一种可变形车轮的折纸机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种可变形车轮的折纸机器人，车身内部形成有安装腔；轴向伸缩驱动轮的数量为多个，且分别安装在车身的两侧；轴向伸缩驱动轮与车身转动连接；控制部包括安装在安装腔内的驱动系统和控制系统；驱动系统用于实现对轴向伸缩驱动轮的轴向伸缩和转动控制，控制系统与驱动系统电性连接。本发明专利技术提供了一种可以轴向伸缩的车轮，相比较于传统车轮，本发明专利技术的轮子更加适应于沙地和湿地等粗糙不平的路面运动。在沙地或者在湿地上等不平的路面上，本发明专利技术的车轮可以通过轴向伸缩改变车轮外部结构上的折痕的深浅，类似于加深了传统车轮轮胎胎纹，增加了车轮的抓地力，有效地避免了车轮在沙地或者湿地上出现的打滑现象。车轮在沙地或者湿地上出现的打滑现象。车轮在沙地或者湿地上出现的打滑现象。

An origami robot with deformable wheels

【技术实现步骤摘要】
一种可变形车轮的折纸机器人


[0001]本专利技术涉及折纸机器人
，更具体的说是涉及一种可变形车轮的折纸机器人。

技术介绍

[0002]现如今由于环境治理需要挖掘河道的过程中挖掘机容易陷入泥泞的河道里，造成农用机械在泥泞的稻田里打滑问题，还有车辆在沙地打滑问题。传统的轮胎在泥泞里容易出现打滑现象，然而履带式的轮子存在速度慢、质量重等问题。随着折纸结构在工程领域的日益广泛应用，刚性折纸及其折展过程的特点被应用于工程结构的设计中，设计了各种不同的机器人。
[0003]因此，如何解决行车在沙地和沼泽地上等粗糙地面上移动时出现轮胎打滑问题，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种可变形车轮的折纸机器人，轮子可以在运动过程中轴向改变轮胎宽度，旨在解决上述技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种可变形车轮的折纸机器人，包括：
[0007]车身；所述车身内部形成有安装腔；
[0008]轴向伸缩驱动轮；所述轴向伸缩驱动轮的数量为多个，且分别安装在所述车身的两侧；所述轴向伸缩驱动轮与所述车身转动连接；
[0009]控制部；所述控制部包括安装在所述安装腔内的驱动系统和控制系统；所述驱动系统用于实现对所述轴向伸缩驱动轮的轴向伸缩和转动控制，所述控制系统与所述驱动系统电性连接。
[0010]通过上述技术方案，本专利技术提供了一种可以轴向伸缩的车轮，相比较于传统车轮，本专利技术的轮子更加适应于沙地和湿地等粗糙不平的路面运动。在沙地或者在湿地上等不平的路面上，本专利技术的车轮可以通过轴向伸缩改变车轮外部结构上的折痕的深浅，类似于加深了传统车轮轮胎胎纹，增加了车轮的抓地力，有效地避免了车轮在沙地或者湿地上出现的打滑现象。
[0011]优选的，在上述一种可变形车轮的折纸机器人，所述轴向伸缩驱动轮包括Kresling折纸伸缩筒和弹簧；所述Kresling折纸伸缩筒一端通过连接头与所述车身转动连接；所述弹簧同轴布置在所述Kresling折纸伸缩筒内侧，且两端与所述Kresling折纸伸缩筒的两端内壁抵接。
[0012]采用以上技术方案的有益效果为：利用kresling折纸结构的伸缩性能做一个可以轴向伸缩变化的轮子，能够通过控制kresling折纸结构的伸缩改变折叠凹槽深度，使机器人在沙地或者沼泽地有很强的抓地力，不打滑。
[0013]优选的，在上述一种可变形车轮的折纸机器人，所述Kresling折纸伸缩筒能够在所述弹簧的弹性支撑下全部展开。
[0014]采用以上技术方案的有益效果为：通过弹簧在Kresling折纸伸缩筒内部支持，满足Kresling折纸伸缩筒的最大展开面积。
[0015]优选的，在上述一种可变形车轮的折纸机器人，所述驱动系统包括空心转轴、驱动电机、传动齿轮副、收卷电机和收拉绳；所述空心转轴一端与所述连接头固定，且布置在所述安装腔内部，所述连接头上具有与所述空心转轴的轴心空腔对应的通孔；所述驱动电机固定在所述安装腔内部；所述传动齿轮副连接在所述驱动电机的动力输出轴和所述空心转轴的外侧壁之间；所述收卷电机固定在所述安装腔内部，且其动力输出端具有收卷头，所述收卷头与所述空心转轴远离所述连接头的一端对应；所述收拉绳一端固定在所述收卷头上，并穿过所述空心转轴的轴心空腔和所述连接头的通孔进入所述Kresling折纸伸缩筒内，且另一端与所述Kresling折纸伸缩筒远离所述连接头的端头内壁固定连接。
[0016]采用以上技术方案的有益效果为：通过设置空心转轴可以同时满足驱动电机和收卷电机的安装连接，通过收卷电机的正转反转进行拉绳和放绳动作，使Kresling折纸伸缩筒实现轴向伸缩。
[0017]优选的，在上述一种可变形车轮的折纸机器人，所述控制系统包括与所述驱动电机电性连接的第一控制器，以及与所述收卷电机电性连接的第二控制器。
[0018]采用以上技术方案的有益效果为：第一控制器和第二控制器能够分别对Kresling折纸伸缩筒的转动和伸缩进行控制，控制简单，且效果更好。
[0019]优选的，在上述一种可变形车轮的折纸机器人，所述控制部还包括用于提供电力的电池。
[0020]采用以上技术方案的有益效果为：电池能够为整体机器人的运行提供电力。
[0021]优选的，在上述一种可变形车轮的折纸机器人，所述传动齿轮副包括两个相互啮合的齿轮，两个所述齿轮分别与所述驱动电机的动力输出轴和所述空心转轴的外侧壁固定连接。
[0022]采用以上技术方案的有益效果为：传动齿轮副一般采用减速齿轮副配合，使得驱动效果更稳定。
[0023]优选的，在上述一种可变形车轮的折纸机器人，所述Kresling折纸伸缩筒由聚乳酸材料制成，且折叠痕处通过柔性铰链连接。
[0024]采用以上技术方案的有益效果为：聚乳酸材料能够同时满足结构强度和柔性性能的需求。
[0025]优选的，在上述一种可变形车轮的折纸机器人，所述车身为长方体结构，且所述轴向伸缩驱动轮的数量为4个。
[0026]采用以上技术方案的有益效果为：整体机器人的布局更合理，同样，驱动系统的数量为4套，以实现对Kresling折纸伸缩筒的单独驱动控制。
[0027]优选的，在上述一种可变形车轮的折纸机器人，所述车身由聚乳酸材料制成。
[0028]采用以上技术方案的有益效果为：聚乳酸材料能够同时满足结构强度和柔性性能的需求。
[0029]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种可变形车轮
的折纸机器人，具有以下有益效果：
[0030]1、本专利技术提供了一种基于Kresling折纸结构启发的具有轴向伸缩车轮的机器人，相比较于传统车轮，本专利技术的轮子更加适应于沙地和湿地等粗糙不平的路面运动。在沙地或者在湿地上等不平的路面上，本专利技术的车轮可以通过轴向伸缩改变车轮外部结构上的折痕的深浅，类似于加深了传统车轮轮胎胎纹，增加了车轮的抓地力，有效地避免了车轮在沙地或者湿地上出现的打滑现象。
[0031]2、本专利技术基于kresling折纸结构轮子的轴向变化是通过弹簧和收拉绳组合控制轮子的轴向伸缩。弹簧在kresling结构的轮子内部支撑，达到轮子的轴向伸长，收拉绳在轮子内部通过拉力达到轮子的轴向收缩，通过控制系统控制收拉电机的正转反转拉动绳索控制轮子的轴向的伸缩变化。
附图说明
[0032]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。
[0033]图1附图为本专利技术提供的可变形车轮的折纸机器人的外部结构示意图；
[0034]图2附图为本专利技术提供的可变形车轮的折纸机器人的内部结构示意图；
[0035]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变形车轮的折纸机器人，其特征在于，包括：车身(1)；所述车身(1)内部形成有安装腔(11)；轴向伸缩驱动轮(2)；所述轴向伸缩驱动轮(2)的数量为多个，且分别安装在所述车身(1)的两侧；所述轴向伸缩驱动轮(2)与所述车身(1)转动连接；控制部(3)；所述控制部(3)包括安装在所述安装腔(11)内的驱动系统(31)和控制系统(32)；所述驱动系统(31)用于实现对所述轴向伸缩驱动轮(2)的轴向伸缩和转动控制，所述控制系统(32)与所述驱动系统(31)电性连接。2.根据权利要求1所述的一种可变形车轮的折纸机器人，其特征在于，所述轴向伸缩驱动轮(2)包括Kresling折纸伸缩筒(21)和弹簧(22)；所述Kresling折纸伸缩筒(21)一端通过连接头(23)与所述车身(1)转动连接；所述弹簧(22)同轴布置在所述Kresling折纸伸缩筒(21)内侧，且两端与所述Kresling折纸伸缩筒(21)的两端内壁抵接。3.根据权利要求1所述的一种可变形车轮的折纸机器人，其特征在于，所述Kresling折纸伸缩筒(21)能够在所述弹簧(22)的弹性支撑下全部展开。4.根据权利要求2或3所述的一种可变形车轮的折纸机器人，其特征在于，所述驱动系统(31)包括空心转轴(311)、驱动电机(312)、传动齿轮副(313)、收卷电机(314)和收拉绳(315)；所述空心转轴(311)一端与所述连接头(23)固定，且布置在所述安装腔(11)内部，所述连接头(23)上具有与所述空心转轴(311)的轴心空腔对应的通孔；所述驱动电机(312)固定在所述安装腔(11)内部；所述传动齿轮副(313)连接在...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊峰，张宁，张俊，董栋，连威，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：