一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘制造技术

一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘，前轮支腿顶端铰接在底盘框架顶部下方，前行走轮设在前轮支腿底端；伸缩驱动缸水平固装在底盘框架顶部下方，伸缩驱动缸位于前轮支腿后方且活塞杆朝前；导轨水平固装在底盘框架顶部下方，伸缩驱动缸位于两根导轨中部，滑块设在导轨上，伸缩驱动缸的活塞杆前端铰接在滑块上；连杆一端铰接在滑块上，另一端铰接在前轮支腿中部；后轮支腿顶端铰接在滑块上，后行走轮设在后轮支腿顶端，滑座设在后轮支腿上且可沿后轮支腿直线移动，滑座铰接在底盘框架上；底盘框架最前端装有辅助支撑轮；初始状态时，前轮支腿处于直立状态，后轮支腿处于倾斜状态；前轮支腿和后轮支腿的前部均装有测距传感器。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘
本专利技术属于移动机器人
，特别是涉及一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘。
技术介绍
随着科技水平的不断发展，移动机器人在国民生产生活中的应用越来越广泛，例如各类的竞赛机器人、搬运机器人、清洁机器人以及服务机器人等，由于生活场景中的地形并非一贯的平坦，对于机器人的越障性能便提出了更高要求。目前，移动机器人的底盘形式主要包括履带式、轮式、仿生腿式、轮腿配合式及无肢仿生式等，而在许多应用场景下，移动机器人拥有越障能力是非常重要的，但上述底盘形式普遍存在越障结构复杂的情况，而复杂的越障结构必然会提高移动机器人的制造成本，同时也会降低移动机器人的实用性。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘，采用了不同于现有越障结构的底盘形式，并且具备了越障结构简单、制造成本低、实用性强的特点，可以作为独立产品应用到不同类型的移动机器人之中，并使移动机器人具备了快速上台阶能力。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘，包括底盘框架、前轮支腿、前行走轮、后轮支腿、后行走轮、伸缩驱动缸、导轨、滑块、连杆及滑座；所述前轮支腿的顶端铰接在底盘框架顶部下方，所述前行走轮设置在前轮支腿的底端；所述伸缩驱动缸水平固装在底盘框架顶部下方，伸缩驱动缸位于前轮支腿后方，伸缩驱动缸的活塞杆朝前；所述导轨水平固装在底盘框架顶部下方，导轨采用平行双轨结构，所述伸缩驱动缸位于两根导轨的中部，伸缩驱动缸与导轨相平行；所述滑块设置在导轨上，滑块可沿导轨直线移动，所述伸缩驱动缸的活塞杆前端铰接在滑块上；所述连杆一端铰接在滑块上，连杆另一端铰接在前轮支腿中部；所述后轮支腿的顶端铰接在滑块上，所述后行走轮设置在后轮支腿的顶端，所述滑座设置在后轮支腿上，滑座可沿后轮支腿直线移动，所述滑座铰接在底盘框架上；在所述底盘框架的最前端安装有辅助支撑轮；在初始状态时，所述前轮支腿处于直立状态，所述后轮支腿处于倾斜状态。所述前行走轮和后行走轮采用相同的行走驱动机构，所述行走驱动机构包括行走驱动电机、主动链轮、从动链轮及链条；所述行走驱动电机固装在前/后行走轮上方的前/后轮支腿上，所述主动链轮固装在行走驱动电机的电机轴上，所述从动链轮固装在前/后行走轮的轮轴上，所述链条连接在主动链轮与从动链轮之间。在所述前轮支腿和后轮支腿的前部均安装有测距传感器。本专利技术的有益效果：本专利技术的适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘，采用了不同于现有越障结构的底盘形式，并且具备了越障结构简单、制造成本低、实用性强的特点，可以作为独立产品应用到不同类型的移动机器人之中，并使移动机器人具备了快速上台阶能力。附图说明图1为本专利技术的一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘的立体图；图2为本专利技术的一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘的侧视图；图3为本专利技术的前行走轮的结构示意图；图4为本专利技术的后行走轮的结构示意图；图5为本专利技术的一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘的上台阶过程示意图；图中，1—底盘框架，2—前轮支腿，3—前行走轮，4—后轮支腿，5—后行走轮，6—伸缩驱动缸，7—导轨，8—滑块，9—连杆，10—滑座，11—辅助支撑轮，12—行走驱动电机，13—主动链轮，14—从动链轮，15—链条，16—测距传感器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。如图1～4所示，一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘，包括底盘框架1、前轮支腿2、前行走轮3、后轮支腿4、后行走轮5、伸缩驱动缸6、导轨7、滑块8、连杆9及滑座10；所述前轮支腿2的顶端铰接在底盘框架1顶部下方，所述前行走轮3设置在前轮支腿2的底端；所述伸缩驱动缸6水平固装在底盘框架1顶部下方，伸缩驱动缸6位于前轮支腿2后方，伸缩驱动缸6的活塞杆朝前；所述导轨7水平固装在底盘框架1顶部下方，导轨7采用平行双轨结构，所述伸缩驱动缸6位于两根导轨7的中部，伸缩驱动缸6与导轨7相平行；所述滑块8设置在导轨7上，滑块8可沿导轨7直线移动，所述伸缩驱动缸6的活塞杆前端铰接在滑块8上；所述连杆9一端铰接在滑块8上，连杆9另一端铰接在前轮支腿2中部；所述后轮支腿4的顶端铰接在滑块8上，所述后行走轮5设置在后轮支腿4的顶端，所述滑座10设置在后轮支腿4上，滑座10可沿后轮支腿4直线移动，所述滑座10铰接在底盘框架1上；在所述底盘框架1的最前端安装有辅助支撑轮11；在初始状态时，所述前轮支腿2处于直立状态，所述后轮支腿4处于倾斜状态。所述前行走轮3和后行走轮5采用相同的行走驱动机构，所述行走驱动机构包括行走驱动电机12、主动链轮13、从动链轮14及链条15；所述行走驱动电机12固装在前/后行走轮上方的前/后轮支腿上，所述主动链轮13固装在行走驱动电机12的电机轴上，所述从动链轮14固装在前/后行走轮的轮轴上，所述链条15连接在主动链轮13与从动链轮14之间。在所述前轮支腿2和后轮支腿4的前部均安装有测距传感器16。本实施例中，底盘框架1、前轮支腿2及后轮支腿4的主体结构采用铝型材制造，表面铆接有玻璃纤维板，用以增加底盘框架1、前轮支腿2及后轮支腿4的结构强度；前行走轮3和后行走轮5可以采用普通车轮，也可以采用麦克纳姆轮，当采用麦克纳姆轮后，可以使底盘具备全向移动能力；伸缩驱动缸6采用单杆双作用气缸；测距传感器16采用激光测距传感器，通过测距传感器16帮助移动机器人判断其与前方障碍物的距离。下面结合附图说明本专利技术的一次使用过程：当移动机器人采用本专利技术的底盘后，如果移动机器人在移动过程中遇到台阶这类平台型障碍时，则首先控制移动机器人减速移动到台阶的前方，通过前轮支腿2上的测距传感器16检测其与前方台阶的距离，直到距离值满足辅助支撑轮11移动到台阶的正上方时，然后控制伸缩驱动缸6的活塞杆回缩，进而带动滑块8沿着导轨7向后移动，在滑块8向后移动过程中，会通过连杆9向后拉动前轮支腿2，并使前轮支腿2向着斜后方向逐渐抬起，同时后轮支腿4向前方摆动并逐渐由倾斜状态向直立状态转变，而在前轮支腿2抬起的过程中，底盘框架1会逐渐前倾，直到辅助支撑轮11落到台阶上表面，此时底盘框架1的前倾到极限位置，而前轮支腿2则继续向上抬起，直到前行走轮3完全脱离地面且高度超过台阶上表面，此时伸缩驱动缸6的活塞杆停止回缩，同时通过后轮支腿4上的测距传感器16检测其与前方台阶的距离，直到距离值满足前行走轮3移动到台阶的正上方时，然后控制伸缩驱动缸6的活塞杆伸出，并带动前轮支腿2由倾斜状态恢复到直立状态，而后轮支腿4由直立状态恢复到倾斜状态，在惯性作用下，移动机器人会继续向前移动，而恢复到倾斜状态的后轮支腿4会短暂处于悬空状态，直到后行走轮5也移动到台阶的正上方，前轮支腿2和后轮支腿4也全部恢复到初始状态时，此时的移动机器人也就完成了上台阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘，其特征在于：包括底盘框架、前轮支腿、前行走轮、后轮支腿、后行走轮、伸缩驱动缸、导轨、滑块、连杆及滑座；所述前轮支腿的顶端铰接在底盘框架顶部下方，所述前行走轮设置在前轮支腿的底端；所述伸缩驱动缸水平固装在底盘框架顶部下方，伸缩驱动缸位于前轮支腿后方，伸缩驱动缸的活塞杆朝前；所述导轨水平固装在底盘框架顶部下方，导轨采用平行双轨结构，所述伸缩驱动缸位于两根导轨的中部，伸缩驱动缸与导轨相平行；所述滑块设置在导轨上，滑块可沿导轨直线移动，所述伸缩驱动缸的活塞杆前端铰接在滑块上；所述连杆一端铰接在滑块上，连杆另一端铰接在前轮支腿中部；所述后轮支腿的顶端铰接在滑块上，所述后行走轮设置在后轮支腿的顶端，所述滑座设置在后轮支腿上，滑座可沿后轮支腿直线移动，所述滑座铰接在底盘框架上；在所述底盘框架的最前端安装有辅助支撑轮；在初始状态时，所述前轮支腿处于直立状态，所述后轮支腿处于倾斜状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于移动机器人的轮腿复合式快速上台阶底盘，其特征在于：包括底盘框架、前轮支腿、前行走轮、后轮支腿、后行走轮、伸缩驱动缸、导轨、滑块、连杆及滑座；所述前轮支腿的顶端铰接在底盘框架顶部下方，所述前行走轮设置在前轮支腿的底端；所述伸缩驱动缸水平固装在底盘框架顶部下方，伸缩驱动缸位于前轮支腿后方，伸缩驱动缸的活塞杆朝前；所述导轨水平固装在底盘框架顶部下方，导轨采用平行双轨结构，所述伸缩驱动缸位于两根导轨的中部，伸缩驱动缸与导轨相平行；所述滑块设置在导轨上，滑块可沿导轨直线移动，所述伸缩驱动缸的活塞杆前端铰接在滑块上；所述连杆一端铰接在滑块上，连杆另一端铰接在前轮支腿中部；所述后轮支腿的顶端铰接在滑块上，所述后行走轮设置在后轮支腿的顶端，所述滑座设置在后轮支腿上，滑座可沿后轮支腿...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆志国，吴任穷，王儒超，刘凤坤，刘冲，黄谦，魏鹤翔，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21