一种双偏心圆可变偏心距越障组件及轮足机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机器人行走装置，具体涉及一种双偏心圆可变偏心距越障组件以及包含该组件的轮足机器人。
【背景技术】
[0002]人类对未知领域的不断探索以及人类工作环境的非结构化，并且，随着核能工业、探险救援、军事侦察、消防排爆、航天航空等众多领域的快速发展，迫切需要一种既能在平坦地面自由行走，又能在野外环境和复杂地形(如地震废墟、矿难现场)中自由行走和越障的移动机器人。
[0003]现有移动机器人的运动机构大致可分为:轮式、履带式、多足式、混合式(如轮腿混合式、轮履混合式)和特殊形式(如多边形翻滚式、蛇形滑动式)。其中，多足式和特殊形式大多属于仿生类行走机构，具有很强的越障能力和地形适应性，但这两类行走机构的机械结构复杂、控制难度大、机动性相对较差，目前正处于研宄与开发应用的初级阶段。履带经过一百多年的发展已经被证明是一种能适应复杂地形和恶劣环境的行走机构，不过它的缺点也很明显:笨重、需要大功率驱动器，因此，对于便携式或对功率有严格限制的移动机器人来说履带并不合适。
[0004]轮子早在三千多年前就已经出现，被认为是能量轮换效率最高的行走机构，轮子具有轻便简洁、高速度、高效率和控制简单等优势使得它经久不衰，近年来出现的万用拖轮(三角轮)、各种越障轮以及轮子与其它形式混合的行走机构使得轮子开始脱离硬质平坦地面而走进复杂地形。轮式机构具有效率高、速度快、行动稳定等优点，因此，经历了几千年的实际应用。
[0005]如何提高使用轮式机器人的越障能力，能够兼顾在规整地形系统功耗的平稳性和行走的高效性，是目前机器人技术领域亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0006]鉴于此，本实用新型的目的之一是提供一种双偏心圆可变偏心距越障组件，本实用新型的目的之二是提供一种具有双偏心圆可变偏心距越障组件的轮足机器人。
[0007]本实用新型的目的之一是通过以下的技术方案实现的，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位装置362。
[0008]进一步，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。
[0009]进一步，所述内轮和外轮上设置有驱动孔37。
[0010]本实用新型的目的之二是通过以下的技术方案实现的，一种双偏心圆可变偏心轮足机器人，包括机体1、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，所述行走装置为双偏心圆可变偏心距越障组件。
[0011]进一步，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。
[0012]进一步，所述机体I呈扁平狭长状结构。
[0013]由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点:
[0014]本实用新型通过采用一种双偏心圆可变偏心距越障轮足结构形式，设计一种结构简洁可靠、效率高、低能耗、地表适应性好、越障能力强的越障机器人，该越障机器人能够兼顾在规整地形系统功耗的平稳性和行走的高效性，同时能满足在非规整地形下的越障能力。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有以下显著优点:
[0016]采用双偏心圆可变偏心距越障轮足结构行走，可以改善偏心轮足结构的机器人在规整地形运动效率低的劣势而又不丧失越障能力，使得环境适应能力较高；
[0017]采用双偏心圆可变偏心距越障轮足结构行走，不但可以改善偏心轮结构在行走时功耗剧烈震荡，而且能保证行走的可靠性，并保证了前进、后退、左右转向功能的完整性；
[0018]采用双偏心圆可变偏心距越障轮足结构和机身结构采用对称设计并呈扁平狭长体型，对于发生倾覆时也能够正常行走，使得容错能力提高；
[0019]采用双偏心圆可变偏心距越障轮足结构，既能做偏心轮足越障机器人使用，又可做普通圆心轮足移动机器人使用，能够实现偏心轮足和普通的圆心轮足之间自由切换。
[0020]根据负重的大小和障碍物的高低，可以方便地选用不同大小的越障轮偏心距；
[0021]采用独立驱动方式，可控性好，可动态调整机器人的步距与速度。机械结构简单、实现容易、控制方便。
【附图说明】
[0022]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中:
[0023]图1为轮足机器人的整体结构示意图；
[0024]图2为双偏心圆可变偏心距越障组件的结构示意图；
[0025]图3为双偏心圆可变偏心距越障组件的爆炸视图；
[0026]图4为双偏心圆可变偏心距越障组件的剖面图；
[0027]图5为本实用新型作偏心轮足结构机器人使用的结构示意图一一越障轮的偏心距最大时的越障机器人；
[0028]图6为本实用新型作偏心轮足结构机器人使用的结构示意图一一越障轮的偏心距任意时的越障机器人；
[0029]图7为本实用新型作普通圆轮结构机器人使用的结构示意图一一越障轮的偏心距为O时的移动机器人；
[0030]其中，1-机体，2-控制系统，3-行走装置，21-中央控制器，22-电机驱动控制器，
23-电源，24-无线通讯单元，25-越障支撑件，31-外轮，311-内环表面，32-内轮，321-外环表面，33-驱动轴，34-电机，35-电机固定板，361-第一限位装置，362-第二限位装置，37-驱动孔。
【具体实施方式】
[0031]以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0032]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位装置362。
[0033]所述内轮和外轮上设置有驱动孔37。
[0034]基于上述的双偏心圆可变偏心距越障组件，本实用新型还提供一种轮足机器人，主要包括机体1、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。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。所述行走装置为前述的双偏心圆可变偏心距越障组件，内轮32通过驱动孔37安装在电机34的输出轴/驱动轴33上，电机34通过电机固定板35安装在机体I上，并且，双偏心圆可变偏心距越障组件3是四个对称安装在机体I两侧。
[0035]作为对本实施例的改进，机体I的前端设置有越障支撑件25，其底端设置有硅橡胶作为防滑层。防滑材料可以为硅橡胶、树脂摩擦材料或铝基复合材料。
[0036]作为对本实施例的进一步改进，机体I呈扁平狭长状结构，采用该结构使得机器人在发生侧翻后不影响其行走。
[0037]中央控制器21、电机驱动控制器22、电源23、无线通信单元24和控制电路固定安装在机体I中，为了避免机器人运动时重心失衡，最好将它们安装于靠近机器人重心位置，在本方案中，将它们装于重心位置并使其靠近重心的重量前后左右尽可能均衡。
[0038]如图2，双偏心圆可变偏心距越障轮3的内轮32上的驱动孔37与电机34的输出轴/驱动轴33相连，一个电机34对应一个双偏心圆可变偏心距越障轮3，采用独立驱动方式。电机34的驱动轴33始终可以带动内轮32转动。
[0039]如图3、4，本实用新型中行走装置一一双偏心圆可变偏心距越障轮3的爆炸视图和剖面图。双偏心圆可变偏心距越障轮3为双偏心轮结构，且内轮32固定于外轮31之中，内轮32可以在外轮31中转动，并且内轮32除了可以在外轮31中转动以外，没有其它的任何异动。当内轮32转动到相应位置时，可以利用第一限位装置361配合第二限位装置362将内轮32锁死，使其不再转动，而是带动外轮31 —起转动，此过程即为行走装置3在普通圆轮和不同偏心距的偏心轮之间的模式切换。在本设计方案中，第一限位装置和第二限位装置通过外轮31和内轮32的凹凸嵌入方式