从动轮式变形滑行机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种从动轮式变形滑行机器人。它包括球轮、车体、驱动电机、联轴器a、摆臂、控制电机、联轴器b、倾斜轴、倾斜轴轴座、从动轮轮架和从动轮；所述球轮与车体固定连接；所述摆臂水平放置，摆臂头部与车体转动连接，其尾部与倾斜轴轴座转动连接；所驱述动电机与车体固定连接，并通过所述联轴器a与摆臂固定连接；所述控制电机与摆臂固定连接，并通过联轴器b与倾斜轴轴座固定连接；所述从动轮轮架通过倾斜轴与倾斜轴轴座转动连接；所述从动轮与从动轮轮架转动连接；所述倾斜轴的轴心线与倾斜轴轴座竖直方向成一倾角。本发明专利技术具有机构简单的特点以及很强的趣味性，可用于娱乐表演，也可以作为非完整系统相关理论研究的验证平台。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人领域，具体涉及一种从动轮式变形滑行机器人。
技术介绍
大多数轮腿式机器人主要采用主动轮式结构，通过电机直接驱动车轮，并配合腿部的运动实现机器人的前进、后退、转弯等动作，这种结构形式会使得机器人腿部结构复杂，控制自由度较多，不利于机器人运动和控制的实现。从动轮式轮腿机器人通过调整腿部位姿，实现从动轮法向平面与机器人纵向对称面夹角的调节而获得前进动力，由于不需要在末端的从动滚轮安装驱动电机，可以有效简化机器人轮子部分结构设计，仅需控制少量自由度实现机器人的运动。目前，已经有采用从动轮的龙形车式轮腿机器人和蛇形机器人的研究，但运动形式单一，并且结构简单的多种运动形式的从动轮式轮腿机器人的研究还不多。
技术实现思路
针对
技术介绍
中现有从动轮式机器人技术现状，本专利技术的目的是提供一种从动轮式变形滑行机器人，属于从动轮式机器人的一种，具有运动形式多样且结构简单的特点。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种从动轮式变形滑行机器人，包括一对球轮、车体、一对驱动电机、一对联轴器a、一对摆臂、一对控制电机、一对联轴器b、一对倾斜轴、一对倾斜轴轴座、一对从动轮轮架和一对从动轮；其特征在于：所述球轮固定安装在车体下面；所述摆臂水平放置，摆臂头部与车体转动连接，其尾部与倾斜轴轴座转动连接；所述驱动电机固定安装在车体上面，其输出轴通过所述联轴器a与摆臂固定连接；所述控制电机固定安装在摆臂上面，其输出轴通过联轴器b与倾斜轴轴座固定连接；所述从动轮轮架通过倾斜轴与倾斜轴轴座转动连接；所述从动轮与从动轮轮架转动连接；所述倾斜轴的轴心线与倾斜轴轴座竖直方向成一倾角；用驱动电机驱动所述摆臂左右摆动，用控制电机控制倾斜轴轴座，从而实现机器人实现蛇式或蛙式运动。进一步地，所述摆臂的摆角为α度，α≤180，当α小于θ度时，机器人呈蛙式运动；当θ≤α≤180时，机器人呈蛇式运动。较佳地，θ为120。进一步地，所述机器人呈蛇式运动时，应保持稳定性。较佳地，采用在车体中间对称安装两个球轮。进一步地，所述从动轮为后偏置轮，当所述驱动电机无法驱动机器人运动时，所述控制电机可以改变从动轮的方向或提供动力，使运动轨迹更加灵活多样。本专利技术的工作原理如下：本专利技术通过电机驱动摆臂的摆动，当摆臂摆动时使从动轮偏离平衡位置，使其绕轴线偏转一定角度，由于安装轮架的倾斜轴轴座上的轴线与竖着方向存在倾角会使轮子有回到平衡状态的趋势，此两者的作用产生了轮子前进时所需要的静摩擦力。通过控制两个倾斜轴轴座上的电机调整安装从动轮轮架的倾斜轴轴座上的倾斜轴方向以适应机器人呈蛙式运动或蛇式运动。通过调节摆臂的摆角、角速度控制机器人的运动方向和速度。与现有技术相比，本专利技术具有如下突出的实质性特点和显著的优点：本专利技术通过电机驱动摆臂的左右摆动，同时通过控制两个倾斜轴轴座上的电机调整倾斜轴轴座上的倾斜轴方向，可以实现不同的运动形式。本专利技术作为一种新的组合运动形式机器人，属于从动轮式机器人，具有机构简单的特点。此外，本专利技术通过摆臂的变化以调节从动轮摆动从而获得前进动力。本专利技术的机器人有很强的趣味性，可用于娱乐表演，也可以作为非完整系统相关理论研究的验证平台。附图说明图1是本专利技术的从动轮式变形滑行机器人的蛙式运动状态立体示意图。图2是本专利技术的从动轮式变形滑行机器人的蛇式运动状态立体示意图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术优选实施例中的技术方案进行完整地描述。如图1、图2所示，从动轮式变形滑行机器人，包括一对球轮1、车体2、一对驱动电机3、一对联轴器a4、一对摆臂5、一对控制电机6、一对联轴器b7、一对倾斜轴8、一对倾斜轴轴座9、一对从动轮轮架10和一对从动轮11；所述球轮1与车体2固定连接；所述摆臂5水平放置，摆臂5头部与车体2转动连接，其尾部与倾斜轴轴座9转动连接；所驱述动电机3与车体2固定连接，并通过所述联轴器a4与摆臂5固定连接；所述控制电机6与摆臂5固定连接，并通过联轴器b7与倾斜轴轴座9固定连接；所述从动轮轮架10通过倾斜轴8与倾斜轴轴座9转动连接；所述从动轮11与从动轮轮架10转动连接；所述倾斜轴8的轴心线与倾斜轴轴座9竖直方向成一倾角；用驱动电机3驱动所述摆臂5左右摆动，用控制电机6控制倾斜轴轴座，从而实现机器人实现蛇式或蛙式运动。所述摆臂5的摆角为α度（α≤180），当α小于θ时，机器人呈蛙式运动；当θ≤α≤180时，机器人呈蛇式运动。本实施例中，θ为120度。所述机器人呈蛇式运动时，应保持稳定性。本实施例中采用在车体2中间对称安装两个球轮1。所述从动轮11为后偏置轮，当所述驱动电机3无法驱动机器人运动时，所述控制电机6可以改变从动轮11的方向或提供动力，使运动轨迹更加灵活多样。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从动轮式变形滑行机器人，包括一对球轮（1）、车体（2）、一对驱动电机（3）、一对联轴器a（4）、一对摆臂（5）、一对控制电机（6）、一对联轴器b（7）、一对倾斜轴（8）、一对倾斜轴轴座（9）、一对从动轮轮架（10）和一对从动轮（11）；其特征在于：所述球轮（1）固定安装在车体（2）下面；所述摆臂（5）水平放置，摆臂（5）头部与车体（2）转动连接，其尾部与倾斜轴轴座（9）转动连接；所述驱动电机（3）固定安装在车体（2）上面，其输出轴通过所述联轴器a（4）与摆臂（5）固定连接；所述控制电机（6）固定安装在摆臂（5）上面，其输出轴通过联轴器b（7）与倾斜轴轴座（9）固定连接；所述从动轮轮架（10）通过倾斜轴（8）与倾斜轴轴座（9）转动连接；所述从动轮（11）与从动轮轮架（10）转动连接；所述倾斜轴（8）的轴心线与倾斜轴轴座（9）竖直方向成一倾角；用驱动电机（3）驱动所述摆臂（5）左右摆动，用控制电机（6）控制倾斜轴轴座（9），从而实现机器人实现蛇式或蛙式运动。

【技术特征摘要】
1.一种从动轮式变形滑行机器人，包括一对球轮（1）、车体（2）、一对驱动电机（3）、一对联轴器a（4）、一对摆臂（5）、一对控制电机（6）、一对联轴器b（7）、一对倾斜轴（8）、一对倾斜轴轴座（9）、一对从动轮轮架（10）和一对从动轮（11）；其特征在于：所述球轮（1）固定安装在车体（2）下面；所述摆臂（5）水平放置，摆臂（5）头部与车体（2）转动连接，其尾部与倾斜轴轴座（9）转动连接；所述驱动电机（3）固定安装在车体（2）上面，其输出轴通过所述联轴器a（4）与摆臂（5）固定连接；所述控制电机（6）固定安装在摆臂（5）上面，其输出轴通过联轴器b（7）与倾斜轴轴座（9）固定连接；所述从动轮轮架（10）通过倾斜轴（8）与倾斜轴轴座（9）转动连接；所述从动轮（11）与从动轮轮架（10）转动连接；所述倾斜轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐子力，黄智洪，杨文俊，卢松，徐伟萍，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31