[实用新型]摇杆式四轮机器人

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种摇杆式四轮机器人，属于移动机器人机构设计领域。

背景技术

具有摇杆结构的移动机器人是目前移动机器人领域研究的一个重要方向。美国研制的Rock系列和FIDO等大量行星探测机器人的原理样机及成功登陆火星的“索杰纳”、“勇气号”等火星车均采用了6轮独立驱动的摇杆悬架式移动系统。目前的摇杆悬架式移动系统的车轮驱动电机大多与车轮同轴心联接，这样电机会伸出轮子，在复杂的地面上移动时容易与障碍物碰撞。6轮独立驱动的摇杆悬架式机器人不易采用差速转向，因此需要采用独立的转向电机实现机器人的转向，因此结构复杂。而具有摇杆悬架结构的四轮机器人可以方便的实现差速转向，从而可以使得机器人结构简单。目前的摇杆悬架式轮式机器人多采用rocker-bogie的摇杆机构，且采用连杆机构连接左右两侧摇杆，以保持机器人的平衡。该连杆平衡机构一般布置在机器人主体机壳的外面，这样给机器人的结构设计带来了不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述的问题，提供一种结构简单、四轮独立驱动的摇杆式四轮机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型由主箱体、差动平衡器、左右两摇杆以及轮子构成，差动平衡器的壳体固联在机器人主箱体上，其两伸出轴支撑在与主箱体联接的轴座内，两伸出轴分别与设在主箱体两侧的两摇杆联接，且联接在两摇杆的联接节上；摇杆由两支腿、联接节与锥形齿轮换向器联接而成，两支腿呈一定夹角地联接在联接节上，支腿末端联接有锥形齿轮换向器；支腿呈筒状，支腿内设有减速电机，减速电机轴与支腿末端的锥形齿轮换向器的输入锥齿轮联接，轮子与联接在输出锥轮上的输出轴同轴线联接；支腿上端设有孔，减速电机的电源与控制电缆从孔中穿出，并通过设在机器人主箱体上的电缆引入装置引入机器人主箱体。

所述的锥形齿轮换向器由换向器壳以及换向器壳内的两个正交传动的输入锥形齿轮和输出锥形齿轮构成，输出轴与输出锥齿轮同轴线联接。

所述的差动平衡器为锥齿轮式差动平衡器，在其壳体内设有一对对称安装的半轴锥齿轮以及一对连接在连接轴上的锥齿轮，两半轴锥齿轮分别与两锥齿轮正交啮合，连接轴与壳体联接，所述的伸出轴即为半轴锥齿轮的轴。

采用以上技术方案，差动平衡器的壳体固联在机器人主箱体上，其伸出轴与两摇杆的联接节联接，两支腿、联接节及锥形齿轮换向器构成摇杆，轮子与支腿末端的锥形齿轮换向器联接，这样便构成了摇杆式四轮机器人。四个支腿内均设有减速电机，减速电机通过锥形齿轮换向器把动力传递给轮子，因此本实用新型为四轮独立驱动机器人。本实用新型采用了齿轮差动平衡器，该差动平衡器可以将左右摇杆的摆角进行线性平均，即与差动平衡器壳体固联的机器人主箱体的摆角为左右两摇杆摆角的和的一半，保证了机器人在复杂的地形上移动时，机器人主箱体的相对平衡，为机器人的控制、通讯与检测系统提供一个稳定的平台。

采用上述的方案，可以达到以下几点有益效果：(1)减速电机沿支腿纵向布置，可以防止电机与障碍物的碰撞；(2)采用了四轮独立驱动，可以采用差速转向，结构简单；(3)采用了齿轮式差分平衡器，其结构紧凑，机器人主箱体外，无需平衡连杆。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的立体结构图；

图2为本实用新型图1所示实施例的支腿的结构简图；

图3为本实用新型图1所示实施例的差动平衡器的结构简图；

图4为本实用新型实施例二的支腿的结构简图；

图中：1-主箱体 2-差动平衡器 3-摇杆 4-轮子 4a-分离的轮子 4b-分离的轮子 5-伸出轴 6-壳体 7-轴座 8-联接节 9-支腿 10-锥形齿轮换向器 11-电缆12-电缆引入装置 13-减速电机 14-输入锥齿轮 15-输出锥齿轮 16-输出轴 17-换向器壳体 18-半轴锥齿轮 19-锥齿轮 20-连接轴

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说明。