一種自動調節移動機器人車身高度裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及移動機器人高度調節，尤其涉及一種自動調節移動機器人車身高度裝置及方法。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的進步，越來越多的移動機器人被應用到各個領域，比如家庭服務、海洋開發、核電檢測維修、礦井搜救、排爆等壞境，在這些未知環境中存在多種障礙物，機器人要代替人類順利完成任務，必須有效的躲過這些障礙物，普遍解決方法都是固定機器人車身高度，讓機器人沿著障礙物旁邊移動，當障礙物高度并不是很高時，采用這種通用方法顯得工作效率低，因此為了解決的這個問題，提高移動機器人的工作效率，必須重新設計一種可以調節車身高度的機構。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種結構簡單緊湊，安裝方便，工作運行穩定可靠的自動調節移動機器人車身高度裝置及方法。實現移動機器人車身高度自動調節，降低移動機器人運動規劃編程難度，以及該裝置可以提高機器人的工作效率。
[0004]本發明通過下述技術方案實現:
[0005]一種自動調節移動機器人車身高度裝置，包括箱體4、設置在箱體4內的傳動機構和根據障礙物高度數據信息控制傳動機構正/反轉的機器人控制系統；
[0006]所述箱體4的外底部通過一個四連桿機構與車架11活動鉸接；
[0007]傳動機構與車架11之間連接有一繩索15，傳動機構轉動，改變繩索15長度，并驅動四連桿機構作伸長或者縮短動作。
[0008]所述傳動機構包括減速齒輪18、與減速齒輪18嚙合的齒輪軸5、驅動減速齒輪18正/反轉的電機20。
[0009]所述箱體4的底部開有通孔17，繩索15穿過通孔17，繩索15的一端連接減速齒輪18的轉軸，另一端連接車架11。
[0010]所述四連桿機構包括兩個對稱的上連桿8和兩個對稱的下連桿10 ;所述上連桿8與下連桿10的鉸接端通過鉸鏈活動連接；上連桿8的另一端通過鉸鏈與箱體4的外底部活動鉸接；兩個下連桿10的端部通過同一個鉸鏈與車架11活動鉸接；所述上連桿8與下連桿10的鉸接端之間連接有拉簧16。
[0011]所述減速齒輪18的直徑大于齒輪軸5的直徑。
[0012]所述繩索15為鋼絲繩或者鐵鏈；所述車架11下端裝有車輪13。
[0013]所述電機20安裝固定在箱體4底部，通過聯軸器與減速齒輪18連接傳遞動力。
[0014]所述箱體4的底部通孔17安裝有密封圈，密封圈與繩索15貼合。
[0015]箱體4頂部還設有一個箱蓋1，箱蓋I墊有密封墊圈3，通過螺釘2與箱體4緊固。
[0016]調節機器人車身高度的方法如下:
[0017](I)移動機器人車身降低步驟
[0018]機器人控制系統根據障礙物高度數據信息，控制電機20轉動，電機20經過減速齒輪18驅動齒輪軸5，齒輪軸5正轉拉緊繩索15，此時繩索15的長度逐漸縮短，在繩索15的拉動下，上連桿8與下連桿10向內作彎折動作，使四連桿機構縮短，相應的移動機器人車身被降低；
[0019](2)移動機器人車身升高步驟
[0020]機器人控制系統根據障礙物高度數據信息，控制電機20轉動，電機20經過減速齒輪18驅動齒輪軸5，電機20反轉時，齒輪軸5反轉放松繩索15，此時繩索15的長度逐漸延長，在拉簧16的拉力作用下，上連桿8與下連桿10向外作伸展動作，使四連桿機構伸長，相應的，移動機器人車身被升高。
[0021]本發明相對于現有技術，具有如下的優點及效果:
[0022]本發明可應用于兩棲移動機器人裝備領域，該裝置接收到移動機器人控制系統數據信息，采用電機經過減速齒輪驅動齒輪軸，利用齒輪軸旋轉拉緊繩索并結合四連桿機構降低移動機器人車身高度；而放松繩索時，四連桿機構在拉簧拉力的作用下收縮，起到升高移動機器人車身高度，以至完成移動機器人車身高度的自動調節作用。
[0023]本發明設計合理，結構簡單，性能穩定可靠，安裝方便，可有效解決移動機器人工作遇到障礙物繞道行走的問題，通過調節車身高度直接跨過障礙物，提高了移動機器人的工作效率，并大大降低了移動機器人運動規劃的編程難度。
[0024]本發明箱體采用了具有防水作用的密封圈，移動機器人可適用于水下環境。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明結構示意圖
[0026]圖2為圖1左視圖
[0027]圖3為圖1俯視圖
[0028]圖4為箱體部分立體圖
【具體實施方式】
[0029]下面結合具體實施例對本發明作進一步具體詳細描述。
[0030]實施例
[0031]如圖1至4所示。本發明自動調節移動機器人車身高度裝置，包括箱體4、設置在箱體4內的傳動機構和根據障礙物高度數據信息控制傳動機構正/反轉的機器人控制系統；
[0032]所述箱體4的外底部通過一個四連桿機構與車架11活動鉸接；
[0033]傳動機構與車架11之間連接有一繩索15，傳動機構轉動，改變繩索15長度，并驅動四連桿機構作伸長或者縮短動作。
[0034]所述傳動機構包括減速齒輪18、與減速齒輪18嚙合的齒輪軸5、驅動減速齒輪18正/反轉的電機20。
[0035]所述箱體4的底部開有通孔17，繩索15穿過通孔17，繩索15的一端連接減速齒輪18的轉軸，另一端連接車架11。
[0036]所述四連桿機構包括兩個對稱的上連桿8和兩個對稱的下連桿10 ;所述上連桿8與下連桿10的鉸接端通過鉸鏈活動連接；上連桿8的另一端通過鉸鏈與箱體4的外底部活動鉸接；兩個下連桿10的端部通過同一個鉸鏈與車架11活動鉸接；所述上連桿8與下連桿10的鉸接端之間連接有拉簧16。
[0037]所述減速齒輪18的直徑大于齒輪軸5的直徑。
[0038]所述繩索15為鋼絲繩或者鐵鏈；所述車架11下端裝有車輪13。車輪13通過銷軸12與車架11連接，實現車輪13可靠滾動。
[0039]所述電機20安裝固定在箱體4底部，通過聯軸器與減速齒輪18連接傳遞動力。
[0040]所述箱體4的底部通孔17安裝有密封圈，密封圈與繩索15貼合，實現裝置密封效果O
[0041]箱體4頂部還設有一個箱蓋1，箱蓋I墊有密封墊圈3，通過螺釘2與箱體4緊固，實現裝置密封效果。
[0042]調節機器人車身高度的方法如下:
[0043](I)移動機器人車身降低步驟
[0044]機器人控制系統根據障礙物高度數據信息，控制電機20轉動，電機20經過減速齒輪18驅動齒輪軸5，齒輪軸5正轉拉緊繩索15，此時繩索15的長度逐漸縮短，在繩索15的拉動下，上連桿8與下連桿10向內作彎折動作，使四連桿機構縮短，相應的移動機器人車身被降低；
[0045](2)移動機器人車身升高步驟
[0046]機器人控制系統根據障礙物高度數據信息，控制電機20轉動，電機20經過減速齒輪18驅動齒輪軸5，電機20反轉時，齒輪軸5反轉放松繩索15，此時繩索15的長度逐漸延長，在拉簧16的拉力作用下，上連桿8與下連桿10向外作伸展動作，使四連桿機構伸長，相應的，移動機器人車身被升高。
[0047]如上所述，便可較好地實現本發明。
[0048]本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種自動調節移動機器人車身高度裝置，其特征在于: 包括箱體(4)、設置在箱體(4)內的傳動機構和根據障礙物高度數據信息控制傳動機構正/反轉的機器人控制系統； 所述箱體(4)的外底部通過一個四連桿機構與車架(11)活動鉸接； 傳動機構與車架(11)之間連接有一繩索(15)，傳動機構轉動，改變繩索(15)長度，并驅動四連桿機構作伸長或者縮短動作。
2.根據權利要求1所述的自動調節移動機器人車身高度裝置，其特征在于:所述傳動機構包括減速齒輪(18)、與減速齒輪(18)嚙合的齒輪軸(5)、驅動減速齒輪(18)正/反轉的電機(20)。
3.根據權利要求1所述的自動調節移動機器人車身高度裝置，其特征在于:所述箱體(4)的底部開有通孔(17)，繩索(15)穿過通孔(17)，繩索(15)的一端連接減速齒輪(18)的轉軸，另一端連接車架(11)。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的自動調節移動機器人車身高度裝置，其特征在于:所述四連桿機構包括兩個對稱的上連桿(8)和兩個對稱的下連桿(10);所述上連桿(8)與下連桿(10)的鉸接端通過鉸鏈活動連接；上連桿(8)的另一端通過鉸鏈與箱體(4)的外底部活動鉸接；兩個下連桿(10)的端部通過同一個鉸鏈與車架(11)活動鉸接；所述上連桿⑶與下連桿(10)的鉸接端之間連接有拉簧(16)。
5.根據權利要求4所述的自動調節移動機器人車身高度裝置，其特征在于:所述減速齒輪(18)的直徑大于齒輪軸(5)的直徑。
6.根據權利要求4所述的自動調節移動機器人車身高度裝置，其特征在于:所述繩索(15)為鋼絲繩或者鐵鏈；所述車架(11)下端裝有車輪(13)。
7.根據權利要求2所述的自動調節移動機器人車身高度裝置，其特征在于:所述電機(20)安裝固定在箱體(4)底部，通過聯軸器與減速齒輪(18)連接傳遞動力。
8.根據權利要求2所述的自動調節移動機器人車身高度裝置，其特征在于:所述箱體(4)的底部通孔(17)安裝有密封圈，密封圈與繩索(15)貼合。
9.根據權利要求4所述的自動調節移動機器人車身高度裝置，其特征在于:箱體(4)頂部還設有一個箱蓋(1)，箱蓋(I)墊有密封墊圈(3)，通過螺釘(2)與箱體(4)緊固。
10.采用權利要求1至9任一項所述自動調節移動機器人車身高度裝置，調節機器人車身高度的方法，其特征在于下述步驟: (1)移動機器人車身降低步驟 機器人控制系統根據障礙物高度數據信息，控制電機(20)轉動，電機(20)經過減速齒輪(18)驅動齒輪軸(5)，齒輪軸(5)正轉拉緊繩索(15)，此時繩索(15)的長度逐漸縮短，在繩索(15)的拉動下，上連桿⑶與下連桿(10)向內作彎折動作，使四連桿機構縮短，相應的移動機器人車身被降低； (2)移動機器人車身升高步驟 機器人控制系統根據障礙物高度數據信息，控制電機(20)轉動，電機(20)經過減速齒輪(18)驅動齒輪軸(5)，電機(20)反轉時，齒輪軸(5)反轉放松繩索(15)，此時繩索(15)的長度逐漸延長，在拉簧(16)的拉力作用下，上連桿(8)與下連桿(10)向外作伸展動作，使四連桿機構伸長，相應的，移動機器人車身被升高。
【專利摘要】本發明公開了一種自動調節移動機器人車身高度裝置及方法，包括箱體、設置在箱體內的傳動機構和根據障礙物高度數據信息控制傳動機構正/反轉的機器人控制系統；箱體的外底部通過一個四連桿機構與車架活動鉸接；傳動機構與車架之間連接有一繩索，傳動機構轉動，改變繩索長度，并驅動四連桿機構作伸長或者縮短動作。本裝置可應用于兩棲移動機器人裝備領域，該裝置接收到移動機器人控制系統數據信息，采用電機經過減速齒輪驅動齒輪軸，利用齒輪軸旋轉拉緊繩索并結合四連桿機構降低移動機器人車身高度；而放松繩索時，四連桿機構在拉簧拉力的作用下收縮，起到升高移動機器人車身高度，以至完成移動機器人車身高度的自動調節作用。
【IPC分類】B60G17-00
【公開號】CN104527361
【申請號】CN201410823114
【發明人】謝小鵬, 李盛前, 李光樂
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月22日