一种轮足式机器人悬挂机构、车桥模块及底盘制造技术

本发明专利技术公开了一种轮足式机器人悬挂机构、车桥模块及底盘，其中悬挂机构包括前后摆动部、上下运动部和转向部；前后摆动部活动安装在机器人底盘主体上以作前后摆动；上下运动部活动安装在前后摆动部上以作上下运动；上下运动部延伸出轮轴；转向部与上下运动部铰接作转向运动；车桥模块包括两个如上的悬挂机构，两个悬挂机构相对称连接为一体；底盘包括至少两个如上的车桥模块，多个车桥模块之间连接为一体。本发明专利技术前后摆动部、上下运动部和转向部连接而成的整体具备了三维空间的运动能力，能够实现轮式机器人的高速行驶能力和越野机动能力的兼容。

【技术实现步骤摘要】
一种轮足式机器人悬挂机构、车桥模块及底盘
本专利技术涉及机器人机构
，更具体的说是涉及一种轮足式机器人悬挂机构、车桥模块及底盘。
技术介绍
轮足式机器人(轮腿式机器人)是当前机器人中的一个分支。一般结构是在轮足式机器人的腿末端加装轮子，从而实现快速移动和足式行走的结合，能够兼具轮式机器人和足式机器人的一些特性。但是，大部分轮足式机器人结构仅仅是单纯的组合，这种单纯的组合没有对足式机器人的腿部结构进行改动，由于足式机器人的多体连接结构决定了其天然结构刚度不足，因而其在进行轮式运动时无法进行高速行驶。因此，提供一种兼具高速行驶能力和足式机器人的越野机动性的轮足式机器人悬挂机构、车桥模块及底盘是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种轮足式机器人悬挂机构、车桥模块及底盘，能够实现轮式机器人的高速行驶能力和越野机动能力的兼容。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种轮足式机器人悬挂机构，包括前后摆动部、上下运动部和转向部；所述前后摆动部活动安装在机器人底盘主体上以作前后摆动；所述上下运动部活动安装在所述前后摆动部上以作上下运动；所述上下运动部延伸出轮轴；所述转向部与所述上下运动部铰接作转向运动。通过采取以上方案，本专利技术的有益效果是：前后摆动部、上下运动部和转向部连接而成的整体具备了三维空间的运动能力。进一步的，所述前后摆动部包括摆动架和第一摆动作动器；所述摆动架通过第一转轴安装在所述机器人底盘主体上；所述第一摆动作动器与所述摆动架铰接以驱动其绕所述第一转轴旋转；所述上下运动部包括第一摇臂、第二摇臂、第一提拉作动器和第二提拉作动器；所述第一摇臂和其下方连接的所述第二摇臂分别通过第二转轴和第三转轴安装在所述摆动架上；所述第一提拉作动器和所述第二提拉作动器对称铰接在所述第一摇臂或所述第二摇臂的两侧，以驱动所述第一摇臂和所述第二摇臂分别绕所述第二转轴和所述第三转轴旋转；所述转向部包括第一转向节、第一转向拉杆和第一转向作动器；所述第一转向节的两端分别与所述第一摇臂和所述第二摇臂铰接；所述轮轴设置在所述第一转向节上；所述第一转向作动器通过所述第一转向拉杆与所述第一转向节连接以驱动其转动。采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，摆动架绕第一转轴旋转使得第一转向节能够进行前后方向的运动，第一摇臂和第二摇臂分别绕第二转轴和第三转轴旋转，使得第一转向节具备上下运动的能力，再加上自身的转向运动，使得第一转向节具备三维空间运动的能力。进一步的，所述第一摆动作动器与所述摆动架之间，所述第一提拉作动器与所述第一摇臂之间，所述第二提拉作动器与所述第一摇臂之间，所述第一转向节的两端与所述第一摇臂和所述第二摇臂之间，以及所述第一转向作动器与所述第一转向拉杆之间均通过球头销或关节轴承或球铰链连接。进一步的，所述转向部包括第二转向节、第二转向拉杆、转向驱动杆和第二转向作动器；所述第二转向作动器通过顺序依次连接的所述第二转向拉杆及所述转向驱动杆与所述第二转向节连接；所述前后摆动部包括第一摆动驱动臂、第四转轴、第二摆动作动器、第二上摆动拉杆、第二下摆动拉杆、第二摆动驱动臂、第五转轴、第三摆动作动器、第三上摆动拉杆、第三下摆动拉杆；所述第一摆动驱动臂通过所述第四转轴安装在所述第二摆动作动器上；所述第二上摆动拉杆及其下方的所述第二下摆动拉杆一端均与所述第一摆动驱动臂铰接，所述第二上摆动拉杆和所述第二下摆动拉杆另一端与所述第二转向节铰接；位于所述第一摆动驱动臂一侧的所述第二摆动驱动臂通过所述第五转轴安装在所述第三摆动作动器上；所述第三上摆动拉杆及其下方的所述第三下摆动拉杆一端均与所述第二摆动驱动臂铰接，所述第三上摆动拉杆和所述第三下摆动拉杆另一端与所述第二转向节铰接；所述上下运动部包括提拉杆、控制臂和第三提拉作动器；所述控制臂一端与所述第二转向节铰接，另一端铰接在所述机器人底盘主体上；所述第三提拉作动器通过所述提拉杆与所述控制臂连接。进一步的，所述第二上摆动拉杆、所述第二下摆动拉杆、所述第三上摆动拉杆和所述第三下摆动拉杆的长度相同。一种轮足式机器人车桥模块，包括两个如上任一所述的悬挂机构，两个所述悬挂机构相对称连接为一体。通过采取以上方案，本专利技术的有益效果是：实现上下、前后及转向功能，从而具备三维空间的运动能力。进一步的，还包括转向连杆和刹车盘；所述第一摆动作动器包括第一上摆动作动器和其下方的第一下摆动作动器；所述第一上摆动作动器包括上摆动舵机、第一上摆动拉杆和上摆动臂；所述第一上摆动拉杆一端与所述上摆动舵机的舵机臂铰接，所述第一上摆动拉杆另一端与固连在所述摆动架上的上摆动臂铰接；所述第一下摆动作动器包括下摆动舵机、下摆动拉杆和下摆动臂；所述下摆动拉杆一端与所述下摆动舵机的舵机臂铰接，所述下摆动拉杆另一端与固连在所述摆动架上的下摆动臂铰接；所述第一转向作动器为转向舵机，所述转向舵机的舵机臂与所述第一转向拉杆铰接；两个所述转向舵机的舵机臂通过所述转向连杆连接；所述刹车盘安装在用于安装轮子的所述轮轴上。采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，利用该冗余的第一摆动作动器能够提高摆动架旋转力矩，而第一转向作动器能够提高摆动力矩，转向连杆能够同步左右转向动作，刹车盘能够将轮子锁死防止其转动，更好实现爬行功能。一种轮足式机器人底盘，包括至少两个如上所述的车桥模块；多个所述车桥模块之间连接为一体。通过采取以上方案，本专利技术的有益效果是：可以完成类似多足机器人一样的爬行动作，基于常规的轮式车辆底盘，本身已具备高速行驶能力基因，对其悬挂系统进行设计后使其具备了更强的越野性能和机动性能，实现了轮式机器人的高速行驶能力和越野机动能力的兼容。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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术提供的一种轮足式机器人底盘的结构示意图；图2附图为图1中A部分一种轮足式机器人悬挂机构的结构示意图；图3附图为图1中B部分一种轮足式机器人车桥模块的斜上方角度的结构示意图；图4附图为图1中B部分一种轮足式机器人车桥模块的斜下方角度的结构示意图；图5附图为图1中A部分的另一种轮足式机器人悬挂机构的结构示意图；图6附图为图1中B部分的另一种轮足式机器人车桥模块的结构示意图。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，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮足式机器人悬挂机构，其特征在于，包括前后摆动部、上下运动部和转向部；/n所述前后摆动部活动安装在机器人底盘主体上以作前后摆动；/n所述上下运动部活动安装在所述前后摆动部上以作上下运动；所述上下运动部延伸出轮轴；/n所述转向部与所述上下运动部铰接作转向运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种轮足式机器人悬挂机构，其特征在于，包括前后摆动部、上下运动部和转向部；
所述前后摆动部活动安装在机器人底盘主体上以作前后摆动；
所述上下运动部活动安装在所述前后摆动部上以作上下运动；所述上下运动部延伸出轮轴；
所述转向部与所述上下运动部铰接作转向运动。


2.根据权利要求1所述的一种轮足式机器人悬挂机构，其特征在于，所述前后摆动部包括摆动架和第一摆动作动器；所述摆动架通过第一转轴安装在所述机器人底盘主体上；所述第一摆动作动器与所述摆动架铰接以驱动其绕所述第一转轴旋转；
所述上下运动部包括第一摇臂、第二摇臂、第一提拉作动器和第二提拉作动器；所述第一摇臂和其下方连接的所述第二摇臂分别通过第二转轴和第三转轴安装在所述摆动架上；所述第一提拉作动器和所述第二提拉作动器对称铰接在所述第一摇臂或所述第二摇臂的两侧，以驱动所述第一摇臂和所述第二摇臂分别绕所述第二转轴和所述第三转轴旋转；
所述转向部包括第一转向节、第一转向拉杆和第一转向作动器；所述第一转向节的两端分别与所述第一摇臂和所述第二摇臂铰接；所述轮轴设置在所述第一转向节上；所述第一转向作动器通过所述第一转向拉杆与所述第一转向节连接以驱动其转动。


3.根据权利要求2所述的一种轮足式机器人悬挂机构，其特征在于，所述第一摆动作动器与所述摆动架之间，所述第一提拉作动器与所述第一摇臂之间，所述第二提拉作动器与所述第一摇臂之间，所述第一转向节的两端与所述第一摇臂和所述第二摇臂之间，以及所述第一转向作动器与所述第一转向拉杆之间均通过球头销或关节轴承或球铰链连接。


4.根据权利要求1所述的一种轮足式机器人悬挂机构，其特征在于，
所述转向部包括第二转向节、第二转向拉杆、转向驱动杆和第二转向作动器；所述第二转向作动器通过顺序依次连接的所述第二转向拉杆及所述转向驱动杆与所述第二转向节连接；
所述前后摆动部包括第一摆动驱动臂、第四转轴、第二摆动作动器、第二上摆动拉杆、第二下摆动拉杆、第二摆动驱动臂、第五转轴、第三摆动作动器、第三上摆动...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建，王涛，吴浩，
申请(专利权)人：陈晓妮，
类型：发明
国别省市：陕西;61