一種機器人行走機構的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于機器人行走裝置技術領域，涉及一種機器人行走機構。
【背景技術】
[0002]中國發明專利文獻CN201510159496.1《一種電纜隧道巡檢機器人行走機構》中公開了一種電纜隧道巡檢機器人行走機構，包括導軌和驅動導向機構，所述導軌具有中空的腔室，所述驅動導向機構包括安裝在導軌的中空腔室內的車架，車架設有水平導向輪組，水平導向輪組在導軌的中空腔室內起水平導向作用，機器人懸掛在車架下方，車架設有承重輪組，導軌的中空腔室內設有承重軌道用于支撐承重輪組，車架下方設有驅動輪組，驅動輪組在導軌的下方與導軌的下表面滾動配合。驅動導向機構前端上部具有磁性傳感器，用于行走過程中感知安裝在導軌頂部的磁鋼定位點，磁性傳感器下部安裝一個前端導向輪，磁性傳感器水平軸線位置一次設置三個水平導向輪，前后兩個水平導向輪下各設置一對承重導向輪，承重導向輪正下方安裝兩個水平導向輪并通過軸承與承重導向輪組上方的兩個水平導向輪組成前、后水平導向輪組;主、從驅動輪分別安裝于前后端水平導向輪組下方，主從驅動輪之間為機器人懸掛點，編碼器與從驅動輪通過軸承連接在一個水平線上。
[0003]驅動輪依靠和軌道底部摩擦實現驅動，運行時間較長后，摩擦系數減小容易打滑。此行走機構具有承重輪組，適合負載較重的機器人，但導向輪機構車沉重輪和導向輪機構無法水平轉動只能在直行軌道上行走，需要輔助裝置實現轉彎。整個行走機構重量較大，不適合小型機器人的應用場景。
【發明內容】
[0004]為解決現有技術存在的問題，本發明提供一種機器人行走機構，導向機構及驅動機構在彎道可自適應，無需借助輔助裝置進行轉彎，結構簡單。
[0005]本發明提供的機器人行走機構，包括掛載部、驅動機構以及導向機構，所述導向機構包括前導向模塊和后導向模塊，所述前、后導向模塊結構相同，包括支撐桿、導向塊以及導向輪組;所述導向塊可旋轉地安裝在所述支撐桿上，所述導向塊的兩端分別安裝有導向輪組;所述前、后導向模塊的支撐桿的底端分別安裝在所述掛載部的兩端;所述驅動機構可左右移動地安裝在所述掛載部上。
[0006]導向機構的導向輪組夾持在軌道的導軌面上，由于導向塊可旋轉第安裝支撐桿上，當機器人沿軌道行進到彎道時，導向塊發生旋轉，使得導向輪組順著彎道轉動，此外，驅動機構可左右移動，也可自適應與彎道，無需借助輔助裝置。
[0007]所述導向輪組包括傾斜設置的上導向輪和下導向輪，上導向輪、下導向輪夾持在軌道的導軌面上，將導軌面夾在兩導向輪之間，為便于在具有差異的各型軌道上運行，所述上、下導向輪的傾斜角度可調，實現上、下導向輪之間的距離及導向輪圓周面的調整。
[0008]所述導向塊通過連接軸承安裝在所述支撐桿的頂端，實現轉向時導向塊水平旋轉。為方便導向輪組的安裝，所述導向塊成U形，所述導向輪組安裝在U形導向塊的兩個豎邊的內偵U。
[0009]為實現驅動機構在彎道的左右移動，本發明所述驅動機構包括驅動電機、驅動輪；所述掛載部的上表面安裝平移機構，所述平移機構包括滑軌、設置在滑軌上的滑塊、支撐塊以及拉簧，所述支撐塊安裝在滑塊上，所述拉簧的兩端分別安裝在滑軌的左端、支撐塊的上端;所述驅動電機安裝在支撐塊上，該驅動電機的輸出軸與所述驅動輪連接。拉簧始終將驅動輪拉向軌道，保證驅動輪的驅動力穩定作用，當進入彎道時，驅動機構可以在沿滑軌滑動，以適應彎道。
[0010]為確保驅動機構的穩定，所述掛載部上設置有平行的兩個平移機構，所述驅動電機安裝在兩支撐塊上。
[0011]為使得行走機構更加緊湊，有利于小型化，所述驅動機構位于所述前、后導向模塊之間。
[0012]為方便驅動機構及傳感器的安裝，所述掛載部上方設置有中部承載板，該中部承載板的兩端分別安裝在前、后導向模塊的支撐桿上，所述平移機構安裝在中部承載板上。所述中部承載板的邊角處設置有傳感器安裝位。
[0013]為實現行走機構與軌道的驅動配合，所述驅動輪的外周設有驅動齒，軌道上設置有與驅動齒匹配的齒條。
[0014]本發明結構簡單，伸縮比大，體積小巧，行走機構夾持軌道行走，行走過程運行穩定，利用驅動齒實現與軌道上的齒條的驅動配合，驅動方式簡單可靠，長時間驅動無誤差。本發明設置前后兩組對稱的導向模塊，每個導向模塊的導向輪組具有一定的斜角可以夾持軌道，導向輪下設置可水平旋轉的導向塊，前后行走彎道處可實現穩定導向。采用拉伸彈簧實現驅動輪與軌道間的有效貼合與轉向適應，實現彎道行走自如。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明安裝在導軌上的示意圖；
[0016]圖2本發明主視圖；
[0017]圖3為導軌下端截面圖；
[0018]圖4為本發明后視圖。
[0019]圖中:101-后導向模塊；110-后上導向輪；111-后下導向輪；112-定位螺絲；113-導向塊；114-連接軸承；115-支撐桿；116-左上導軌面；117-左下導軌面；118-右上導軌面；119-右下導軌面；102-驅動機構；104-傳感器安裝位；106-機器人掛載部；120-驅動輪；121-驅動輪定位螺絲；122-拉簧掛載點；123-滑塊；124-滑軌；125-排線；126-驅動電機；127-驅動輪支撐塊;128-中部承載板;103-前導向模塊;129-齒條;105-導軌。
【具體實施方式】
[0020]下面結合圖1-3詳細闡述本發明。
[0021 ]如圖2、4所示，本發明提供的機器人行走機構包括前導向模塊103、后導向模塊101、機器人掛載部106和驅動機構102。前、后導向模塊分別設置在機器人掛載部106的前、后端，每個導向模塊可夾持軌道，轉彎時其可在水平面上轉動一定角度以適應轉向調節;驅動機構安裝在機器人掛載部的中部，其與軌道配合為前進后退提供動力，驅動機構可以左右移動一定幅度以適應轉彎的調整需要。
[0022]如圖2所示，前、后導向模塊結構相同，導向模塊包括支撐桿、導向塊、定位螺絲、4個導向輪，前、后導向模塊前后對稱分布，以后導向模塊101為例進行說明:支撐桿115安裝在機器人掛載部的端部，導向塊113通過連接軸承114安裝在支撐桿115的頂端，進而使得轉向時導向塊113可以水平旋轉;在導向塊113的左右兩側各安裝位置可調的一組導向輪，每組導向輪通過上、下兩個導向輪(后上導向輪110、后下導向輪111)配合，導向輪可上下調整傾斜角度以適應如圖3所示的導軌的左上、左下、右上、右下四個軌道面(116?119)，定位螺絲112用以最終固定4個導向輪。
[0023]如圖4所示，驅動機構包括驅動輪120、驅動輪定位螺絲121、驅動電機126、排線125。平移機構包括滑塊123、滑軌124、驅動輪支撐塊127以及拉簧(圖中未示出)。中部承載板128通過前、后支撐桿115平行于機器人掛載部106安裝，其四角固定四個傳感器安裝位104;在前、后導向模塊之間的中部承載板128上平行地安裝左、右滑軌124，在左、右滑軌124上設置滑塊123，在兩個滑塊123上分別平行地安裝兩個驅動輪支撐塊127，在左、右驅動輪支撐塊127頂部安裝驅動電機126，驅動電機輸出軸與驅動輪120連接，驅動電機驅動驅動輪正反轉動，驅動輪120的外周設有驅動齒;兩個拉簧掛載點122設置在左、右滑軌124的左端，在拉簧掛載點與驅動輪支撐塊之間設置拉簧。驅動機構、平移機構也可以直接安裝在機器人掛載部上。
[0024]結合圖1、3，行走機構的導向輪組夾持住導軌105下端的四個軌道面，在拉簧作用，驅動輪120與導軌上的齒條129緊密貼合，通過驅動輪120與齒條的配合實現行走機構的前后移動。當到達導軌的彎道位置時，驅動機構可沿滑軌滑動，而導向輪組在導向塊的帶動下進行水平旋轉，以適應彎道。
【主權項】
1.一種機器人行走機構，包括掛載部、驅動機構以及導向機構，其特征在于:所述導向機構包括前導向模塊和后導向模塊，所述前、后導向模塊結構相同，包括支撐桿、導向塊以及導向輪組;所述導向塊可旋轉地安裝在所述支撐桿上，所述導向塊的兩端分別安裝有導向輪組;所述前、后導向模塊的支撐桿的底端分別安裝在所述掛載部的兩端;所述驅動機構可左右移動地安裝在所述掛載部上。2.如權利要求1所述的機器人行走機構，其特征在于:所述導向輪組包括傾斜設置的上導向輪和下導向輪，所述上、下導向輪的傾斜角度可調。3.如權利要求1所述的機器人行走機構，其特征在于:所述導向塊通過連接軸承安裝在所述支撐桿的頂端。4.如權利要求1所述的機器人行走機構，其特征在于:所述導向塊成U形，所述導向輪組安裝在U形導向塊的兩個豎邊的內側。5.如權利要求1、2、3或4所述的機器人行走機構，其特征在于:所述驅動機構包括驅動電機、驅動輪;所述掛載部的上表面安裝平移機構，所述平移機構包括滑軌、設置在滑軌上的滑塊、支撐塊以及拉簧，所述支撐塊安裝在滑塊上，所述拉簧的兩端分別安裝在滑軌的左端、支撐塊的上端;所述驅動電機安裝在支撐塊上，該驅動電機的輸出軸與所述驅動輪連接。6.如權利要求5所述的機器人行走機構，其特征在于:所述掛載部上設置有平行的兩個平移機構，所述驅動電機安裝在兩支撐塊上。7.如權利要求5所述的機器人行走機構，其特征在于:所述驅動機構位于所述前、后導向模塊之間。8.如權利要求7所述的機器人行走機構，其特征在于:所述掛載部上方設置有中部承載板，該中部承載板的兩端分別安裝在前、后導向模塊的支撐桿上，所述平移機構安裝在中部承載板上。9.如權利要求8所述的機器人行走機構，其特征在于:所述中部承載板的邊角處設置有傳感器安裝位。10.如權利要求5所述的機器人行走機構，其特征在于:所述驅動輪的外周設有驅動齒。
【專利摘要】本發明提供一種機器人行走機構，包括掛載部、驅動機構以及導向機構，所述導向機構包括前導向模塊和后導向模塊，所述前、后導向模塊結構相同，包括支撐桿、導向塊以及導向輪組；所述導向塊可旋轉地安裝在所述支撐桿上，所述導向塊的兩端分別安裝有導向輪組；所述前、后導向模塊的支撐桿的底端分別安裝在所述掛載部的兩端；所述驅動機構可左右移動地安裝在所述掛載部上。本發明的導向機構及驅動機構在彎道可自適應，無需借助輔助裝置進行轉彎，結構簡單。
【IPC分類】B25J5/02
【公開號】CN105598944
【申請號】CN201610186221
【發明人】王澤 , 趙偉, 許春山
【申請人】億嘉和科技股份有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月29日