一种轮腿复合运动机构制造技术

本发明专利技术公开一种轮腿复合运动机构，包括外部安装架、控制装置、方管套、轮架、电控伸缩驱动机构、气缸减震器、减震臂、车轮、车圈齿牙、偏心轮外架、纵向超声波测距传感器、横向超声波测距传感器、电控定位销、伸缩方管、足部、偏心轮轴承、偏心轮、长齿齿轮、联轴器、主动力电机、接电插座。有益效果：本发明专利技术使得平地和上楼梯之间不用换挡也不用加复杂的变速装置即可实现平地快速行走或复杂路面快速通过，整个结构较为简单，制造成本低，不存在动能浪费，使用成本低，移动速度快，适合平地和复杂路面使用。适合平地和复杂路面使用。适合平地和复杂路面使用。

A wheel leg compound motion mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种轮腿复合运动机构


[0001]本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种轮腿复合运动机构。

技术介绍

[0002]目前机器人(比如：波士顿动力机器人)不好推广的原因是过于复杂，制造成本高；动能浪费多，使用成本高；移动速度慢，不适合平地使用。目前机器人的多自由度关节由多个伺服电机、变速齿轮、变频驱动等部分组成，当这样的结构要带较大的负载(比如：载人)，自身重量也很大，机器腿是可以满足复杂地面行走的要求，但是机器腿要做到有力量就要有高变比的齿轮，腿的自身足够结实，重量自然不会太小，而且腿结构在平地上走速度不快，也不经济；应用稍广泛的还是履带式的，同样是自身重量很大，平地行走效率低，复杂路面整车运动起来颠簸扭动大，动能浪费多，成本高；再有一种常见的运动机构，上楼机(搬重物用，类似于小推车)底下有慢慢转动的腿杆，上楼的时候重心起伏较大，这种车很慢，不适合在平地上走。

技术实现思路

[0003]为全面解决上述问题，尤其是针对现有技术所存在的不足，本专利技术提供了一种轮腿复合运动机构能够全面解决上述问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术手段：
[0005]一种轮腿复合运动机构，包括外部安装架、设置于外部安装架一侧的轮架，所述外部安装架上固接有控制装置，所述轮架的两侧分别设置有方管套，所述方管套的一端与外部安装架连接，所述方管套的另一端插接有伸缩方管，所述方管套的外侧滑动套接有偏心轮外架，所述偏心轮外架的侧部固接有电控伸缩驱动机构、纵向超声波测距传感器、横向超声波测距传感器、电控定位销，所述电控伸缩驱动机构的传动端依次贯穿偏心轮外架、方管套与伸缩方管传动连接，所述纵向超声波测距传感器能够测量离地面距离，所述横向超声波测距传感器能够测量水平障碍物距离，所述电控定位销的伸缩端依次贯穿偏心轮外架、方管套与伸缩方管活动插接；
[0006]所述轮架的底部设置有车轮，所述车轮通过减震臂与轮架连接，所述轮架与车轮之间设置有主动力电机，所述主动力电机与轮架固接，所述主动力电机的传动端通过联轴器连接有长齿齿轮，所述车轮的侧部固接有与长齿齿轮啮合的车圈齿牙，所述主动力电机通过长齿齿轮与车轮传动连接，所述车轮的两侧分别传动连接有偏心轮，所述偏心轮内的偏心轮轴承与相邻的所述偏心轮外架连接；
[0007]所述电控伸缩驱动机构、纵向超声波测距传感器、横向超声波测距传感器、电控定位销、主动力电机分别与控制装置电连接。
[0008]进一步的，所述外部安装架、方管套、轮架、减震臂、车圈齿牙、偏心轮外架、伸缩方管、偏心轮轴承、偏心轮、长齿齿轮、联轴器均由不锈钢材料制作而成。
[0009]上述的有益效果在于，不锈钢材料具有较好的硬度，同时，还具有较好的耐磨性和
耐腐蚀性能，由不锈钢材料制作而成的外部安装架、方管套、轮架、减震臂、车圈齿牙、偏心轮外架、伸缩方管、偏心轮轴承、偏心轮、长齿齿轮、联轴器使用寿命长。
[0010]进一步的，所述外部安装架的侧部固接有接电插座，所述控制装置、电控伸缩驱动机构、纵向超声波测距传感器、横向超声波测距传感器、电控定位销、主动力电机分别通过接电插座获得电源。
[0011]上述的有益效果在于，这种设置能够便于控制装置、电控伸缩驱动机构、纵向超声波测距传感器、横向超声波测距传感器、电控定位销、主动力电机获得电源，有效提高控制装置、电控伸缩驱动机构、纵向超声波测距传感器、横向超声波测距传感器、电控定位销、主动力电机的工作效率。
[0012]进一步的，所述控制装置包括控制器、电机控制盒，所述控制器与电机控制盒电连接，所述控制器与电机控制盒分别与主动力电机电连接，所述电控伸缩驱动机构、纵向超声波测距传感器、横向超声波测距传感器、电控定位销分别与控制器电连接。
[0013]上述的有益效果在于，控制器便于控制主动力电机的速度，超声波测距数据的处理，电控伸缩驱动机构的转动和电控定位销的伸缩；电机控制盒能够负责主动力电机的功率驱动及主动力电机的底层控制。
[0014]进一步的，所述控制器为ZYNQ(XC7Z010)控制板，所述电机控制盒为通用48v无刷电动自行车控制盒。
[0015]上述的有益效果在于，ZYNQ(XC7Z010)控制板和48v无刷电动自行车控制盒功能强大，便于控制，成本低，易制作，易实现。
[0016]进一步的，所述电控伸缩驱动机构包括推动电机，所述推动电机与偏心轮外架连接，所述推动电机的传动端固接有推动齿轮，所述推动齿轮依次贯穿偏心轮外架、方管套与伸缩方管传动连接，所述推动电机的外侧固接有编码器，所述推动电机、编码器分别与控制器电连接。
[0017]上述的有益效果在于，这种设置结构简单，驱动方便，能够快速完成伸缩方管的延长或者收缩工作。
[0018]进一步的，所述伸缩方管包括方管本体，所述方管本体的侧部固接有齿条，所述齿条与推动齿轮啮合，所述方管本体的侧部开设有从上往下均匀分布的多组定位孔，所述定位孔与电控定位销的伸缩端活动插接。
[0019]上述的有益效果在于，这种设置能够便于伸缩方管配合电控伸缩驱动机构和电控定位销工作，有效提高支腿的运动效率和定位效率。
[0020]进一步的，所述方管本体的底部固接有足部。
[0021]上述的有益效果在于，足部能够承载方管本体，这种设置能够有效提高方管本体支撑时的稳定性。
[0022]进一步的，所述足部的截面积大于方管本体的截面积，所述足部由橡胶材料制作而成。
[0023]上述的有益效果在于，这种设置便于足部承载方管本体；橡胶材料具有较好的弹性，同时，还具有较好的耐磨性和耐腐蚀性能，由橡胶材料制作而成的足部使用寿命长。
[0024]进一步的，所述减震臂的一端通过气缸减震器与轮架连接。
[0025]上述的有益效果在于，这种设置能够有效提高车轮在工作时的减震效果，有效提
高车轮的使用寿命。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]本专利技术设定车轮半径为R,车轮8的圆心与偏心轮的圆心之间的距离为r；普通平地时用车轮行走，能够提供的向前推力为N,上楼梯或陡坡时通过方管套、电控伸缩驱动机构、偏心轮外架、纵向超声波测距传感器、横向超声波测距传感器、电控定位销、伸缩方管之间的配合使用可以提供的向上抬举力为n，此时，R/r＝n/N，利用这个特点，选取适当的R/r，这个比值就是上坡腿的抬举力和轮子平地推力之比，约5倍至20倍，从而使得平地和上楼梯之间不用换挡也不用加复杂的变速装置即可实现平地快速行走或复杂路面快速通过，整个结构较为简单，制造成本低，不存在动能浪费，使用成本低，移动速度快，适合平地和复杂路面使用。
附图说明
[0028]图1是本专利技术的结构示意图；
[0029]图2是本专利技术电控伸缩驱动机构的结构示意图；
[0030]图3是本专利技术伸缩方管的结构示意图；
[0031]图4是本专利技术的电连接示意图；
[0032]图5是本专利技术爬楼梯时的流程简图；
[0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮腿复合运动机构，其特征在于，包括外部安装架(1)、设置于外部安装架(1)一侧的轮架(4)，所述外部安装架(1)上固接有控制装置(2)，所述轮架(4)的两侧分别设置有方管套(3)，所述方管套(3)的一端与外部安装架(1)连接，所述方管套(3)的另一端插接有伸缩方管(14)，所述方管套(3)的外侧滑动套接有偏心轮外架(10)，所述偏心轮外架(10)的侧部固接有电控伸缩驱动机构(5)、纵向超声波测距传感器(11)、横向超声波测距传感器(12)、电控定位销(13)，所述电控伸缩驱动机构(5)的传动端依次贯穿偏心轮外架(10)、方管套(3)与伸缩方管(14)传动连接，所述纵向超声波测距传感器(11)能够测量离地面距离，所述横向超声波测距传感器(12)能够测量水平障碍物距离，所述电控定位销(13)的伸缩端依次贯穿偏心轮外架(10)、方管套(3)与伸缩方管(14)活动插接；所述轮架(4)的底部设置有车轮(8)，所述车轮(8)通过减震臂(7)与轮架(4)连接，所述轮架(4)与车轮(8)之间设置有主动力电机(20)，所述主动力电机(20)与轮架(4)固接，所述主动力电机(20)的传动端通过联轴器(19)连接有长齿齿轮(18)，所述车轮(8)的侧部固接有与长齿齿轮(18)啮合的车圈齿牙(9)，所述主动力电机(20)通过长齿齿轮(18)与车轮(8)传动连接，所述车轮(8)的两侧分别传动连接有偏心轮(17)，所述偏心轮(17)内的偏心轮轴承(16)与相邻的所述偏心轮外架(10)连接；所述电控伸缩驱动机构(5)、纵向超声波测距传感器(11)、横向超声波测距传感器(12)、电控定位销(13)、主动力电机(20)分别与控制装置(2)电连接。2.根据权利要求1所述的一种轮腿复合运动机构，其特征在于，所述外部安装架(1)、方管套(3)、轮架(4)、减震臂(7)、车圈齿牙(9)、偏心轮外架(10)、伸缩方管(14)、偏心轮轴承(16)、偏心轮(17)、长齿齿轮(18)、联轴器(19)均由不锈钢材料制作而成。3.根据权利要求2所述的一种轮腿复合运动机构，其特征在于，所述外部安装架(1)的侧部固接有接电插座(21)，所述控制装置(2)、电控伸缩驱动机构(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，
申请(专利权)人：王琦，
类型：发明
国别省市：