一种折叠变形的移动机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种折叠变形的移动机器人，其包括：相套并在一径向上的两端铰接以旋转配合的一内圆环和一外圆环，内圆环和外圆环的外径面上分别套接一轮圈；内圆环的环内空间中还包括：固定于内圆环上的夹角电机用于改变内圆环和外圆环相对折叠角度，外圈电机用于驱动连接外轮圈转动，内圈电机用于驱动连接内轮圈转动；在上述径向上还转动连接有一重力校位的重摆，重摆底部固定有照明器，重摆顶部固定有侦测器；还固定连接有一电控盒和一电源盒；只要外圆环与内圆环展开一小角度，就能使外轮圈和内轮圈立体接触狭窄空间，并在狭窄空间移动；本实用新型零部件少、结构简单、移动功能可靠。
【专利说明】一种折叠变形的移动机器人
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种折叠变形的移动机器人，具体是一种可适应不同地形及在狭窄空间应用的移动机器人。
【背景技术】
[0002]现有移动机器人在环境探测、安保探测、救生探测等领域应用广泛，在这些领域移动机器人满足适应多变的地形和在满足狭窄空间中正常使用需要；如中国实用新型专利(CN202029129)公开的一种复合式移动侦察机器人装置,其米用轮式结构的腿式结构，虽然其具备原地打转、翻越障碍以适应地形之需要，但其在侧翻时无法自动复位，其基于轮式和腿式动作只能满足前后运动方向，其侧向并无法自适应地形之功能。再如日本专利(特开平11-114234)公开的球壳体移动装置，虽然其能满足三维自动校正以适应地形，但其并没有折叠功能，对于超过其壳体径向尺寸的空间，其根本无法运动。
实用新型内容
[0003]为解决上述移动机器人所存在的问题，本实用新型旨在提供一种折叠变形的移动机器人，使其移动可全方位自动适应地形、并可折叠以在狭窄空间中前后移动、左右移动、翻转或原地打转之功能，以满足环境探测、安保探测、救生探测之需要。
[0004]为达上述目的，本实用新型提出一种折叠变形的移动机器人，其特征在于其包括:相套并在一径向上的两端铰接以旋转配合的一内圆环和一外圆环，内圆环的外径面上至少套接一可绕其轴向转动的内轮圈，外圆环的外径面上至少套接一可绕其轴向转动的外轮圈；内圆环的环内空间中还包括:
[0005]固定于内圆环上的一用于改变内圆环和外圆环相对折叠角度的夹角电机、一用于驱动连接外轮圈转动的外圈电机、一用于驱动连接内轮圈转动的内圈电机；其中，所述的夹角电机的转轴穿过内圆环与外圆环固接，外圈电机的转轴穿过内圆环与外圆环驱动连接外轮圈；夹角电机的转轴和外圈电机的转轴作为上述径向上的两铰接端；
[0006]在上述径向上还转动连接有一重力校位的重摆，重摆底部固定有照明器，重摆顶部固定有侦测器；
[0007]还固定连接有一电控盒和一电源盒。
[0008]所述的内圆环上设置与内轮圈内表面的转动配合的滚梢、滑轮或齿轮；外圆环上设置与外轮圈的内表面转动配合的滚梢、滑轮或齿轮。
[0009]所述的内轮圈和外轮圈为可与滚梢、滑轮或齿轮束紧转动配合的刚性圈、皮带圈、齿形履带圈；本实用新型优先采用刚性圈作为内轮圈和外轮圈，优先采用滑轮与刚性圈配合；使内轮圈在内圆环上、外轮圈在外圆环上转动更加灵敏。
[0010]所述刚性的内轮圈和外轮圈外径面套有橡胶环；以使内轮圈和外轮圈与地面具有较大的摩擦力，并通过橡胶环的缓冲，避免本实用新型因刚性振动而受损。
[0011]所述电控盒为圆管形，电控盒固定在夹角电机上，电控盒具有一缩径部，缩径部套接一滚珠轴承，重摆上设有一套孔，该套孔与轴承外径套接；使重摆在支撑块的缩径部转动更加灵敏，以尽量实时保持重摆姿态。
[0012]所述的重摆底部设有一套筒；照明器与套筒套接固定，实现照明器在重摆底部的快速安装，可为实用新型的黑暗的空间中提供光源照明；本实用新型中照明器也充当重摆的配重之用。
[0013]所述的重摆底部套筒上固定有可与地形接触的滚动件，所述的滚动件为滚动轴承；使本实用新型的重摆底端与地面接触时，可使重摆底端径向移动，并降低摩擦力。
[0014]所述的重摆顶部设有一定位块，定位块上设有一 T形槽；所述的侦测器上固定一 T形块，T形块与T形槽卡合套接；使侦测器快速安装固定在重摆顶部。
[0015]所述的电源盒固定接在电控盒与外圈电机之间；使电源盒永远保持在铰接的径向上，使电控盒与外部遥控器之间的无线信号传输更加稳定。
[0016]所述的侦测器为摄像头。
[0017]采用上述技术方案后，只要夹角电机的转动带动外圆环，使外圆环与内圆环展开并产生一小夹角，然后通过内圈电机驱动内轮圈、内圈电机驱动外轮圈，使本实用可前后移动、原地转动；本实用新型的电机都固定在内圆环的环内空间中，并且重摆随着外圆环与内圆铰部上升或下降自动校位，使本实用新型全方位自动适应地形、并可折叠以在狭窄空间中实现前后左右移动、或原地打转之功能。
[0018]本实用新型的有益效果如下:
[0019]①外圆环与内圆环折叠形成一躺平的圆饼状，而只要外圆环与内圆环展开一小角度，就能使外轮圈和内轮圈立体接触狭窄空间，并在狭窄空间移动；
[0020]②外圆环与内圆环展开或收缩，使本实用新型整体在椭圆球和圆球状之间渐变切换；使用其可全方位立体移动，永远不会因被掀翻而无法使用；
[0021]③本实用新型的电机、安装电路的电控盒、提供电力的电源盒、装载的测侦器及照明器都收纳安装在内圆环的环内空间中，安装方便，并且不影响本实用新型的折叠和移动功能；
[0022]④本实用新型零部件少、结构简单、移动功能可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型内圆环和外圆环重叠套合的主视图。
[0024]图2为本实用新型内圆环和外圆环重叠套合的立体结构示意图。
[0025]图3为本实用新型内圆环与外圆环展开的立体结构示意图。
[0026]图4为本实用新型外轮圈及内轮圈的装配立体结构分解图一。
[0027]图5为本实用新型外轮圈及内轮圈的装配立体结构分解图二。
[0028]图6为本实用新型重摆快速装接的立体结构分解示意图。
[0029]图7为本实用新型侦测器快速装接的立体结构分解示意图。
[0030]图8为本实用新型照明器快速装接的立体结构分解示意图。
[0031]图9为本实用新型内圆环与外圆环折叠的夹角为0度的结构示意图。
[0032]图10为本实用新型内圆环与外圆环折叠状态重心低的结构示意图。
[0033]图11为图10的主视图。[0034]图12为本为本实用新型内圆环与外圆环折叠状态重心高的结构示意图。
[0035]图13为图12的主视图。
[0036]图中附图标识为:A.径向；10.内圆环；11.内环滑轮；120.内轮圈；12.内轮橡胶环；20.外圆环；21.外环滑轮；220.外轮圈；22.外轮橡胶环；30.夹角电机；31.夹角电机的转轴；40.外圈电机；41.外圈电机的转轴；50.内圈电机；60.电控盒；61.缩径部；611.滚珠轴承；70.重摆；701.套孔；71.套筒；711.滚动轴承；72.定位块；721.T形槽；80.电源盒；90.侦测器；91.T形块；100.照明器。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0038]如图1?图5所示的一种折叠变形的移动机器人，包括一包括:相套并在一径向A上的两端铰接以旋转配合的一内圆环10和一外圆环20 ;内圆环10的外径面上套接有两个可绕其轴向转动的刚性内轮圈120，内圆环10上的内环滑轮11与刚性内轮圈120内表面的束紧转动配合，外圆环20的外径面上套接有两个可绕其轴向转动的刚性外轮圈220，外圆环20上的外环滑轮21与刚性外轮圈220的内表面束紧转动配合；刚性内轮圈120上外径面套接固定有内轮橡胶环12，外轮圈220外径面套接固定有外轮橡胶环22 ;内圆环10的环内空间101中还包括:固定于内圆环10上的一用于改变内圆环10和外圆环20相对折叠角度的夹角电机30、一用于驱动连接外轮圈220转动的外圈电机40、一用于驱动连接内轮圈120转动的内圈电机50 ;其中，夹角电机30的转轴31穿过内圆环10与外圆环20固接，外圈电机40的转轴41穿过内圆环10与外圆环20驱动连接外轮圈220 ;夹角电机30的转轴31和外圈电机40的转轴41作为上述径向A上的两铰接端；在上述径向A上还转动连接有一重力校位的重摆70、连接有一电控盒60和固定连接一电源盒80，电源盒80固定接在电控盒60与外圈电机40之间，电源盒80为本实用新型提供电力，电控盒60用于接收外部无线电遥控信号以控制本实用新型的电机正转、反转转动速度或角度；重摆70顶部连接有侦测器90，本实用新型的侦测器90为可传输视频的摄像头，重摆70底部固定有照明器100，照明器100在本实用新型亦作为重摆70的配重。
[0039]如图6和图2所示，径向A上设有圆管形的电控盒60固定在夹角电机30上，电控盒60具有一缩径部61，缩径部61套接一滚珠轴承611，重摆70上设有一套孔701，该套孔701与滚珠轴承611外径套接；重摆70底部设有一套筒71，照明器100与套筒71套接固定；在实际应用中，套筒71也可用于插接LED照明手电，本实用新型的套筒71实际为本实用新型的设备装载部，亦可用于照明手电的插接固定或是感应探测器的安装；如图8和图2所示，重摆70底部套筒71上固定有可与地形接触的滚动件711，所述的滚动件711为滚动轴承。
[0040]如图7所示，重摆70顶部设有一定位块72，定位块72上设有一 T形槽721，侦测器90上固定一 T形块91，T形块91与T形槽721卡合套接固定，使侦测器90快速装接在重摆70顶部。
[0041]下面详细说明本实用新型的工作原理和具体实施动作。
[0042]如图9和图1、图3所示，驱动夹角电机30，夹角电机30的转轴31带动外圆环20与内圆环10展开，如图10和11所示，外圆环20和内圆环10展开形成夹角，重摆70底部的滚动轴承711与地面滑动接触，直到重摆70上升到其底部离地，在重力的作用下自动调节姿态，使重摆70自动与重力线重合，此时重摆70重心低，本实用新型在该状态下可对横向较宽、纵向较窄的空间进行移动，如图继续驱动夹角电机30带动外圆环20与内圆环10之间继续展开扩大两者间的夹角，如图12和图13所示，重摆70保持与重力线重合的姿态并上升，本实用新型在该状态下可对横向较窄、纵向较高的空间进行移动；即通过夹角电机30的转轴驱动外圆环20，使外圆环20和内圆环10之间的折叠夹角改变，利于这一动作，可使外圆环20和内圆环10在相对旋转方向上产生翻转状态，并且控制外圆环20和内圆环10的折叠夹角大小，然后通过外圈电机40驱动的转轴41驱动外圆环上20上的两外轮圈220及外轮橡胶环22 —同转动，通过内圈电机50驱动内圆环10上的两内轮圈120及内轮橡胶环12 —同转动，使本实用新型在内圆环10和外圆环20具有夹角的状态下，都可使本实用新型前后移动、原地转动，因此，本实用新型在外圆环20和内圆环10有一微小夹角的情况下，都可实现全方向的移动，并可利用照明器100提供光源照明，利用侦测器90进去实时拍摄视频。
[0043]本实用新型的重摆70亦可改装为具有三维自动定位的陀螺仪结构，使侦测器90拍摄的影相更加稳定。
[0044]如图4和图5所示，本实用新型的内环滑轮11、外环滑轮21可用齿轮替换，而内轮圈120和外轮圈220可用软性齿形履带配合替换。
[0045]以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，本【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此，所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，由各权利要求限定。
【权利要求】
1.一种折叠变形的移动机器人，其特征在于其包括:相套并在一径向(A)上的两端铰接以旋转配合的一内圆环(10)和一外圆环(20)，内圆环(10)的外径面上至少套接一可绕其轴向转动的内轮圈(120)，外圆环(20)的外径面上至少套接一可绕其轴向转动的外轮圈(220);内圆环(10)的环内空间(101)中还包括:固定于内圆环(10)上的一用于改变内圆环(10)和外圆环(20)相对折叠角度的夹角电机(30)、一用于驱动连接外轮圈(220)转动的外圈电机(40)、一用于驱动连接内轮圈(120)转动的内圈电机(50);其中，所述的夹角电机(30)的转轴(31)穿过内圆环(10)与外圆环(20)固接，外圈电机(40)的转轴(41)穿过内圆环(10)与外圆环(20)驱动连接外轮圈(220);夹角电机(30)的转轴(31)和外圈电机(40)的转轴(41)作为上述径向(A)上的两绞接端；在上述径向(A)上还转动连接有一重力校位的重摆(70)，重摆(70)底部固定有照明器(100)，重摆(70)顶部固定有侦测器(90)；还固定连接有一电控盒(60)和一电源盒(80)。
2.如权利要求1所述的一种折叠变形的移动机器人，其特征在于:所述的内圆环(10)上设置与内轮圈(120)内表面的转动配合的滚梢、滑轮或齿轮；外圆环(20)上设置与外轮圈(220)的内表面转动配合的滚梢、滑轮或齿轮。
3.如权利要求2所述的一种折叠变形的移动机器人，其特征在于:所述的内轮圈(120)和外轮圈(220)为可与滚梢、滑轮或齿轮束紧转动配合的刚性圈、皮带圈、齿形履带圈。
4.如权利要求3所述的一种折叠变形的移动机器人，其特征在于:所述刚性的内轮圈(120)和外轮圈(220)外径面套有橡胶环(12、22)。
5.如权利要求1所述的一种折叠变形的移动机器人，其特征在于:所述电控盒(60)为圆管形，电控盒(60)固定在夹角电机(30)上，电控盒(60)具有一缩径部(61)，缩径部(60)套接一滚珠轴承(611 )，重摆(70)上设有一套孔(701 )，该套孔(701)与滚珠轴承(611)外径套接。
6.如权利要求1或5所述的一种折叠变形的移动机器人，其特征在于:所述的重摆(70)底部设有一套筒(71);照明器(100)与套筒(71)套接固定。
7.如权利要求6所述的一种折叠变形的移动机器人，其特征在于:所述的重摆(70)底部套筒(71)上固定有可与地形接触的滚动件(711)，所述的滚动件(711)为滚动轴承。
8.如权利要求1所述的一种折叠变形的移动机器人，其特征在于:所述的重摆(70)顶部设有一定位块(72)，定位块上设有一 T形槽(721);所述的侦测器(90)上固定一 T形块(91)，T形块(91)与T形槽(721)卡合套接。
9.如权利要求1所述的一种折叠变形的移动机器人，其特征在于:所述的电源盒(80)固定接在电控盒(60)与外圈电机(40)之间。
10.如权利要求1所述的一种折叠变形的移动机器人，其特征在于:所述的侦测器(90)为摄像头。
【文档编号】B62D57/02GK203544188SQ201320750374
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】段宇航 申请人:段宇航