凸嵌入方式设计来实现，即第一限位装置为凹陷部，所述第二限位装置为可伸入凹陷部的伸缩部，如图4的爆炸视图可知。
[0041]本发明中的机器人可以根据越障环境中障碍物的最大高度，调整越障轮偏心距的大小，即双偏心圆可变偏心距越障轮3为可调偏心距的越障轮，即通过伸缩部与不同位置凹陷部相配合来改变偏心距，伸缩部的伸缩可由外界遥控。偏心距定义为电机34的驱动轴33轴心与双偏心圆可变偏心距越障轮3的外轮31中心(圆心)之间的距离。
[0042]在本发明中，偏心距L的大小范围为[0，R)，其中，R为双偏心圆可变偏心距越障轮3的外轮31的半径。
[0043]若假设驱动轴33的轴心到机器人底盘的距离为E，则机器人可越过的障碍物最大高度接近R+L-E。
[0044]如图5，当双偏心圆可变偏心距越障轮3将偏心距调到最大时，即驱动轴靠近外轮31的边缘时，本发明可作偏心轮足结构机器人使用，并且，此时机器人可越过其所能达到的最大高度障碍物。
[0045]如图6，当双偏心圆可变偏心距越障轮3将偏心距调到某个值L时，该值的范围为(0，R)。此时，本发明可作偏心轮足结构机器人使用，且其越障高度为R+L-E。其中，E为电机34的驱动轴33轴心到机器人底盘的距离，R为双偏心圆可变偏心距越障轮3的外轮31的半径。
[0046]如图7，当双偏心圆可变偏心距越障轮3将偏心距调为最小值O时，该越障轮切换为普通圆轮，此时，本发明可作普通圆轮结构机器人使用。
[0047]在本发明中，轮足机器人共有六种动作方式:复位、前进、后退、原地向左转、原地向右转和停止。注意，在机器人执行相应的动作方式之前，一般应先调整越障轮的偏心距到适当位置，以使机器人能够越过相应高度的障碍物。
[0048]I)复位:通过电源23供电开始运行后自动进入复位操作，复位操作将测试各功能部件是否正常工作，并将任意放置于地面的机器人支撑起来，各部件处于预备状态等待控制信号。
[0049]2)前进:当机器人接收到前进信号后，控制电路运行前进算法，机器人向前行走，直到接收到其他的控制信号。
[0050]当机器人执行前进算法时，分为两种情况:
[0051]①行走装置(双偏心圆可变偏心距越障轮)3调整为普通的圆心轮
[0052]在此步态下，机器人的四个圆轮需保持同相位转动。
[0053]②行走装置(双偏心圆可变偏心距越障轮)3调整为偏心轮
[0054]首先，机器人可以根据障碍物的高度，调整越障轮偏心距的大小，偏心距的大小范围为[0，R)，其中，R为双偏心圆可变偏心距越障轮3的外轮31的半径。若假设偏心距为L，驱动轴的轴心到机器人底盘的距离为E，则机器人可越过的障碍物最大高度接近R+L-E。
[0055]然后，机器人的四个偏心轮保持同相位转动。
[0056]3)后退:一种双偏心圆可变偏心轮足机器人的机体采用的是偏平狭长状结构，并且四个双偏心圆可变偏心距越障轮分别是对称安装在机体的两侧，因此，后退就是前行的逆向运动，表现出来的就是电机的反向转动。
[0057]注意:一种双偏心圆可变偏心轮足机器人在规整地面前进和后退时，行走装置3一般调整为普通的圆心轮；在非规整地面进行前进和后退越障时，行走装置3 —般调整为偏心轮。
[0058]4)左转:当机器人接收到原地左转弯信号时，控制电路执行左转弯算法，机器人向左转弯，直到接收到其他的控制信号。
[0059]机器人的转弯采用左右机构差速方式，机体左转时，可以采用两种方式:
[0060]①保持左侧两个电机(34)不动，右侧两个电机(34)正转整数个周期(单个周期电机旋转360度)以达到理想的转弯角度要求。
[0061]②左侧电机(34)反向转动，右侧电机(34)正向转动，转动的量程为半个周期(电机旋转180度)的整数倍。
[0062]以上两种方式都可以达到转弯的效果，前者需要的转弯半径较大，后者基本上可以原地转弯。
[0063]5)右转:机体右转时，是对左转的一个反相位操作，原理和左转类似。
[0064]6)停止:当机器人接收到停止信号后，控制电路运行停机程序，取消各路与驱动电路连接的驱动控制信号。此时，机体左右两侧的电机34均停止转动，机器人将停止不动，直到接收到其他的控制信号。
[0065]本发明是一种结构简洁可靠、效率高、地表适应性好、越障能力强的双偏心圆可变偏心轮足机器人。当其需要在平整地面行走时，可将行走装置3的偏心距调整为0，此时本发明可做普通圆轮结构机器人使用，行走效率高；当其需要在非平整地面行走时，可将偏心距调整为(0，R)中的任意值(其中，R为越障轮的外轮31的半径)，此时本发明可做偏心轮足结构机器人使用，越障能力强，并且能够适应不同高度的障碍物。
[0066]以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种双偏心圆可变偏心距越障组件，其特征在于:包括同为偏心轮的内轮(32)和外轮(31)，所述内轮可转动的设置于外轮中，所述内轮的外环表面(321)上设置有若干个第一限位装置(361)，所述外轮的内环表面(311)设置有与第一限位装置配合的第二限装置(362)ο
2.根据权利要求1所述的双偏心圆可变偏心距越障组件，其特征在于:所述第一限位装置为凹陷部，所述第二限位装置为可伸入凹陷部的伸缩部。
3.根据权利要求1所述的双偏心圆可变偏心距越障组件，其特征在于:所述内轮和外轮上设置有驱动孔(37)。
4.一种双偏心圆可变偏心轮足机器人，包括机体(I)、安装在机体内部的控制系统(2)及对称安装在机体侧面的行走装置(3)，其特征在于:所述行走装置为双偏心圆可变偏心距越障组件，所述双偏心圆可变偏心距越障组件包括同为偏心轮的内轮(32)和外轮(31)，所述内轮可转动的设置于外轮中，所述内轮的外环表面上设置有若干个第一限位装置(361)，所述外轮的内环表面设置有与第一限位装置配合的第二限装置(362)。
5.根据权利要求4所述的双偏心圆可变偏心轮足机器人，其特征在于:所述内轮和外轮上设置有驱动孔(37)。
6.根据权利要求4所述的双偏心圆可变偏心轮足机器人，其特征在于:所述控制系统(2)主要包括中央控制器(21)、电机驱动控制器(22)、电源(23)和无线通信单元(24);其中，电源(23)通过电源线分别连接中央控制器(21)、电机驱动控制器(22)和无线通信单元(24);中央控制器(21)使用控制线分别与电机控制器(22)和无线通信单元(24)连接；电机驱动控制器(22)通过控制线与电机(34)连接，电机(34)通过电机固定板(35)安装在机体(I)上，内轮(32)通过驱动孔(37)安装在电机(34)的输出轴/驱动轴(33)上。
7.根据权利要求4所述的双偏心圆可变偏心轮足机器人，其特征在于:所述机体(I)的前端设置有越障支撑件(25)，其底端设置有防滑层。
8.根据权利要求4所述的双偏心圆可变偏心轮足机器人，其特征在于:所述机体(I)呈扁平狭长状结构。
【专利摘要】本发明公开了一种双偏心圆可变偏心距越障组件，包括同为偏心轮的内轮和外轮，所述内轮可转动的设置于外轮中，所述内轮的外环表面上设置有若干个第一限位装置，所述外轮的内环表面设置有与第一限位装置配合的第二限装置。本发明的越障机器人既可做偏心轮足结构机器人使用，又可做普通圆轮结构机器人使用。当机器人在平坦地面运动时，其越障轮切换为普通圆轮模式，普通圆轮的动力轴位于圆心，行走无起伏，效率高。在非平坦地面运动时，其越障轮可做偏心轮使用，偏心轮的动力轴偏离圆心，越障能力强。本发明中机器人的越障轮可以在偏心和圆心中自由切换，偏心距的大小可依据越障环境中障碍物的高度而实时调整，障碍物越高，越障轮的偏心距越大。
【IPC分类】B60B19-00, B62D57-02
【公开号】CN104670355
【申请号】CN201510124344
【发明人】方灿, 王宇俊, 黄结, 廖书斌, 蒋齐密
【申请人】西南大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月20日