变结构多模式移动机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种变结构多模式移动机器人，包括间隔设置的至少两个复合钳轮单元，相连两个复合钳轮单元之间设有相对位置调节单元；复合钳轮单元包括主辐条和两个半轮；主辐条径向向外的一端设有铰接轴，两个半轮中，至少一个半轮与铰接轴转动配合，且半轮与主辐条之间设有伸缩杆机构，伸缩杆机构用于控制两个半轮之间张开以形成夹钳结构或闭合以形成圆轮结构；相对位置调节单元用于调节相邻两个复合钳轮单元在轴向方向上的轴向距离、相邻两个复合钳轮单元之间的倾斜角度以及相邻两个复合钳轮单元在径向方向上的偏移方向和偏移距离；主辐条上安装有转动轴，转动轴与两个半轮闭合时构成的圆轮结构同轴；还包括与转动轴传动连接的转动驱动机构。动连接的转动驱动机构。动连接的转动驱动机构。

【技术实现步骤摘要】
变结构多模式移动机器人


[0001]本专利技术属于移动机器人
，具体的为一种变结构多模式移动机器人。

技术介绍

[0002]移动机器人根据移动方式来分类，可分为：轮式移动机器人、步行移动机器人(单腿式、双腿式和多腿式)、履带式移动机器人、爬行机器人、蠕动式机器人和游动式机器人等类型。轮式移动机器人的移动速度较快，适用于平坦地形。其他形式的移动机器人则适用于部分复杂地形。目前的主流的移动机器人的复合移动形式为轮腿式，结合了轮式和腿式移动的优点，一定程度上提升了机器人的行进越障能力，但仍然不能满足多元化作业环境提出的高机动能力和多移动模式的需求。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种变结构多模式移动机器人，能够根据作业环境切换不同的移动模式，能够提升机动能力并满足多元化作业环境的使用要求。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种变结构多模式移动机器人，包括间隔设置的至少两个复合钳轮单元，相连两个所述复合钳轮单元之间设有相对位置调节单元；
[0006]所述复合钳轮单元包括主辐条和两个半轮，所述半轮的外壁为圆弧面，两个所述半轮对称设置在所述主辐条两侧；所述主辐条径向向外的一端设有铰接轴，所述铰接轴与所述半轮外壁的轴线平行，两个所述半轮中，至少一个所述半轮与所述铰接轴转动配合，且与所述铰接轴转动配合的所述半轮与所述主辐条之间设有伸缩杆机构，所述伸缩杆机构用于控制两个所述半轮之间张开以形成夹钳结构或闭合以形成圆轮结构；所述伸缩杆机构的一端与所述主辐条铰接连接、另一端与对应的所述半轮铰接连接；
[0007]所述相对位置调节单元用于调节相邻两个所述复合钳轮单元在轴向方向上的轴向距离、相邻两个复合钳轮单元之间的倾斜角度以及相邻两个所述复合钳轮单元在径向方向上的偏移方向和偏移距离；
[0008]所述主辐条上安装有转动轴，所述转动轴与两个所述半轮闭合时构成的圆轮结构同轴；还包括与所述转动轴传动连接的转动驱动机构。
[0009]进一步，两个所述半轮均与所述铰接轴转动配合。
[0010]进一步，所述伸缩杆机构采用螺纹丝杆机构、电动缸、气缸或液压缸。
[0011]进一步，还包括用于控制所述伸缩杆机构动作的伸缩驱动控制单元。
[0012]进一步，所述主辐条上设有安装板，所述伸缩杆机构与所述安装板铰接连接。
[0013]进一步，所述相对位置调节单元包括分别与两个所述复合钳轮单元对应设置的调节板和设置在两个所述调节板之间的调节机构；所述调节板与对应的所述转动轴转动配合，所述转动驱动机构安装在对应的所述调节板上；所述调节机构用于调节两个所述调节板在轴向方向上的轴向距离、两个所述调节板之间的倾斜角度以及两个所述调节板在径向
方向上的偏移方向和偏移距离。
[0014]进一步，两个所述调节板之间设有六根伸缩腿以构成六自由度运动平台。
[0015]进一步，所述调节板上安装有用于控制所述六自由度运动平台动作的相对位置调节控制单元。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017]本专利技术的变结构多模式移动机器人，通过设置复合钳轮单元，利用伸缩杆机构驱动两个半轮张开即可形成夹钳结构，从而可以夹持物体以及实现爬行等动作，驱动两个半轮闭合即可形成圆轮结构，即可实现转动行走等动作；另外，通过在相邻两个复合钳轮单元之间设置相对位置调节单元，利用相对位置调节单元可以调节相邻两个复合钳轮单元在轴向方向上的轴向距离以及在径向方向上的偏移方向和偏移距离，如此，结合复合钳轮单元和相对位置调节单元，本专利技术的变结构多模式移动机器人可以具备以下移动模式：
[0018]1)轮式移动模式：使至少两个复合钳轮单元的半轮闭合且与构成的圆轮同轴，利用相对位置调节单元使其他复合钳轮单元悬空，驱动该两个复合钳轮单元转动即可实现向前、向后移动以及转向的轮式移动；
[0019]2)攀爬移动模式：将复合钳轮单元分别前后两组，首先使前面一组复合钳轮单元的半轮张开并夹持攀爬固定物，利用相对位置调节单元减小后面一组相邻两个复合钳轮单元之间的轴向距离，然后使后面一组复合钳轮单元的半轮张开并夹持攀爬固定物，前面一组复合钳轮单元松开攀爬固定物，利用相对位置调节单元增加前面一组相邻两个复合钳轮单元之间的轴向距离，最后使前面一组复合钳轮单元的半轮张开并夹持攀爬固定物，后一组复合钳轮单元松开攀爬固定物，利用相对位置调节单元减小后面一组相邻两个复合钳轮单元之间的轴向距离；如此往复，即可实现向上攀爬移动；当然，采用相似的方式也可以实现向下攀爬移动；以及可以利用蠕动的方式实现向上或向下攀爬；
[0020]3)蠕动移动模式：此时需要至少三个间隔设置的复合钳轮单元，利用设置在相邻两个复合钳轮单元之间的相对位置调节单元移动抬起依次抬起相邻两个复合钳轮单元后增加或减小相邻两个复合钳轮单元之间的轴向距离的方式实现蠕动；
[0021]4)大直径柱面外壁或大直径管道内壁盘绕轮式移动模式：利用相对位置调节单元分别调节相邻两个复合钳轮单元之间的倾斜角度，使所有复合钳轮单元的半轮闭合构成圆轮结构，所有圆轮结构均与大直径柱面外壁或大直径管道内壁滚动配合，如此，驱动复合钳轮单元转动，即可沿着大直径柱面外壁或大直径管道内壁的轴向方向移动；
[0022]5)移动作业模式：其中部分复合钳轮单元的半轮闭合作为移动机构，另一部分复合钳轮单元的半轮张开作为夹持机构进行作业；
[0023]当然，结合复合钳轮单元和相对位置调节单元还可以实现其他多种方式的移动模式，不在一一赘述。由此可知，本专利技术的变结构多模式移动机器人，能够根据作业环境切换不同的移动模式，能够提升机动能力并满足多元化作业环境的使用要求。
附图说明
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：
[0025]图1为本专利技术变结构多模式移动机器人实施例的结构示意图；
[0026]图2为复合钳轮单元的结构示意图；
[0027]图3为相对位置调节单元的结构示意图；
[0028]图4为轮式移动时的使用状态图；
[0029]图5为攀爬移动时的使用状态图；
[0030]图6为蠕动移动时的使用状态图；
[0031]图7为在大直径柱面外壁上进行轮式移动时的使用状态图。
[0032]10
‑
复合钳轮单元；11
‑
主辐条；12
‑
半轮；13
‑
铰接轴；14
‑
伸缩杆机构；15
‑
伸缩驱动控制单元；16
‑
安装板；17
‑
转动轴；18
‑
转动驱动机构；
[0033]20
‑
相对位置调节单元；21
‑
调节板；22
‑
伸缩腿；23
‑
相对位置调节控制单元。
具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变结构多模式移动机器人，其特征在于：包括间隔设置的至少两个复合钳轮单元，相连两个所述复合钳轮单元之间设有相对位置调节单元；所述复合钳轮单元包括主辐条和两个半轮，所述半轮的外壁为圆弧面，两个所述半轮对称设置在所述主辐条两侧；所述主辐条径向向外的一端设有铰接轴，所述铰接轴与所述半轮外壁的轴线平行，两个所述半轮中，至少一个所述半轮与所述铰接轴转动配合，且与所述铰接轴转动配合的所述半轮与所述主辐条之间设有伸缩杆机构，所述伸缩杆机构用于控制两个所述半轮之间张开以形成夹钳结构或闭合以形成圆轮结构；所述伸缩杆机构的一端与所述主辐条铰接连接、另一端与对应的所述半轮铰接连接；所述相对位置调节单元用于调节相邻两个所述复合钳轮单元在轴向方向上的轴向距离、相邻两个复合钳轮单元之间的倾斜角度以及相邻两个所述复合钳轮单元在径向方向上的偏移方向和偏移距离；所述主辐条上安装有转动轴，所述转动轴与两个所述半轮闭合时构成的圆轮结构同轴；还包括与所述转动轴传动连接的转动驱动机构。2.根据权利要求1所述的变结构多模式移动机器人，其特征在于：两个所述半轮均与所述铰接轴转动配合。3.根据权利要求1所述的变结构多模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：宦红伦，
申请(专利权)人：浙江万里学院，
类型：发明
国别省市：