置成高于所述基準(zhǔn)面。
18.如權(quán)利要求13所述的移動機器人，其中，沿著所述機身框架的行進方向依次設(shè)置所述前輪、驅(qū)動輪和后輪。
19.如權(quán)利要求13所述的移動機器人，其中，當(dāng)所述前輪被抬起時，所述前部被抬起，并且所述機身框架相對于所述主框架旋轉(zhuǎn)。
20.如權(quán)利要求13所述的移動機器人，其中，當(dāng)所述前輪和前部被抬起時，所述主框架相對于所述機身框架的軸旋轉(zhuǎn)。
21.如權(quán)利要求13所述的移動機器人，還包括懸架部分，連接在所述機身框架的另一中部和所述主框架的第三端之間，以相對于所述軸使所述主框架的第一端偏移。
22.如權(quán)利要求21所述的移動機器人，其中，所述第一端與所述軸隔開第一距離，所述第三端與所述軸隔開大于所述第一距離的另一距離。
23.一種移動機器人，包括機身框架，具有支撐在所述機身框架前部中的前輪和形成在所述機身框架中部的第一軸和第二軸；第一行進部分，具有第一輪框架，可轉(zhuǎn)動地連接到所述第一軸；第一驅(qū)動輪，可轉(zhuǎn)動地連接到所述第一輪框架的第一端；第一后輪，可轉(zhuǎn)動地連接到所述第一輪框架的第二端；第二行進部分，具有第二輪框架，可轉(zhuǎn)動地連接到所述第二軸；第二驅(qū)動輪，可轉(zhuǎn)動地連接到所述第二輪框架的第二端；第二后輪，可轉(zhuǎn)動地連接到所述第二輪框架的第二端；第一聯(lián)動部分，相對于所述第一軸可轉(zhuǎn)動地支撐所述第一輪框架；第二聯(lián)動部分，相對于所述第二軸可轉(zhuǎn)動地支撐所述第二輪框架。
24.一種移動機器人，包括機身框架，具有支撐在所述機身框架前部中的前輪和形成在所述機身框架中部軸；行進部分，具有輪框架，可轉(zhuǎn)動地連接到所述軸；驅(qū)動輪，可轉(zhuǎn)動地連接到所述輪框架的第一端；后輪，可轉(zhuǎn)動地連接到所述輪框架的第二端；聯(lián)動部分，連接到所述軸和所述輪框架，以相對于所述機身框架可轉(zhuǎn)動地支撐所述輪框架。
全文摘要
一種移動機器人，包括機身框架，具有沿著行進方向支撐在機身框架前部中的前輪；第一行進部分；第二行進部分；第一聯(lián)動鉸鏈部分，將第一輪框架可轉(zhuǎn)動地支撐到機身框架上以具有與行進方向垂直的方向上的第一鉸鏈軸線；第二聯(lián)動鉸鏈部分，與第一聯(lián)動鉸鏈部分獨立地將第二輪框架可轉(zhuǎn)動地支撐到機身框架上以具有與第一聯(lián)動鉸鏈部分相同方向的第二鉸鏈軸線。所述第一行進部分具有第一驅(qū)動輪，沿著行進方向驅(qū)動；第一后輪，設(shè)置在第一驅(qū)動輪的后側(cè)；第一輪框架，支撐第一驅(qū)動輪和第一后輪。所述第二行進部分具有第二驅(qū)動輪，沿著行進方向與第一驅(qū)動輪獨立地驅(qū)動；第二后輪，設(shè)置在第二驅(qū)動輪的后側(cè)；第二輪框架，支撐第二驅(qū)動輪和第二后輪。
文檔編號B62D61/00GK1974244SQ20061016295
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者李演白, 梁守相, 金容載, 吳淵宅, 金廷勛 申請人:三星電子株式會社