擺動式升降越障機器人的制作方法

本發明主要涉及越障機器人領域，尤其涉及一種擺動式升降越障機器人。

背景技術：

在實際應用過程中，移動機器人經常需要克服上、下臺階式的障礙。這類機器人上搭載的精密設備，往往要求在工作中保持姿態不變。現有的越障機器人，如帶有擺動鰭的履帶式機器人，越障能力有限，而且越障時底盤傾斜嚴重，不僅影響搭載設備的正常工作，而且容易導致機器人傾覆。現有的越障機器人，如仿生類的腿式機器人，雖具有較好的越障能力，然而結構及控制復雜、難以實現，而且成本高昂。現有的越障機器人，如帶有搖臂的輪式機器人，雖具有自適應的優點，但是越障能力有限，且上、下臺階式障礙能力不匹配。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單，成本低廉，易于制作、作業靈活、越障能力強、且在越障過程中能夠保持底盤水平的擺動式升降越障機器人。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種擺動式升降越障機器人，包括車架，所述車架于前端的兩側部裝設有兩個前驅動輪，車架于后端的兩側部裝設有兩個后驅動輪，所述車架上裝設有擺動支撐機構，所述擺動支撐機構上裝設有升降導向支撐架，所述升降導向支撐架的前后端均裝設有可獨立升降和行進的升降行進機構，所述前驅動輪和后驅動輪中的一組輪體位于兩個升降行進機構之間。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述升降導向支撐架包括橫梁和豎向導軌，所述橫梁固裝在擺動支撐機構上，所述豎向導軌分裝在橫梁的前后兩端，前后兩端的所述升降行進機構分別與相應端的豎向導軌滑接。

所述擺動支撐機構包括擺桿和伸縮缸，所述擺桿的兩端分別與車架和橫梁鉸接，所述伸縮缸裝設在車架、且伸縮缸的輸出端與橫梁鉸接。

所述升降行進機構包括升降驅動部件、升降桿和支撐輪，所述升降驅動部件裝設在豎向導軌上，所述升降桿滑裝在豎向導軌內并與升降驅動部件連接，所述支撐輪裝設在升降桿底部。

所述升降桿包括立桿和橫桿，所述立桿滑裝在豎向導軌內并與升降驅動部件連接，所述橫桿固裝在立桿底部，所述支撐輪分裝在橫桿的兩端部。

所述車架的前后部開設有用于前后端的升降行進機構穿過的鏤空避讓部。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1、本發明的擺動式升降越障機器人，只要前后升降行進機構的高度合適，不需要調整其他結構或者尺寸，就能跨越各種高度的臺階和障礙，其越障性能突出；

2、本發明的擺動式升降越障機器人，具有同等的克服上、下臺階式障礙的能力，適應性強。

3、本發明的擺動式升降越障機器人，在越障過程中能夠始終保持車架水平，確保機器人搭載的設備正常工作。

4、本發明的擺動式升降越障機器人，越障過程中利用擺動支撐機構改變升降行進機構相對于車架的位置，從而不需要轉向即能完成上下臺階，提高了越障靈活性；

5、本發明的擺動式升降越障機器人，整體結構非常簡單，功能可靠，成本低廉，易于制作。

附圖說明

圖1是本發明擺動式升降越障機器人的立體結構示意圖。

圖2是本發明擺動式升降越障機器人的仰視結構示意圖。

圖3是本發明擺動式升降越障機器人的主視結構示意圖。

圖4是本發明擺動式升降越障機器人的擺動狀態示意圖。

圖5是本發明擺動式升降越障機器人中車架抬升的狀態示意圖。

圖6是本發明擺動式升降越障機器人中前端升降行進機構抬升的狀態示意圖。

圖7是本發明擺動式升降越障機器人上臺階的流程示意圖。

圖8是本發明擺動式升降越障機器人下臺階的的流程示意圖。

圖中各標號表示：

1、車架；11、鏤空避讓部；2、前驅動輪；3、后驅動輪；4、擺動支撐機構；41、擺桿；42、伸縮缸；5、升降導向支撐架；51、橫梁；52、豎向導軌；6、升降行進機構；61、升降驅動部件；62、升降桿；621、立桿；622、橫桿；63、支撐輪。

具體實施方式

以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。

圖1至圖8示出了本發明擺動式升降越障機器人的一種實施例，該越障機器人包括車架1，車架1于前端的兩側部裝設有兩個前驅動輪2，車架1于后端的兩側部裝設有兩個后驅動輪3，車架1上裝設有擺動支撐機構4，擺動支撐機構4上裝設有升降導向支撐架5，升降導向支撐架5的前后端均裝設有可獨立升降和行進的升降行進機構6，前驅動輪2和后驅動輪3中的一組輪體位于兩個升降行進機構6之間。使用時，當該機器人在平地作業時，兩端的升降行進機構6與地面脫離處于高位，當需要越過臺階等障礙時，兩端的升降行進機構6沿升降導向支撐架5下降與地面接觸，進一步下降時會反向驅使升降導向支撐架5沿升降行進機構6向上抬升，從而帶動車架1抬升，當前驅動輪2與臺階同高時，升降行進機構6向前行進并帶動車架1使前驅動輪2與臺階接觸，此時，前端的升降行進機構6上升至初始位置，進一步向行進使后驅動輪3與臺階接觸，此時，后端的升降行進機構6上升至初始位置，從而實現上臺階，下臺階時，啟動擺動支撐機構4驅使升降導向支撐架5帶動升降行進機構6向前移動，直至前驅動輪2位于兩個升降行進機構6之間，此時，按上臺階的逆過程操作即可。本發明的機器人，只要前后升降行進機構6的高度合適，就能跨越各種臺階和障礙，其越障性能突出；越障過程中利用了前驅動輪2和后驅動輪3組成的輪體結構以及升降行進機構6的自行進能力，有較好的機動性；越障過程中利用擺動支撐機構4改變升降行進機構6相對于車架1的位置，從而不需要轉向即能完成上下臺階，提高了越障靈活性；本發明的機器人，整體結構非常簡單緊湊，成本低廉，易于制作。

本實施例中，升降導向支撐架5包括橫梁51和豎向導軌52，橫梁51固裝在擺動支撐機構4上，豎向導軌52分裝在橫梁51的前后兩端，前后兩端的升降行進機構6分別與相應端的豎向導軌52滑接。該結構中，橫梁51作為升降行進機構6和車架1升降的主要承載基礎，同時其能受擺動支撐機構4驅動作橫向移動，而豎向導軌52則保證了升降行進機構6和車架1升降的順暢性和快捷性。

本實施例中，擺動支撐機構4包括擺桿41和伸縮缸42，擺桿41的兩端分別與車架1和橫梁51鉸接，伸縮缸42裝設在車架1、且伸縮缸42的輸出端與橫梁51鉸接。該結構中，伸縮缸42作為動力源，擺桿41與車架1以及橫梁51形成平行四邊連桿機構，以實現升降行進機構6的前后移動。

本實施例中，升降行進機構6包括升降驅動部件61、升降桿62和支撐輪63，升降驅動部件61裝設在豎向導軌52上，升降桿62滑裝在豎向導軌52內并與升降驅動部件61連接，支撐輪63裝設在升降桿62底部。該結構中，升降驅動部件61可驅使升降桿62作升降運動，當支撐輪63與地面接觸時，升降驅動部件61又可通過升降導向支撐架5帶動車架1作升降運動；支撐輪63配備有驅動電機，通過支撐輪63的行進能夠帶動車架1行進，其結構簡單、設計巧妙。

本實施例中，升降桿62包括立桿621和橫桿622，立桿621滑裝在豎向導軌52內并與升降驅動部件61連接，橫桿622固裝在立桿621底部，支撐輪63分裝在橫桿622的兩端部。該結構中，升降桿62帶動橫桿622作升降運動，而橫桿622一方面作為支撐輪63的安裝基礎，另一方面，其位于豎向導軌52下方，能對升降桿62的上升以及車架1的下降形成定位。

本實施例中，車架1的前后部開設有用于前后端的升降行進機構6穿過的鏤空避讓部11。該鏤空避讓部11用于升降過程中升降行進機構6從其穿過，一方面避免形成干涉；另一方面可節省耗材。

雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限定本發明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發明技術方案保護的范圍內。