從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，具體地涉及一種從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展可謂是日新月異，目前機(jī)器人領(lǐng)域中用于偵查、探險(xiǎn)及科研較多的還是地面移動(dòng)機(jī)器人，在地面移動(dòng)機(jī)器人中應(yīng)用最廣泛的主要有腿臂式和輪式兩種，而輪式機(jī)器人按其輪子動(dòng)力來(lái)源又可分為主動(dòng)輪式機(jī)器人和從動(dòng)輪式機(jī)器人。
[0003]從動(dòng)輪式機(jī)器人作為輪式機(jī)器人的一個(gè)分類，由于兼具輪式快速高效的特點(diǎn)及輪軸無(wú)需電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，而逐漸成為國(guó)內(nèi)外研宄人員所關(guān)注的研宄熱點(diǎn)。
[0004]現(xiàn)有的典型的從動(dòng)輪式機(jī)器人如Roller-Walk、四輪溜冰機(jī)器人和仿人溜冰機(jī)器人等，由于機(jī)器人控制的自由度較多，在實(shí)現(xiàn)輪式滑行時(shí)運(yùn)動(dòng)控制比較復(fù)雜，很難以簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)全向移動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人，只需要控制機(jī)器人腿臂繞固定軸往復(fù)擺動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)滑行運(yùn)動(dòng)，四條腿臂中任意一個(gè)運(yùn)動(dòng)都可以提供動(dòng)力，通過(guò)改變四條腿臂的旋轉(zhuǎn)方向可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的任意方向移動(dòng)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人，包括基座，所述基座下方設(shè)置有M條腿臂，其中M ^ 3的正整數(shù)，所述基座上固定設(shè)置有M個(gè)電機(jī)，用以驅(qū)動(dòng)與所述M個(gè)電機(jī)——對(duì)應(yīng)的M條腿臂，每條所述腿臂包括桿部，輪架，以及與輪架的一端樞接的輪子，所述輪架的另一端與所述桿部的一端相連接，能夠以桿部的一端為軸旋轉(zhuǎn)，所述桿部的另一端與電機(jī)的輸出軸直接或間接連接，所述桿部的軸線相對(duì)于地面傾斜；通過(guò)控制每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，使得所述M條腿臂的協(xié)調(diào)擺動(dòng)，M條腿臂設(shè)置成使得任意相鄰的兩條腿臂擺動(dòng)時(shí)不會(huì)因發(fā)生干涉而相互碰撞，以實(shí)現(xiàn)從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人朝各個(gè)方向的行走。
[0007]電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，是指電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的各個(gè)參數(shù)，如電機(jī)的正轉(zhuǎn)(順時(shí)針旋轉(zhuǎn))、反轉(zhuǎn)(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))、停轉(zhuǎn)間隔時(shí)間，旋轉(zhuǎn)速度，旋轉(zhuǎn)圈數(shù)等等。
[0008]進(jìn)一步，基座上設(shè)置有控制系統(tǒng)和感應(yīng)裝置，用以通過(guò)程序控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式。
[0009]較佳地，桿部的另一端通過(guò)減速器或其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與電機(jī)的輸出軸間接連接。
[0010]較佳地，輪子也可以替換為冰刀。通過(guò)這樣的設(shè)置，機(jī)器人可以在光滑的冰面上滑行。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明通過(guò)電機(jī)控制腿臂的擺動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)前進(jìn)或后退及轉(zhuǎn)彎動(dòng)作，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單；每條腿臂相互獨(dú)立，任意一個(gè)往復(fù)擺動(dòng)都可提供動(dòng)力，運(yùn)動(dòng)靈活性更強(qiáng)；通過(guò)控制腿臂的轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)任意方向的滑行運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明作為一種從動(dòng)輪式機(jī)器人，具有運(yùn)動(dòng)方式較簡(jiǎn)單和靈活的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人的立體示意圖；
圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人的主視示意圖；
圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人的俯視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0014]如圖1、圖2和圖3所示，一種從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人，包括基座1，基座I下方設(shè)置有四條腿臂，基座I上分別固定設(shè)置有四個(gè)電機(jī)3，用以驅(qū)動(dòng)與四個(gè)電機(jī)3—一對(duì)應(yīng)的四條腿臂2，其中每條腿臂3包括桿部21，輪架22，以及與輪架22的一端樞接的輪子23，輪架22的另一端與桿部21的一端相連接且以桿部21的一端為軸旋轉(zhuǎn)，桿部21的另一端與電機(jī)3的輸出軸直接或間接連接，桿部21的軸線相對(duì)于地面傾斜；通過(guò)控制每個(gè)電機(jī)3的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，使得所述四條腿臂的協(xié)調(diào)擺動(dòng)，四條腿臂設(shè)置成使得任意相鄰的兩條腿臂擺動(dòng)時(shí)不會(huì)因發(fā)生干涉而相互碰撞，以實(shí)現(xiàn)從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人朝各個(gè)方向的行走。
[0015]電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，是指電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的各個(gè)參數(shù)，如電機(jī)的正轉(zhuǎn)(順時(shí)針旋轉(zhuǎn))、反轉(zhuǎn)(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))、停轉(zhuǎn)間隔時(shí)間，旋轉(zhuǎn)速度，旋轉(zhuǎn)圈數(shù)等等。
[0016]基座I上設(shè)置有控制系統(tǒng)和感應(yīng)裝置，用以通過(guò)程序控制電機(jī)3的轉(zhuǎn)動(dòng)方式。
[0017]具體地，在本實(shí)施例中，如圖1所示，輪子23與地面的接觸點(diǎn)到腿臂2與電機(jī)3的軸線的延伸線與地面的交點(diǎn)的距離，也就是腿臂2在地面上擺動(dòng)半徑的長(zhǎng)度小于正方形基座I的邊長(zhǎng)的一半，這樣使機(jī)器人在各種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)下重心始終處于四個(gè)輪子與地面接觸點(diǎn)形成的四邊形內(nèi)，而保證機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。
[0018]輪子23通過(guò)銷釘副安裝在輪架22上，為了增加輪子23的滾動(dòng)靈活性，在兩者連接處增加了滾動(dòng)軸承；輪架22通過(guò)深溝球軸承與桿部21相連接，桿部21的結(jié)構(gòu)是一個(gè)彎曲的空心圓管，腿臂2擺動(dòng)時(shí)帶動(dòng)輪架22同時(shí)繞其連接軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)；四條腿臂分別對(duì)稱安裝在基座I的四個(gè)角處；四個(gè)電機(jī)3通過(guò)螺釘固定安裝在基座I的上表面上，如圖3所示，電機(jī)3的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)彈性聯(lián)軸器4與腿臂2固定連接，或者電機(jī)3的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)減速器及其他傳動(dòng)裝置而間接與腿臂2相連接。
[0019]本發(fā)明的輪子23也可以替換為冰刀。通過(guò)這樣的設(shè)置，機(jī)器人可以在光滑的冰面上滑行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人，其特征在于，包括基座，所述基座下方設(shè)置有M條腿臂，其中M ^ 3的正整數(shù)，所述基座上固定設(shè)置有M個(gè)電機(jī)，用以驅(qū)動(dòng)與所述M個(gè)電機(jī)一一對(duì)應(yīng)的M條腿臂，每條所述腿臂包括桿部，輪架，以及與輪架的一端樞接的輪子，所述輪架的另一端與所述桿部的一端相連接，能夠以桿部的一端為軸旋轉(zhuǎn)，所述桿部的另一端與電機(jī)的輸出軸直接或間接連接，所述桿部的軸線相對(duì)于地面傾斜；通過(guò)控制每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，使得所述M條腿臂的協(xié)調(diào)擺動(dòng)，M條腿臂設(shè)置成使得任意相鄰的兩條腿臂擺動(dòng)時(shí)不會(huì)因發(fā)生干涉而相互碰撞，以實(shí)現(xiàn)從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人朝各個(gè)方向的行走。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人，其特征在于，所述基座上設(shè)置有控制系統(tǒng)和感應(yīng)裝置，用以通過(guò)程序控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人，其特征在于，所述桿部的另一端與電機(jī)輸出軸直接連接或通過(guò)減速器與電機(jī)的輸出軸間接連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人，其特征在于，所述輪子替換為冰刀。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人，包括基座，所述基座下方設(shè)置有M條腿臂，其中M≥3的正整數(shù)，所述基座上固定設(shè)置有M個(gè)電機(jī)，用以驅(qū)動(dòng)與所述M個(gè)電機(jī)一一對(duì)應(yīng)的M條腿臂，每條所述腿臂包括桿部，輪架，以及與輪架的一端樞接的輪子，所述輪架的另一端與所述桿部的一端相連接，能夠以桿部的一端為軸旋轉(zhuǎn)，所述桿部的另一端與電機(jī)的輸出軸直接或間接連接，所述桿部的軸線相對(duì)于地面傾斜；通過(guò)控制每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，使得所述M條腿臂的協(xié)調(diào)擺動(dòng)，M條腿臂設(shè)置成使得任意相鄰的兩條腿臂擺動(dòng)時(shí)不會(huì)因發(fā)生干涉而相互碰撞，以實(shí)現(xiàn)從動(dòng)輪式擺臂全向滑行機(jī)器人朝各個(gè)方向的行走。本發(fā)明具有運(yùn)動(dòng)方式較簡(jiǎn)單和靈活的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B62D57-028
【公開(kāi)號(hào)】CN104859744
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510238356
【發(fā)明人】徐子力, 黃智洪, 田華, 盧松, 王英權(quán), 楊文俊
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月12日