[实用新型]基于群体作业的轮腿弹跳复合式移动机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人技术，尤其是涉及一种基于群体作业的轮腿弹跳复合式移动机器人。

背景技术

移动机器人自从五十年代初美国Barrett Electronicsgs公司研制出世界第一台自动引导车辆系统起，作为机器人学中的一个重要分支，在家庭服务、娱乐、科学考察、星际探索、军事武器、反恐防暴、公共安全等危险与恶劣环境中有着广阔的应用前景。

目前，在移动机器人的运动机构中，普遍采用轮式、履带式和腿式机构，轮式机器人具有结构简单、速度高和能耗低的优点，但是不适合于跨越像沟壑、台阶、楼梯等障碍，越障能力差；履带式机器人在松软、不平坦地形等自然环境中有着较高的穿越能力和良好的环境适应性，但存在摩擦阻力较大、能耗很高的缺点；腿式机器人具有较高的机动性，容易适应各种复杂地面环境，但机构与控制较为复杂。另外，相对于采用以上三种运动方式的移动机器人，弹跳机器人可以轻而易举地跃过与自身尺寸大小相当的障碍物或沟壑，甚至可以跃过数倍于自身尺寸的障碍物，因此更适合复杂和不可预测的环境。

发明内容

由于上述各种移动机器人机构的长处与不足，本实用新型的目的在于提供一种基于群体作业的轮腿弹跳复合式移动机器人，使之具有结构简单，活动灵活的特点，能适应各种复杂地形，能实现自复位功能和跳跃功能。

为实现这样的目的，本实用新型采用的技术方案是：

采用了主体为四轮车体，复合前后俩摆动轮腿且弹跳机构的结构形式。具体是在装有激光测距仪、声音传感器、加速度传感器和陀螺仪的车体上安装4个驱动轮，两个后车轮分别由装有第一、第二传感器的两个车轮驱动电机驱动，车轮驱动电机分别通过同步带与两个前车轮转动连接，驱动车体前方安装一个前摆动轮腿，其由装有第三传感器的前摆动轮腿驱动电机驱动，后方安装一个后摆动轮腿，其由装有第四传感器的后摆动轮腿驱动电机驱动，两个摆动轮腿能绕其所安装的轴自由摆动，末端分别装有车轮，车体底部与顶部开有为前、后摆动轮腿完全收回放置的槽，机器人上的CCD摄像头安装在具有俯仰、回转两个转动自由度的云台上，云台安装在可以升降的观测台上，观测台与车体之间通过两根支杆形成摆动平行四杆结构的升降机构，其中支杆由装有第五传感器的观测台升降电机通过两个传动齿轮驱动；当观测台放低时，可以恰好收回到车体前端的卡座里；在车体底部安装有弹跳机构。

本实用新型采用五台电机，其中两台主电机用于主驱动，实现机器人的前进、后退、转向等功能，两台摆动驱动电机分别驱动前后摆动轮腿，一台升降电机控制观测台的升降。

本实用新型具有的有益效果是：本实用新型的机器人由于采用了前后摆动轮腿，不但增加了越障能力，而且借助于后摆动轮腿，当机器人倾覆时能实现自复位功能，本实用新型中机器人底部安装的弹跳机构突破了一般地面移动机器人的限制，实现了飞跃越障功能，安装CCD摄像头的云台安装在可升降的观测台中，大大增加了机器人的视野，由于以上特点，本实用新型在野外自然环境下具备很高的环境适应性和越障能力。

附图说明

图1是本实用新型各机构伸出时的前视图；

图2是本实用新型反映内部传动机构(去掉顶盖，且后摆动轮腿伸出与观测台升起)的俯视图；

图3(b)是本实用新型各机构完全收回时的前视图，其中(a)是局部视图A所示的是弹跳机构的示意图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是本实用新型各机构完全收回时的俯视图；

图6是本实用新型各机构完全收回时的仰视图；

图7是本实用新型复位过程示意图；

图8是本实用新型越障过程示意图；

图9是本实用新型跨沟过程示意图；

图10是本实用新型飞跃过程示意图。

图中：1、车体；2、后摆动轮腿；3.1、3.2、3.3、3.4、车轮；4.1、4.2、支杆；5、后摆动轮腿车轮；6、云台；7、观测台；8、前摆动轮腿；9.1、9.2、弹跳机构；10、前摆动轮腿车轮；11、后摆动轮腿驱动电机；12、观测台升降驱动电机；13.1、13.2、车轮驱动电机；14.1、14.2、同步带；15、前摆动轮腿驱动电机；16.1、16.2、传动齿轮；17、弹跳机构电机；18、螺旋传动机构；19、弹簧；20、底板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。