一種行星輪式越障機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機器人領域，更具體地，涉及一種行星輪式越障機器人。
【背景技術】
[0002]越障機器人具有廣泛的用途。目前的越障機器人以輪式，履帶式，足式為主。現有越障機器人種類各有優點也各有不足:輪式越障機器人結構簡單，控制方便，負重比高，能量效率高，在平坦路面負載行進時較其他種類機器人具有絕對優勢，但在崎嶇地形下其越障性能較差，比如重載車輛，雖然負重能力強，行進速度也快，但需要路面平坦；履帶式越障機器人支撐面積大，下陷度小，地形適應能力強，但其結構復雜質量大，能量利用率低，比如坦克，越障能力強，但體積質量大，一般不用來負重；足式越障機器人運動靈活，地形適應能力強，但其結構和控制都很復雜，負重比較低，例如Boston Dynamics公司的R.Playter, M.Buehler 和 Μ.Raibert 等人在((BigDog)) 一文中提出的 BigDog 機器人，自重90kg,負重50kg，自身長度Im,最大速度為0.1mfs0因此，研宄一種結構較為簡單，控制方便，地形適應能力強，負重比高，能量效率高的越障機器人對工業、運輸等都具有重要意義。
[0003]華中科技大學李一鵬在碩士論文《一種新型越障機器人的設計與開發》里面介紹了一種越障機器人，其體積小，質量輕，采用了 6個獨立的行星輪組作為驅動，具有良好的越障能力。但是該機器人的驅動組在偏航方向沒有自由度，在爬有轉彎弧度的樓梯時不能使左右兩邊的行星輪組同時翻轉，左前行星輪組和右前行星輪組分別在上下兩級臺階上，即車身的左前端和右前端處于不同高度，車身嚴重歪斜，容易導致翻車。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種行星輪式越障機器人，其越障能力強，能適應有轉彎弧度的樓梯的爬坡要求。
[0005]為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種行星輪式越障機器人，包括車體及用于支撐車體的三個驅動組，所述車體包括前車體和后車體，所述前車體通過水平設置的第一鉸軸鉸接在后車體上，所述第一鉸軸的軸線沿左右方向延伸，其特征在于:
[0006]每個驅動組均包括一支撐梁、一距離傳感器、兩個支撐架、兩個動力驅動裝置和兩個行星輪組；其中，這兩個行星輪組左右設置，而且每個行星輪組分別通過一動力驅動裝置驅動移動；此外，每個支撐架上安裝一所述行星輪組和一所述動力驅動裝置，并且所述支撐梁通過所述的兩個支撐架支撐，而且在每個支撐架上均安裝所述距離傳感器，所述距離傳感器用于測量該距離傳感器所在側的行星輪組與前方障礙物的距離；
[0007]所述的三個驅動組按從前至后的順序依次設置，在前的驅動組的支撐梁、在中間的驅動組的支撐梁和在后的驅動組的支撐梁分別通過前鉸軸、中鉸軸和后鉸軸鉸接在車體上，所述前鉸軸、中鉸軸和后鉸軸均豎直設置。
[0008]優選地，每個驅動組的支撐梁上均安裝電磁開關，所述的電磁開關包括電磁鐵和開關軸，所述開關軸豎直設置，所述車體在對應于每個開關軸的位置均設置有限位孔，所述開關軸能在電磁鐵的驅動下伸入連接孔內或從限位孔內退出，從而使控制支撐梁與車體之間的相對轉動。
[0009]優選地，每個支撐架的上部均設置有減震器，減震器的上下兩端分別安裝在支撐梁和支撐架上。
[0010]優選地，每個減震器均包括上連接板、上連桿、下連桿和空氣彈簧，其中，所述上連桿的上端安裝在所述上連接板上，所述下連桿的下端安裝在所述支撐架上，所述上連桿的下端通過水平設置的第二鉸軸鉸接在所述下連桿的上端，所述空氣彈簧的上下兩端分別安裝在所述上連接板和所述支撐架上。
[0011 ] 優選地，每個減震器均包括上連接板、空氣彈簧和兩鉸接件，兩鉸接件左右設置且對稱安裝在上連接板的兩側，每個鉸接件包括上連桿和下連桿，所述上連桿的上端通過水平設置的第三鉸軸鉸接在在所述上連接板上，所述下連桿的下端通過水平設置的第四鉸軸鉸接在所述支撐架上，所述上連桿的下端通過水平設置的第二鉸軸鉸接在所述下連桿的上端，所述空氣彈簧的上下兩端分別安裝在所述上連接板和所述支撐架上。
[0012]總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果:
[0013]I)本發明采用減震器安裝在支撐架上，減震器采用懸掛式減震結構，具有體積小，質量輕，承載力高的特點；
[0014]2)本發明采用兩截式車體，并且采用豎直設置的前鉸軸、中鉸軸和后鉸軸，通過中鉸軸，前車體和后車體之間可以有一定角度的偏轉；通過前鉸軸，前車輪和前車體之間能有在爬地形適應能力較單一車體式更強；
[0015]3)采用可控式電磁開關，使得機身與動力驅動裝置之間可實現固接與鉸接的自由轉換，越障種類廣泛。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的結構示意圖；
[0017]圖2是本發明中前車體的結構示意圖；
[0018]圖3是本發明中后車體的結構示意圖；
[0019]圖4是本發明中驅動組的結構示意圖；
[0020]圖5是本發明的主視圖；
[0021]圖6是本發明中前驅動組上其中一種結構的減震器安裝在支撐架上的結構示意圖；
[0022]圖7是本發明的前驅動組上另一種結構的減震器安裝在支撐架上的結構示意圖；
[0023]圖8為本發明行進在轉彎臺階上的俯視示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0025]如圖1?圖7所示，一種行星輪式越障機器人，包括車體及用于支撐車體的三個驅動組，所述車體包括前車體100和后車體200，所述前車體100通過水平設置的第一鉸軸10鉸接在后車體200上，所述第一鉸軸10的軸線沿左右方向延伸；
[0026]每個驅動組均包括一支撐梁、兩個支撐架、兩個動力驅動裝置和兩個行星輪組；其中，這兩個行星輪組左右設置，而且每個行星輪組分別通過一動力驅動裝置驅動移動；此夕卜，每個支撐架上安裝一所述行星輪組和一所述動力驅動裝置，并且所述支撐梁通過所述的兩個支撐架支撐，而且在每個支撐架上均安裝有距離傳感器，所述距離傳感器用于測量該距離傳感器所在側的行星輪組與前方障礙物的距離；
[0027]優選地，每個驅動組的支撐梁上均安裝電磁開關，所述的電磁開關包括電磁鐵和開關軸，所述開關軸豎直設置，所述車體在對應于每個開關軸的位置均設置有限位孔，所述開關軸能在電磁鐵的驅動下伸入連接孔內或從限位孔內退出，從而使控制支撐梁與車體之間的相對轉動。
[0028]所述的三個驅動組按從前至后的順序依次設置，在前的驅動組的支撐梁通過前鉸軸313鉸接在前車體100上，在中間的驅動組的支撐梁通過中鉸軸鉸接在前車體100上，在后的驅動組的支撐梁通過后鉸軸鉸接在后車體200上，所述前鉸軸313、中鉸軸60和后鉸軸70均豎直設置。
[0029]本發明中的“前、后”方向是指生活中對車體方位慣常叫法；而相應地，“左、右”方向是指生活中對車體方位的慣常叫法。
[0030]進一步，每個支撐架的上表面均設置有減震器，減震器的上下兩端分別安裝在支撐梁和支撐架上，以減小車體的震動。
[0031]參照圖6，作為一種優選，所述減震器包括上連接板321、上連桿21、下連桿22和空氣彈簧322，所述上連桿21的上端安裝在上連接板321上，所述下連桿22的下端安裝在支撐架320上，所述上連桿21的下端通過水平設置的第二鉸軸20鉸接在下連桿22的上端，所述空氣彈簧的上下兩端分別安裝在上連接板321和支撐架320上。
[0032]參照圖7，作為另一種優選，所述減震器包括上連接板321、空氣彈簧322和兩鉸接件，兩鉸接件左右設置且對稱安裝在上連接板321的兩側，每個鉸接件包括上連桿21和下連桿22，所述上連桿21的上端通過水平設置的第三鉸軸30鉸接在在上連接板321上，所述下連桿22的下端通過水平設置的第四鉸軸40鉸接在支撐架320上，所述上連桿21的下端通過水平設置的第二鉸軸20鉸接在下連桿22的上端，所述空氣彈簧322的上下兩端分別安裝在上連接板321和支撐架320上。
[0033]本發明的三個驅動組按從前往后的順序依次為前驅動組300、中驅動組400和后驅動組500，三者具有相同的結構；
[0034]參照圖2，所述前車體100包括前車架110，前車箱120和電池箱130 ；
[0035]所述前車架110包括前橫桿111，中橫桿112，后橫桿113，左豎桿114，右豎桿115，前鉸架116，中鉸架117和后鉸架118 ;前橫桿111和中橫桿112的左端均與左豎桿114固接，右端均與右豎桿115固接，以此形成前車架110的整體；所述前鉸架116固接在所述前橫桿111的中后部，其上有前孔116A和后孔116B，前孔116A用于使前鉸軸313伸入前鉸架1