一种变位驱动机构及变姿态移动机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种变位驱动机构及变姿态移动机器人。变姿态移动机器人包括底座及变位驱动机构。变位驱动机构包括两个驱动件、至少三个支脚、及驱动装置，两个驱动件沿一中心轴排布，至少三个支脚环绕驱动件排布，各支脚上远离中心轴的一端设置有全向轮，各支脚均同时转动连接于两个驱动件，且两个驱动件连接至支脚长度方向上相异位置处；驱动装置连接于驱动件，用以驱动两个驱动件沿中心轴相互靠近或远离。通过两个驱动件的相对移动实现支脚的摆动，驱动件较小位移即可实现全向轮的较大幅度移动，使得整体结构紧凑；利用全向轮可以实现多个自由度运动，且全向轮的位置变化可以实现对不同部件的运动控制，采用较少驱动器即可，降低成本。

A variable position drive mechanism and a variable position mobile robot

The invention discloses a displacement driving mechanism and a variable position mobile robot. A variable position mobile robot comprises a base and a variable position drive mechanism. A driving mechanism comprises two driving parts, at least three feet, and the driving device, two driving along a central axis arrangement, at least three feet around the driving member arranged on one end of each feet away from the central axis is arranged on the omni wheel, the leg was also connected with the two a drive member, and the two drive member is connected to a different position of leg length direction; the driving device is connected to the driver, to drive the two drive elements near each other along the central axis or away from. The two drive member relative movement to achieve leg swing, driving a small displacement can be achieved greatly mobile omnidirectional wheel, making the overall structure is compact; the omnidirectional wheel can realize the multi degrees of freedom movement, position change and omni-directional wheel can realize the control of the different parts of the movement, with less drive. Reduce the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种变位驱动机构及变姿态移动机器人
本专利技术涉及机器人领域，尤其涉及一种变位驱动机构及变姿态移动机器人。
技术介绍
当前流行桌面机器人基本采用云台设计方式，实现头部俯仰及水平旋转，通常结构紧凑但工作区间有限，应用场景固定。这类只依靠云台调节姿态的产品，无法实现机器人整体的平面移动。对于多自由度机器人系统，通常每个自由度都需要配置一个驱动器。如果桌面机器人需要调节姿态并平面移动，则需要设计移动底盘再叠加云台来实现。然而，采用在移动底盘上装云台这种设计常常存在部分驱动器使用率不高，例如装有底盘的可移动桌面机器人通常被放在桌子上不移动。因此，如何利用少量驱动器实现复杂多自由度系统对机构设计是尚待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种变位驱动机构及变姿态移动机器人，其可以利用少量驱动器实现多自由度运动，结构紧凑，降低成本。一方面，本专利技术实施例提供了一种变位驱动机构，包括两个驱动件、至少三个支脚、及驱动装置，两个所述驱动件沿一中心轴排布，所述至少三个支脚环绕所述驱动件排布，各所述支脚上远离所述中心轴的一端设置有全向轮，各所述支脚均同时转动连接于两个所述驱动件，且两个所述驱动件连接至所述支脚长度方向上相异位置处；所述驱动装置连接于所述驱动件，用以驱动两个所述驱动件沿所述中心轴相互靠近或远离。其中，两个所述驱动件分别为固定件及活动件，所述固定件相对所述底座固定设置，所述活动件连接于所述驱动装置，并在所述驱动装置的带动下沿所述中心轴移动。其中，所述活动件与所述支脚之间设置有滑动结构，所述滑动结构用于使所述活动件与所述支脚能够同时相对滑动及转动；所述滑动结构包括滑槽及滑动销轴，所述滑槽设置于所述活动件或所述支脚，相应所述滑动销轴设置于所述支脚或所述活动件，所述滑动销轴滑动穿设所述滑槽，以使所述滑动销轴能够靠近及远离所述中心轴移动；或者，所述活动件上设置有摇杆，所述摇杆的两端分别转动连接于所述支脚与活动件。其中，所述活动件连接至所述支脚长度方向的中间位置，所述固定件连接至所述支脚上靠近所述中心轴的一端；或者，所述固定件连接至所述支脚长度方向的中间位置，所述活动件连接至所述支脚上靠近所述中心轴的一端。其中，所述驱动装置包括丝杆及驱动电机，所述丝杆沿所述中心轴设置，所述丝杆绕自身轴向转动连接于所述固定件，所述活动件上设置有与所述丝杆相配合的螺纹孔，所述丝杆螺纹连接于所述螺纹孔，所述驱动电机传动连接于所述丝杆，以带动所述丝杆绕自身轴向转动，进而带动所述活动件沿所述丝杆移动；或者，所述驱动装置为气缸，所述气缸固定于所述固定件，所述气缸的活塞与所述活动件固定连接，所述气缸的活塞沿所述中心轴伸缩移动；或者，所述驱动装置包括驱动电机、齿轮及齿条，所述齿条沿中心轴设置，所述齿条与活动件固定连接，所述齿轮与齿条相啮合，所述驱动电机固定于所述固定件，所述驱动电机传动连接于齿轮，以带动齿条直线移动。其中，两个所述驱动件均沿所述中心轴移动设置，以同时相互靠近移动或远离移动；所述驱动装置为两个，分别驱动两个所述驱动件移动；或者，所述驱动装置为一个，同时驱动两个所述驱动件移动。其中，在所述驱动装置为一个的情况下，所述驱动装置包括正反丝杆及驱动电机，两个所述驱动件分别螺纹连接至所述正反丝杆的两端，所述驱动电机传动连接于所述正反丝杆，用以驱动所述正反丝杆绕自身轴向转动。另一方面，本专利技术提供了一种变姿态移动机器人，包括底座及前述的变位驱动机构；所述变位驱动机构设置在所述底座内。其中，所述底座为壳体状；所述底座的底部为开口状，所述底座的顶部设置有顶板，所述顶板上与全向轮相对应的位置处设置有通孔。其中，所述变位驱动机构中的一个驱动板与所述底座固定连接；或者，所述底座的一部分形成一个所述驱动板。其中，所述变姿态移动机器人还包括主体，所述主体放置于所述底座上，所述主体具有一朝向所述底座的球形面。本专利技术实施例提供的变位驱动机构及变姿态移动机器人，底座内含有至少三个带全向轮的支腿，通过两个驱动件的相对移动实现支脚的摆动，驱动件较小位移即可实现全向轮的较大幅度移动，使得整体结构紧凑；利用全向轮可以实现多个自由度运动，且全向轮的位置变化可以实现对不同部件的运动控制，采用较少驱动器即可，降低成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术优选实施例提供的变姿态移动机器人的结构示意图；图2是图1中变姿态移动机器人中主体与底座分离时的结构示意图；图3是图1中变姿态移动机器人的变位驱动机构支撑于主体时轴向剖视图；图4是图1中变姿态移动机器人的变位驱动机构支撑于底座时轴向剖视图；图5是图3中变位驱动机构的立体示意图；图6是图5中变位驱动机构另一角度的示意图；图7是图6中变位驱动机构的轴向剖面图；图8是图4中变位驱动机构的立体示意图；图9是图8中变位驱动机构的轴向剖面图；图10是本专利技术另一实施例提供的变姿态移动机器人的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。参见图1-4，为本专利技术中优选实施例提供的一种变姿态移动机器人，包括主体100、底座200及变位驱动机构300，主体100放置于底座200上，变位驱动机构300设置于底座200内，变位驱动机构300能够支撑在底座200的下方，带动底座200及主体100进行移动，变位驱动机构300通过变位调节，可以抵接并支撑在主体100的下方，仅带动主体100动作。主体100可以作为用户交互界面或装载功能器件，例如可以设置有摄像头、微型投影仪、交互器件(显示屏、喇叭等)、传感器(摄像头、Mic阵列、惯性传感器件等)、处理器、电源等。主体独立可工作，不含有机械驱动机构，并且可以直接从底座200上取下。本实施例中，主体100装载有摄像头，当然在其他实施例中，如图10所示，主体还可以装载有人机交互界面的触控显示屏等。使用者可以根据需要替换成具有不同功能的主体100。主体100也可以为使用者自行购买的装饰品等物件。主体100可以为整体球形，以方便实现角度变化，主体100可以仅具有一朝向底座的球形面，例如仅主体100的底部为球形面，实现与变位驱动机构300的配合。利用球形面与全向轮的配合，可以实现主体200的动作变化。如图2-4所示，底座200为壳体状，以形成收容变位驱动机构300的空间。底座200的底部为开口状，以便将变位驱动机构300从底部装入到底座200内。底座200的顶部设置有顶板201，顶板201上与全向轮相对应的位置处设置有通孔202，以方便变位驱动机构300经过变位后能够通过通孔202突出于底座200的上表面，以便能够支撑在主体100的下方。如图5-图9所示，变位驱动机构300包括两个驱动件(分别为固定件3及活动件4)、至少三个支脚1、及驱动装置2。各支脚1均与同时两个驱动件转动配合，驱动装置2驱动两个驱动件相对靠近或远离运动，可以使得支脚1摆动，从而使得支脚1可以支撑在底座200的下方，并可以变位使得支脚1支撑在主体100的下方。两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变位驱动机构，其特征在于，包括两个驱动件、至少三个支脚、及驱动装置，两个所述驱动件沿一中心轴排布，所述至少三个支脚环绕所述驱动件排布，各所述支脚上远离所述中心轴的一端设置有全向轮，各所述支脚均同时转动连接于两个所述驱动件，且两个所述驱动件连接至所述支脚长度方向上相异位置处；所述驱动装置连接于所述驱动件，用以驱动两个所述驱动件沿所述中心轴相互靠近或远离。

【技术特征摘要】
1.一种变位驱动机构，其特征在于，包括两个驱动件、至少三个支脚、及驱动装置，两个所述驱动件沿一中心轴排布，所述至少三个支脚环绕所述驱动件排布，各所述支脚上远离所述中心轴的一端设置有全向轮，各所述支脚均同时转动连接于两个所述驱动件，且两个所述驱动件连接至所述支脚长度方向上相异位置处；所述驱动装置连接于所述驱动件，用以驱动两个所述驱动件沿所述中心轴相互靠近或远离。2.根据权利要求1所述的变位驱动机构，其特征在于，两个所述驱动件分别为固定件及活动件，所述固定件相对所述底座固定设置，所述活动件连接于所述驱动装置，并在所述驱动装置的带动下沿所述中心轴移动。3.根据权利要求2所述的变位驱动机构，其特征在于，所述活动件与所述支脚之间设置有滑动结构，所述滑动结构用于使所述活动件与所述支脚能够同时相对滑动及转动；所述滑动结构包括滑槽及滑动销轴，所述滑槽设置于所述活动件或所述支脚，相应所述滑动销轴设置于所述支脚或所述活动件，所述滑动销轴滑动穿设所述滑槽，以使所述滑动销轴能够靠近及远离所述中心轴移动；或者，所述活动件上设置有摇杆，所述摇杆的两端分别转动连接于所述支脚与活动件。4.根据权利要求2所述的变位驱动机构，其特征在于，所述活动件连接至所述支脚长度方向的中间位置，所述固定件连接至所述支脚上靠近所述中心轴的一端；或者，所述固定件连接至所述支脚长度方向的中间位置，所述活动件连接至所述支脚上靠近所述中心轴的一端。5.根据权利要求2所述的变位驱动机构，其特征在于，所述驱动装置包括丝杆及驱动电机，所述丝杆沿所述中心轴设置，所述丝杆绕自身轴向转动连接于所述固定件，所述活动件上设置有与所述丝杆相配合的螺纹孔，所述丝杆螺纹连接于所述螺纹孔，所述驱动电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁柯军，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44