[发明专利]一种多功能越障机器人

权利要求书

1.一种多功能越障机器人，其特征在于，包括：

车架；

驱动电机，其固定在车架上；

驱动行星轮组和从动行星轮组，所述驱动行星轮组对称布设在车架前端两侧，由驱动电机驱动；所述从动行星轮组对称安装在车架后端两侧；其中，所述行星轮组包括：

内行星架，其包括至少二个向外延伸的支脚，并且朝向所述驱动电机的一侧上设置太阳齿轮和行星齿轮，另一侧面上设置中心链轮和多个行星链轮；以及

所述太阳齿轮，其通过第一轴可旋转固定在所述内行星架上，所述电机输出轴连接所述太阳齿轮；

所述行星齿轮，其通过第二轴可旋转固定在所述内行星架上，并且和所述太阳齿轮啮合；

所述中心链轮，其固定在所述第二轴上，所述中心链轮和所述行星齿轮共同旋转；

所述多个行星链轮，其一一对应的可旋转的设置在所述支脚的外端；

链条，其与所述中心链轮和所述多个行星链轮同时啮合；

行进轮，其分别和所述多个行星链轮同轴固定，并且和所述多个行星链轮共同旋转；

所述车架还包括转向系统，其连接在车架后部，包括转向电机和折腰式转向单元，所述转向电机驱动折腰式转向单元相对于车架倾斜一定角度，从而实现转向；其中，所述从动行星轮组对称安装在转向系统两侧；所述折腰式转向单元包括：

导轨，其横向固定在车架上；

滑块，其套设在导轨上并能够沿导轨滑动；

转向齿条，其与转向电机啮合，并且固定连接滑块，所述转向齿条在转向电机驱动下带动滑块沿导轨移动；

连杆机构，包括纵杆、第一横杆和第二横杆，纵杆前端可旋转连接滑块，纵杆后端分别铰接在第一横杆和第二横杆的中心点，第一横杆和第二横杆平行设置且其两端铰接转向臂；

所述转向臂的前端铰接在车架后端；

其中，当纵杆前端在滑块带动下沿导轨移动，其带动第一横杆和第二横杆横向移动，从而带动转向臂与车架倾斜一定角度，实现从动行星轮组转向。

2.如权利要求1所述的多功能越障机器人，其特征在于，所述驱动电机连接差速器，所述差速器输出两个动力轴连接车架两侧的驱动行星轮组。

3.如权利要求1或2所述的多功能越障机器人，其特征在于，所述车架还包括载物台，其固定在车架上，用于承载物品。

4.如权利要求2所述的多功能越障机器人，其特征在于，还包括控制系统，其包括：

扭矩传感器，其安装在驱动电机输出轴上，所述扭矩传感器测量驱动电机的扭矩；

转速传感器，其分别安装在差速器的所述两个动力轴上，用于检测两个动力轴的转速；

信号接收发射机，其连接扭矩传感器和转速传感器，所述信号接收发射机接收扭矩传感器和转速传感器的信号；

控制器，其连接信号接收发射机、驱动电机和转向电机，所述控制器接收信号接收发射机的信号并控制转向电机和驱动电机；以及

电子调速器，其连接控制器，所述电子调速器调节驱动行星轮组的行进速度。

5.如权利要求4所述的多功能越障机器人，其特征在于，所述驱动电机为伺服电机，控制器通过信号接收发射机接收扭矩传感器的信号，并控制驱动电机的输出扭矩。

6.如权利要求5所述的多功能越障机器人，其特征在于，所述电子调速器连接驱动电机的电源，其通过调节电源调节驱动行星轮组的行进速度。

7.如权利要求6所述的多功能越障机器人，其特征在于，所述驱动行星轮组遇到障碍行进轮与地面打滑时，为保证驱动行星轮组公转越障，控制器控制电机的实时扭矩T′满足：

其中，θ为行走轮之间夹角，k为驱动行星轮组传动比，η为驱动 行星轮组的机械效率；m为驱动行星轮组的质量，f为行进轮与地面的动摩擦系数，R为行星轮系的旋转半径。

8.如权利要求6所述的多功能越障机器人，其特征在于，所述驱动行星轮组遇到障碍而轮与地面没有相对运动，为驱动行星轮组公转越障，控制器控制电机的实时扭矩T′满足；

其中，θ为行走轮之间夹角，k为驱动行星轮组传动比，η为驱动行星轮组的机械效率；m为驱动行星轮组的质量，f为行进轮与地面的动摩擦系数，R为行星轮系的旋转半径。