一种可自主收回的辅助车体越障的机构的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种可自主收回的辅助车体越障的机构。

背景技术：

近年来，轮式和履带式移动机器人以其优越的运动性能得到广泛的应用，但是两种移动机器人对路况情况比较敏感，对一些路况复杂的崎岖路，一些相对于轮子直径或者履带高度比较大的障碍物的时候，两种移动机器人也无能为力，所以提高轮式和履带式移动机器人的越障能力的具有重要意义。现村的一些辅助越障的机构结构复杂，控制困难，设计中结构控制简单的辅助越障机构十分重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可自主收回的辅助车体越障的机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种可自主收回的辅助车体越障的机构。该机构不仅能够利用自身随行小轮保护车体免于崎岖路面剐蹭，延长机器人使用寿命，提高机器人安全性，又能提高小车的复杂地面通过能力，同时还能主动支撑车体，提高车体质心高度，提高爬坡和越障能力，更好的完成工作任务。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种可自主收回的辅助车体越障的机构，所述越障机构包含：固定底板、电机支座、电机减速器、电机、标准锥齿轮、左侧板、右侧板、上板、角接触球轴承、套筒、输入轴、止推轴承、凸轮随动器、支杆、随行小轮、发条弹性装置、绳索固定件、止推轴承固定片。所述侧板与上板连接组成外壳，其内部称之为支杆舱，输入轴通过套筒和轴承与固定侧板装配，两个凸轮随动器固定于输入轴上并且作用于支杆内壁，能够实现输入轴转动时由凸轮随动器压迫支杆内壁带动支杆转动，由于上板形状固定，只能使远离输入轴支杆的一端绕输入轴转动，进而支撑车体。输入轴两侧位置装有止推轴承来限制支杆的轴向位移，支杆上连接有八对随行小轮和一个绳索固定件，发条弹性装置固定在右侧板上，该发条弹性装置输入一条钢丝绳固定在绳索固定件上，能够保证支杆时刻有恢复初始位置的约束力，当支杆转动半周时，发条弹性装置通过带动钢丝绳使支杆回到支杆舱内。

优选的，所述支杆上连接有八对随行小轮和一个绳索固定件，且八对随行小轮呈现上下对称的四四分布；

优选的，当所述支杆转动半周时，发条弹性装置通过带动钢丝绳是支杆回到支杆舱内；

优选的，所述电机减速器选用普通的r系列减速机、f系列减速机、k系列减速机、s系列减速机任意一种；

优选的，所述标准锥齿轮的齿数为z1=22～30，且两个标准锥齿轮采用夹角90°啮合配合；

优选的，所述发条弹性装置可选用弹片或者扭力弹簧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该机构能够主动支撑车体，提升车体质心高度，提高爬坡和越障能力；

2、该机构结构紧凑简单，可自形成模块化，可通过改变机构外形尺寸以适用于任何车体；

3、该机构在小幅支撑动作后，可控制输入轴沿反方向收回支杆；

4、该机构在完成辅助越障之后，在发条弹性装置作用下，是支杆沿着内壁自动收回舱内，不在需要其他机构和动力驱动来实现，简化机构，减少能量消耗；

5、该机构能够利用自身随行小轮提高崎岖路面通过能力，保护车体避免剐蹭。

附图说明

图1为本发明一种可自主收回的辅助车体越障的机构一种实施例的立体结构示意图；

图2为本发明一种可自主收回的辅助车体越障的机构去掉右侧板的右视图；

图3为图2的a-a剖视图；

图中：1、标准锥齿轮；2、电机支座；3、电机减速器；4、固定底板；5、电机；6、左侧板；7、上板；8、发条弹性装置；9、钢丝绳；10、支杆；11、绳索固定件；12、随行小轮；13、止推轴承固定片；14、右侧板；15、凸轮随动器；16，止推轴承；17、套筒；18、输入轴；19、角接触球轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：

一种可自主收回的辅助车体越障的机构包括固定底板4、电机支座2、电机减速器3、电机5、标准锥齿轮1、左侧板6、右侧板14、上板7、角接触球轴承19、套筒17、输入轴18、止推轴承16、凸轮随动器15、支杆10、随行小轮12、发条弹性装置8、绳索固定件11、止推轴承固定片13。标准锥齿轮1的齿数为z1=22～30，且两个标准锥齿轮1采用夹角90°啮合配合。电机减速器3选用普通的r系列减速机、f系列减速机、k系列减速机、s系列减速机任意一种。

所述电机5和电机减速器3通过电机支座2与固定底板4连接，左侧板6、右侧板14与上板7连接组成外壳，其内部称之为支杆舱，输入轴18通过套筒17和角接触球轴承19与左侧板6装配，两个凸轮随动器15固定于输入轴18上并且作用于支杆10的内壁，能够实现输入轴18转动时由凸轮随动器15压迫支杆10的内壁带动支杆10转动，由于上板7形状固定，只能使远离输入轴18的支杆10的一端绕输入轴18转动，进而支撑车体。输入轴18两侧位置装有止推轴承16来限制支杆18的轴向位移，支杆10上连接有8对随行小轮12和一个绳索固定件11，发条弹性装置8固定在右侧板14上，发条弹性装置8可选用弹片或者扭力弹簧。该发条弹性装置8输入一条钢丝绳9固定在绳索固定件11上，能够保证支杆10时刻有恢复初始位置的约束力，当支杆10转动半周时，发条弹性装置8通过带动钢丝绳9使支杆18回到支杆舱内。

当车体前进方向有且不可避免的低于质心高度障碍物时，正常情况需要很大动力来实现越障，此时应用本发明与车体前部可解决这一问题。本发明可自主收回的辅助车体越障的机构的工作原理和工作流程：当出现此类状态时，电机5通过电机减速器3获得足够大的扭矩，通过标准锥齿轮1将动力传递到输入轴18上，输入轴18绕逆时针转动（从前进右侧方向看），连接在输入轴18上的两个凸轮随动器15通过挤压支杆10内壁迫使支杆10绕输入轴18转动，靠近输入轴18的支杆10一端通过上边连接的随行小轮12沿着上板7形状运动，远离输入轴18的支杆10一端绕输入轴18转动接触地面支撑车体，提升前轮高度，完成越障之后，控制电机5反方向转动，使支杆10沿原路返回到支杆舱，完成辅助越障。

当车体前进方向有且不可避免的高于质心高度的障碍物时，正常情况车体的前端可以搭在障碍物却因满足不了越障条件而打滑或者倾覆，此时应用本发明于车体尾部可解决这类问题。本发明可自主收回的辅助车体越障的机构的工作原理和工作流程：当出现此类状态时，电机5通过电机减速器3获得足够大的扭矩，通过标准锥齿轮1将动力传递到输入轴18上，输入轴18绕顺时针转动（从前进右侧方向看），连接在输入轴18上的两个凸轮随动器15通过挤压支杆10内壁迫使支杆10绕输入轴18转动，靠近输入轴18的支杆10一端通过上边连接的随行小轮12沿着上板7形状运动，远离输入轴18的支杆10一端绕输入轴18转动接触地面支撑车体，提升质心高度，进而满足越障条件完成越障。此时支杆10已不能沿原路返回到支杆舱内，需要电机5继续提供动力是支杆10转动到与固定底板4平行的时候，支杆10受到固定在绳索固定件11上钢丝绳的牵引，使支杆10回到支杆舱，完成一次辅助越障动作。

当车体前进方向有且不可避免的高于质心高度的障碍物且车体前端无法搭在障碍物上时，在车体前后部分均安装有本发明机构通过协作亦可通过障碍物。首先利用安装在车体前端的本发明机构是车体前端能够搭在障碍物上，之后再通过车体尾部的本发明机构实现质心高度提升已达到越障的目的，具体工作流程同上，在此不再赘述，本发明未述及之处适用于现有技术。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。