[发明专利]拥有自动平衡功能的可折叠履带式机器人底盘

说明书

技术领域

本发明属于机器人领域的一种机器人底盘。特别涉及一种拥有自动平衡功能的可折叠履带式机器人底盘。

背景技术

目前的机器人底盘有普通轮式、普通履带式及仿动物下肢三大类。普通轮式地盘越障能力较差，普通履带式地盘越障能力较强，但是上下陡坡时重心偏移较大，机器人重心不能太高。城市里地面空间有限，车站、楼梯、电梯及室内地面空间狭小，机器人身高如果不能较高，则无法装载较多货物，因此普通履带式底盘也不适用于城市机器人。仿动物下肢类底盘结构和控制复杂，成本高，难以实现大规模普及。综上所述目前三类机器人底盘均不适合城市中大规模普及应用。本设计是一种拥有自动平衡功能的可折叠履带式机器人底盘，结构、控制简单，越障能力强，并且适用于重心较高的机器人。

发明内容

本设计按照结构分上部机架，下部机架，折叠机架三部分机架。

上部机架固定安装机器人载货箱、电池等其他机身部分。

下部机架安装主运动履带轮及主运动履带。

折叠机架安装辅助履带轮及履带。

下部机架与折叠机架之间由销钉链接，由折叠机架定位驱动直线电机定位。通过折叠机架定位驱动直线电机的运动，折叠机架实现相对下部机架的叠起、放下运动。

上部机架与下部机架之间是自动平衡机构。自动平衡机构由运动副及直线电机构成。根据自动平衡机构中运动副和直线电机的不同，有两种方案。

方案一：上部机架与下部机架之间安装有万向固定块。

上部机架与万向固定块之间由销钉链接，由直线电机一定位。通过直线电机一的运动，上部机架与万向固定块实现上部机架相对万向固定块的左右摆动。

万向固定块与下部机架之间由销钉链接，由直线电机二定位。通过直线电机二的运动，万向固定块与下部机架实现万向固定块相对下部机架的俯仰摆动。

方案二：上部机架与下部机架之间由球副链接，由直线电机三、直线电机四定位。根据三个不在同一条直线上的点确定一个平面的原理，球副所在点位置不变，通过直线电机三、直线电机四运动，使上部机架与下部机架在空间上确定不同夹角，即上部机架相对与下部机架实现前后俯仰、左右摆动及其他复合角度的倾斜。

在上述方案一和方案二中，直线电机一、直线电机二、直线电机三、直线电机四、折叠机架定位驱动直线电机根据结构设计需要，选择普通的直线电机、液压缸、丝杠电机、齿轮齿条传动电机等直线驱动机构之中的一种。

附图说明

附图1为本设计方案一机构运动简图侧视图。

附图2为本设计方案一机构运动简图后视图。

附图3为本设计方案二空间机构运动简图。

其中1为上部机架，2为下部机架，3为主运动履带轮，4为折叠机架，5为折叠机架定位驱动直线电机，6为辅助履带轮，7为直线电机一，8为直线电机二，9为万向固定块，10为直线电机三，11为直线电机四，12为空间球副。

具体实施方式

按照如上所述的方式连接各机构，各部分。

平时工作时通过机器人对重心的计算，控制自动平衡机构中的直线电机；即方案一控制直线电机一、直线电机二；方案二控制直线电机三、直线电机四；实现上部机架及机器人其他部机身的重心位于下部机架的中心，从而实现机器人在不同斜面上机身的稳定。

上、下楼梯或遇到障碍物时，控制折叠机架定位驱动直线电机，将折叠机架放下一定角度，使折叠机架上的辅助履带搭在上一阶楼梯、下一阶楼梯或是障碍物上，提高越障能力。