[发明专利]双轮滚动爬行混合运动装置

说明书

技术领域

本发明涉及双轮滚动装置，更具体地说，涉及一种能够攀越障碍物的双轮滚动爬行混合运动装置。

背景技术

移动机器人及移动装置在各行各业有着广阔的应用，其中采用轮式移动具有低成本、机构和控制简单、移动高速稳定、高能量利用率等优点。现有轮式移动装置大都以四轮传动机构作为动力系统，其劣势在于系统的占地面积较大、转弯半径较大、行动不灵活。因此，研究方向趋于向双轮式发展。

但双轮式移动装置也有一些缺陷，一方面是采用双轮式结构，其平衡性差，很难保持整机在竖直方向的平衡，另一方面是双轮式结构缺少支点，攀爬、越障碍的能力差。这两方面的缺陷大大限制了双轮式移动装置的应用。针对双轮式存在的平衡问题，国内外研究者通过一系列复杂的传感器、陀螺回旋阵列装置、计算机控制系统、测距仪等系统在某种程度上来说在平衡问题上取得了一定进展，但越障能力依然没有得到解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述现有技术的双轮式移动装置越障能力差的缺陷，提供一种能够翻越障碍的双轮滚动爬行混合运动装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种双轮滚动爬行混合运动装置，包括在驱动下可进行位移的双轮式行走部、与所述行走部连接而随其同步位移的越障爪部，还包括控制所述越障爪部伸缩的传动部。

在本发明所述的双轮滚动爬行混合运动装置中，所述行走部包括左轮组件和右轮组件，所述左轮组件和右轮组件均包括输出转动力矩的驱动机构、将所述转动力矩转化为转速的变速机构、与所述变速机构连接且以所述转速同步转动的轮轴、装在所述轮轴上绕其转动的轮盘。

在本发明所述的双轮滚动爬行混合运动装置中，所述左轮组件与右轮组件的两个驱动机构独立运行。

在本发明所述的双轮滚动爬行混合运动装置中，所述驱动机构为驱动电机。

在本发明所述的双轮滚动爬行混合运动装置中，所述越障爪部包括第一关节臂和第二关节臂，所述第一关节臂一端与所述行走部连接，另一端与所述第二关节臂通过枢轴连接且置于地面上。

在本发明所述的双轮滚动爬行混合运动装置中，所述第二关节臂具有可钩抓在障碍物上的爪形末端。

在本发明所述的双轮滚动爬行混合运动装置中，所述传动部装在所述第一关节臂上，并与所述第一、第二关节臂构成四连杆机构。

在本发明所述的双轮滚动爬行混合运动装置中，所述传动部包括装在所述第一关节臂上的舵机、装在所述舵机上随其轴转动的转盘以及一端与所述转盘上一位置点球状旋转铰接、另一端与所述第二关节臂球状旋转铰接的连杆。

在本发明所述的双轮滚动爬行混合运动装置中，还包括位于所述行走部之上的承载物件的承载部。

在本发明所述的双轮滚动爬行混合运动装置中，还包括控制所述行走部和传动部的/或运行状态的控制模块。

实施本发明的双轮滚动爬行混合运动装置，具有以下有益效果：双轮式行走部在一定的驱动下可实现平地行走，而当遇到障碍物如土坡时，行走部减速，越障爪部在惯性下倒向前方障碍物且其末端爪可抓紧在障碍物上，传动部动作将行走部向越障爪部末端拉近，从而带动整个装置越过障碍物而到达越障爪部末端所在位置，加速行进，则越障爪部受惯性而倒在行走部后方，而不影响行走部的正常前行。

同时，优选的第一、第二关节臂所构成的越障爪部结构简单，可伸可缩，在正常行进时收缩而减小空间体积，抓障碍物时则伸长以抓牢障碍物；

另外，优选的曲柄连杆机构，采用最简单的传动方式以节省的空间体积，可实现第一、第二关节臂的大角度开合；

进一步地，本发明的行走部、传动部和越障爪部均可配合利用传感器、控制电路、遥控技术等多个控制模块，实现对三者运行状态的精确控制，增强双轮滚动爬行混合运动装置的智能化。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明双轮滚动爬行混合运动装置的优选实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例自中间向右轮组件看去的侧视图；

图3a是图1所示实施例在行走时的结构图；

图3b显示图3a所示实施例减速时越障爪部抬起；

图3c显示越障爪部勾抓住障碍物；

图3d显示传动部运行使行走部沿障碍物行进以向越障爪部末端靠近；

图3e显示装置越过障碍物。

附图中各标号对应名称为：