[实用新型]一种移动机器人及其棘爪棘轮高弹力间歇运动装置

说明书

本实用新型公开了一种移动机器人及其棘爪棘轮高弹力间歇运动装置，属于机器人机械结构设计技术领域。本实用新型包括曲柄和箱体，曲柄伸出箱体，所述的箱体内部设置阻力单元一、阻力单元二及阻力切换单元；阻力单元一和阻力单元二分设于曲柄的两侧，其中：阻力单元一、阻力单元二分别为曲柄不同角度范围内逆时针运动提供阻力，阻力切换单元在曲柄转动到对应位置时控制阻力单元一或阻力单元二动作。本实用新型实现了分段控制的效果，在移动机器人上坡或下坡时，保证了机器人的平衡，实现了机器人在不同地形的运动。

技术领域

本实用新型属于机器人机械结构设计技术领域，更具体地说，涉及一种移动机器人及其棘爪棘轮高弹力间歇运动装置。

背景技术

移动机器人的行走方式包括轮式、足式、履带式以及混合式。轮式机器人具有运行速度快、结构简单等优点，但轮式机器人越障能力较差。足式机器人越障能力强，但结构和控制系统复杂。履带式机器人重心低，越障能力强，但其速度通常比较慢。轮腿式机器人相比于轮式、腿式以及履带式机器人，结构和控制简单，运行速度快，越障能力强等综合优点。且采用欠驱动行走机构的轮腿式机器人不仅具有上述优点，而且在实际使用中表现出很高的性能稳定性。轮腿式机器人也存在自身的一些缺点，如车体重心较高，机器人下楼梯或者过壕沟时，容易出现倾覆现象。

目前，很多国家的高校或研究机构对欠驱动轮腿式机器人有深入的研究，如瑞士申请的专利WO01/53145A1，该申请案提供的机器人的行走机构包括：布置于机器人前端的双曲柄攀爬机构，对称分布于车体两侧的平行四边形爬升机构，固接于车体后端的平衡机构。设置于机器人本体前段的双曲柄攀爬机构上安装有弹簧，由于双曲柄机构的偏转角较大，故弹簧弹力的变化范围较大，但在机器人下台阶时双曲柄机构往下偏转，此时弹簧形变量较小，所能提供的弹力也较小，不利于提高机器人下台阶的稳定性。

经检索，中国专利号ZL 201210367066.5，发明创造名称为：复位机构及其自平衡电动两轮机器人转向装置；该申请案公开了一种复位机构，包括机架、转轴、齿轮、齿条、齿条复位装置和齿条限位装置。齿轮套设在转轴上，并与齿条啮合；齿条的背面设有第一限位部和第二限位部；齿条复位装置包括弹性元件以及第三限位部和第四限位部。齿条限位装置用于支撑齿条和弹性元件。当转轴和齿条均处于初始位置时，第一限位部与第三限位部相对，第二限位部与第四限位部相对，弹性元件的一端抵靠第一限位部和第三限位部，另一端抵靠第二限位部和第四限位部。该申请案通过齿轮和齿条实现转轴的复位，在操作者撤销施加给自平衡电动两轮机器人的转向装置的转动力矩后，能够使自平衡电动两轮机器人的转向装置自动复位到初始位置。但该申请案应用场景较单一，推广应用性不强。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有移动机器人下楼梯或者过壕沟时，容易出现倾覆现象的问题，提供了一种移动机器人及其棘爪棘轮高弹力间歇运动装置；本实用新型提供的高弹力间歇运动装置能应用在移动机器人的双曲柄结构上，可以在曲柄被动的转动时，间歇提供均匀的阻力，有助于移动机器人保持平衡状态。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种棘爪棘轮高弹力间歇运动装置，包括曲柄和箱体，曲柄伸出箱体，所述的箱体内部设置阻力单元一、阻力单元二及阻力切换单元；阻力单元一和阻力单元二分设于曲柄的两侧，其中：阻力单元一、阻力单元二分别为曲柄不同角度范围内逆时针运动提供阻力，阻力切换单元在曲柄转动到对应位置时控制阻力单元一或阻力单元二动作。

更进一步地，所述的阻力单元一包括第一齿轮、第二齿轮和第一齿条，第一齿轮和第二齿轮啮合传动，第一齿条和第二齿轮啮合传动，第一齿条活动套设在箱体内部设置的滑槽中，该滑槽中设置第一齿条弹簧，第一齿条弹簧一端与第一齿条固接，另一端连接滑槽内壁。

更进一步地，所述的第一齿轮为不完全齿轮。