一种机器人多连杆悬架车轮和单段履带式行走机构的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人多连杆悬架车轮和单段履带式行走机构。

背景技术：

目前，履带式机器人行走机构多采用如下方式：

无悬挂整体式，这种结构类似于履带式工程机械如挖掘机，具有很强的承载能力和很好的整体刚度。但由于没有悬挂系统，与地面接触的强大冲击无法有效吸收，机器人不宜作快速机动。在翻越刚性较大的障碍和过峰顶时会有较大的翘板效应，产生拍击和履带打滑，进而降低机器人的通过能力。

有悬挂整体式，这种结构类似于坦克装甲车辆，具有良好的非结构地面通过能力和高速性。缺点是不能改变姿态，刚性和承载能力较差，不宜用于对稳定性要求较高或载荷变动大的如狙击、排爆、救援等机器人。

无悬挂履带分段式，这种方式采有单侧两段或三段可折叠履带，通过控制各段履带的折叠和伸展，可以使机器人离地高度和姿态发生变化，也可以大幅度地改善机器人的通过能力。但其最大缺点是操控机构复杂，占据内部空间大，履带横向尺寸大，无法安装悬挂系统，难以实现结构复杂地面的高速通行。

无悬挂变形式，这是一种通过改变履带内圈各支撑轮位置，使履带周边轮廓变形，如变为三角形、菱形等来改变机器人姿态的行走机构。但由于机构复杂，难以配置悬挂等弱点而使其应用范围受到较大限制。

现有技术中缺少一种可以调整姿态的单段履带式行走机构，可以根据使用环境实时调整履带接地长度、车体姿态和离地高度，在降低机构复杂度的同时大幅度地改善履带式机器人的适用范围和通用性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种机器人多连杆悬架车轮和一种可以调整姿态的单段履带式行走机构，可以根据使用环境实时调整履带接地长度、车体姿态和离地高度，可以在降低机构复杂度的同时大幅度地改善履带式机器人的适用范围和通用性。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：一种机器人多连杆悬架车轮，包括摇臂、连杆、平衡肘、弹性悬挂、摇杆及车轮，所述摇臂的第一端旋转式活动连接机身、第二端旋转式活动连接所述平衡肘的第一端，所述连杆的第一端旋转式活动连接机身、第二端旋转式活动连接所述平衡肘的中部，所述平衡肘具有第一、第二、第三三端，第一、第二端连线和第一、第三端连线呈夹角分布，且第一、第三端连线短于第一、第二端连线，所述平衡肘的第二端旋转式活动连接所述摇杆的第一端，所述平衡肘的第三端旋转式活动连接所述弹性悬挂的第一端，所述弹性悬挂的第二端旋转式活动连接所述摇杆的第二端，所述摇杆的中部与所述车轮同轴活动连接。

优选的，所述第一、第二端连线和第一、第三端连线的夹角小于30°。

优选的，所述连杆的长度大于所述摇臂的长度。

优选的，还包括动力源，所述动力源控制所述摇臂的旋转。

优选的，所述动力源采用控制电机。

优选的，还包括支撑车轮，所述摇臂的第二端和平衡肘的第一端同轴活动连接所述支撑车轮。

为实现上述目的，本实用新型还采用如下技术方案予以实现：一种单段履带式行走机构，包括所述机器人多连杆悬架车轮和辅助车轮，所述机器人多连杆悬架车轮和辅助车轮共同支撑单段履带结构。

优选的，所述单段履带结构设置有诱导齿，所述机器人多连杆悬架车轮和辅助车轮设置有车轮导槽，所述诱导齿放置在所述车轮导槽内。

本实用新型具有如下优点：

通过动力源控制摇臂的旋转角度，进而控制多连杆机构发生运动，使平衡肘发生旋转和位置变化，导致车轮和机身的相对位置、相对角度都发生变化，形成履带的不同形态，以适应不同的行走环境，可以根据使用环境实时调整履带接地长度、车体姿态和离地高度，在降低机构复杂度的同时大幅度地改善了履带式机器人的适用范围和通用性。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例中所述机器人多连杆悬架车轮的结构示意图。

图2是本实用新型第二实施例中所述机器人多连杆悬架车轮的动态示意图。

图中，1是摇臂；2是连杆；3是平衡肘；4是车轮；5是弹性悬挂；6是摇杆；7是支撑车轮。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型将以较佳实施例及观点加以叙述以解释本实用新型的结构，仅用来说明而非用以限制本实用新型的申请专利范围，因此，除说明书中的较佳实施例外，本实用新型亦可广泛实行于其他实施例中。

需要说明的是，在图1-2中，本实用新型以下所给出的描述中，特征的两端均用第一、第二端表示，如摇臂的第一、第二端表示摇臂的两个末端。

参照图1-2所示，本实用新型的单段履带式行走机构，包括机器人多连杆悬架车轮和辅助车轮，所述机器人多连杆悬架车轮和辅助车轮共同支撑单段履带结构。

所述单段履带结构设置有诱导齿，所述机器人多连杆悬架车轮和辅助车轮设置有车轮导槽，所述诱导齿放置在所述车轮导槽内。

具体的，重点参照图1，本实用新型的机器人多连杆悬架车轮，包括摇臂1、连杆2、平衡肘3、弹性悬挂5、摇杆6及车轮4，所述摇臂1的第一端旋转式活动连接机身、第二端旋转式活动连接所述平衡肘3的第一端，所述连杆2的第一端旋转式活动连接机身、第二端旋转式活动连接所述平衡肘3的中部，所述平衡肘3具有第一、第二、第三三端，第一、第二端连线和第一、第三端连线呈夹角分布，且第一、第三端连线短于第一、第二端连线，所述平衡肘3的第二端旋转式活动连接所述摇杆6的第一端，所述平衡肘3的第三端旋转式活动连接所述弹性悬挂5的第一端，所述弹性悬挂5的第二端旋转式活动连接所述摇杆6的第二端，所述摇杆6的中部与所述车轮4同轴活动连接。

采用上述技术，通过设置弹性悬挂5，及时的吸收来自地面的冲击，对非结构地面起到缓冲作用，有利于机器人作快速机动。

优选的，所述第一、第二端连线和第一、第三端连线的夹角小于30°。

采用上述技术，通过设置所述第一、第二端连线和第一、第三端连线的夹角，控制所述摇杆6的长度，便于对车轮4进行控制。

优选的，所述连杆2的长度大于所述摇臂1的长度。

采用上述技术，便于多连杆机构进行运作，控制平衡肘3的角度和位置变化。

优选的，还包括动力源，所述动力源控制所述摇臂1的旋转。

优选的，所述动力源采用控制电机。

优选的，还包括支撑车轮7，所述摇臂1的第二端和平衡肘3的第一端同轴活动连接所述支撑车轮7。

采用上述技术，通过支撑车轮7对履带进行支撑，防止履带与多连杆机构直接接触，便于多连杆机构在内部进行运作。

下面结合图1-2，详细说明本实用新型的机器人多连杆悬架车轮的工作过程：

通过控制电机控制摇臂1的旋转角度，摇臂1将运动传递到平衡肘3，驱动平衡肘3，进而控制多连杆机构发生运动，使平衡肘3发生折叠或拉伸，即，使平衡肘3发生旋转和位置变化，导致车轮4和机身的相对位置、相对角度都发生变化，通过控制系统的控制，形成履带的不同形态，以适应不同的行走环境，可以根据使用环境实时调整履带接地长度、车体姿态和离地高度，在降低机构复杂度的同时大幅度地改善了履带式机器人的适用范围和通用性。

综上所述，本实用新型的机器人多连杆悬架车轮，通过动力源控制摇臂1的旋转角度，进而控制多连杆机构发生运动，使平衡肘3发生旋转和位置变化，导致车轮4和机身的相对位置、相对角度都发生变化，形成履带的不同形态，以适应不同的行走环境，可以根据使用环境实时调整履带接地长度、车体姿态和离地高度，在降低机构复杂度的同时大幅度地改善了履带式机器人的适用范围和通用性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。