轮式移动机器人的制作方法

本发明主要涉及地面移动机器人领域，尤其涉及轮式移动机器人。

背景技术：

目前在世界范围研发的地面移动机器人主要集中在轮式、腿式、履带式机器人以及一些具有特定功能的野外作业机器人。一般来说，轮式行进适用于路况较好的情况，速度快，但是越障能力较低。现有的轮式地面移动机器人，如摇杆式，虽具备一定的越障能力，但是车身的平稳性和抗震能力不足，无法满足对稳定行进有要求的特殊任务场合。现有的轮式机器人，如弹跳式机器人，越障能力突出，但是同样受制于行进过程中车身不够平稳，而且结构复杂，容错性较差。现有的轮式机器人，如多连杆式独立悬挂式，虽然具有较好的减震功能，但是结构复杂，而且越障能力不高，一旦发生翻车，机器人将失去继续行进执行任务的能力。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有双向悬挂功能、作业效率高、越障能力强、便于拆装和维护的轮式移动机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种轮式移动机器人，包括车架、悬挂支撑装置、环状轮体、驱动电机和齿轮，所述环状轮体于内环壁上设有一圈内齿圈，所述驱动电机装设在悬挂支撑装置上，所述齿轮与驱动电机的输出端连接，所述悬挂支撑装置支撑于环状轮体的内环、且所述齿轮与内齿圈啮合，所述悬挂支撑装置分装在车架前后两端的两侧部。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述悬挂支撑装置包括悬挂件、支撑弹簧和支撑臂，所述悬挂件与车架侧部卡接，所述支撑弹簧分装在悬挂件的上下部，所述支撑臂分别装设在上下部的支撑弹簧上并与环状轮体的内环形成滚动支撑，所述驱动电机装设其中一个支撑臂上。

所述支撑弹簧内设有导向轴，所述导向轴与悬挂件活动套接，导向轴两端分别与上下支撑臂固接。

所述悬挂件于上下部分别设有导向套，所述导向轴伸至导向套内，所述支撑弹簧套于导向套外围。

所述悬挂件侧部设有卡块，所述车架侧部装设有用于和卡块卡接适配的卡接部件。

所述卡接部件包括安装板、U型条和伸缩挡块，所述安装板装设在车架侧部，所述U型条装设在安装板上并与安装板之间形成U型卡槽，所述伸缩挡块装设在安装板上并位于U型条的开口处，所述卡块挤压伸缩挡块并滑于U型卡槽后，所述伸缩挡块伸出并抵挡所述卡块。

所述伸缩挡块包括挡块和伸缩弹簧，安装板上设有支撑条，所述挡块穿设于安装板上并跨设有支撑条上，所述伸缩弹簧装设在支撑条与挡块之间。

所述挡块的端部设有便于卡块进出的锥形导向部。

所述支撑臂在与环状轮体内环的接触位置装设有滚轮。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的轮式移动机器人，利用驱动电机、齿轮以及内齿圈的驱动配合作用，以带动环状轮体转动，形成直驱，减速级数少，传动效率高，使得机器人的行进速度快，作业效率高；

2、本发明的轮式移动机器人，由于采用齿轮和内齿圈的传动配合，使得环状轮体的轮径得以做大，越障性能突出；环状轮做成空心的环状可减轻重量，机器人行进时只有环状轮自转，转动惯量小，便于提高加减速性能以及行驶效率；

3、本发明的轮式移动机器人，环状轮体均是通过悬挂支撑装置装设在车架上，即环状轮体和悬挂支撑装置可形成模块化整体结构，方便与车架的快速拆装和维护。

4、本发明的轮式移动机器人，支撑弹簧和支撑臂对称地设在悬挂件的上下部，即两个方向都由支撑弹簧连接，形成双向独立悬挂支撑机构，实现减震功能并进一步提高越障性能，同现有的独立悬挂相比，不仅结构简单可靠，而且能够对来自上下两个方向的冲击形成缓冲作用，即如果车体发生翻转导致“底朝天”也能继续行进。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的主视结构示意图。

图3是本发明中环状轮体与悬挂支撑装置的装配示意图。

图4是本发明中悬挂件与卡接部件的装配示意图。

图5是本发明中悬挂件的立体结构示意图。

图6是本发明中卡接部件的立体结构示意图。

图中各标号表示：

1、车架；11、卡接部件；111、安装板；1111、支撑条；112、U型条；113、伸缩挡块；1131、挡块；11311、锥形导向部；1132、伸缩弹簧；114、U型卡槽；2、悬挂支撑装置；21、悬挂件；211、导向套；212、卡块；22、支撑弹簧；23、支撑臂；231、滚轮；24、导向轴；3、环状轮体；31、内齿圈；4、驱动电机；5、齿轮。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图6示出了本发明轮式移动机器人的一种实施例，该机器人包括车架1、悬挂支撑装置2、环状轮体3、驱动电机4和齿轮5，环状轮体3于内环壁上设有一圈内齿圈31，驱动电机4装设在悬挂支撑装置2上，齿轮5与驱动电机4的输出端连接，悬挂支撑装置2支撑于环状轮体3的内环、且齿轮5与内齿圈31啮合，悬挂支撑装置2分装在车架1前后两端的两侧部。野外作业时，机器人遇到的状况复杂多变。平整路况下，要求机器人能够快速推进，该结构中，利用驱动电机4、齿轮5以及内齿圈31的驱动配合作用，以带动环状轮体3转动，形成直驱，一方面，减速级数少，传动效率高，使得机器人的行进速度快，作业效率高；另一方面，使得环状轮体3的轮径得以做大，越障性能突出。而且，环状轮体3均是通过悬挂支撑装置2装设在车架1上，即环状轮体3和悬挂支撑装置2可形成模块化整体结构，方便与车架1的快速拆装和维护。

本实施例中，悬挂支撑装置2包括悬挂件21、支撑弹簧22和支撑臂23，悬挂件21与车架1侧部卡接，支撑弹簧22分装在悬挂件21的上下部，支撑臂23分别装设在上下部的支撑弹簧22上并与环状轮体3的内环形成滚动支撑，驱动电机4装设其中一个支撑臂23上。该结构中，悬挂件21与车架1侧部形成卡接，即形成可拆卸连接，便于形成模块化快速拆装结构，而支撑弹簧22和支撑臂23分设在悬挂件21的上下部，形成双向悬挂支撑机构，即两个方向都由支撑弹簧22连接，实现减震功能并进一步提高越障性能，同时如果车体发生翻转也能继续行进。

本实施例中，支撑弹簧22内设有导向轴24，导向轴24与悬挂件21活动套接，导向轴24两端分别与上下支撑臂23固接。该导向轴24对支撑弹簧22的运动形成导向和定位，防止支撑弹簧22发生偏移和弯曲，提高了行进时的稳定性。

本实施例中，悬挂件21于上下部分别设有导向套211，导向轴24伸至导向套211内，支撑弹簧22套于导向套211外围。该结构中，导向轴24可沿导向轴24作一定的位移，而支撑弹簧22套于导向套211外围，使得支撑弹簧22存在形变空间，保证了减震功能。

本实施例中，悬挂件21侧部设有卡块212，车架1侧部装设有用于和卡块212卡接适配的卡接部件11。通过卡块212与卡接部件11的适配卡接，实现了模块化快速拆装结构。

本实施例中，卡接部件11包括安装板111、U型条112和伸缩挡块113，安装板111装设在车架1侧部，U型条112装设在安装板111上并与安装板111之间形成U型卡槽114，伸缩挡块113装设在安装板111上并位于U型条112的开口处，卡块212挤压伸缩挡块113并滑于U型卡槽114后，伸缩挡块113伸出并抵挡卡块212。该结构中，当安装环状轮体3时，则将悬挂件21的卡块212沿U型条112的开口滑入U型卡槽114内，此过程中，伸缩挡块113先受压收缩，待卡块212完全进入U型卡槽114后，伸缩挡块113失去受压力而复位伸出并抵挡卡块212，从而实现对卡块212的锁定，其结构简单巧妙。

本实施例中，伸缩挡块113包括挡块1131和伸缩弹簧1132，安装板111上设有支撑条1111，挡块1131穿设于安装板111上并跨设有支撑条1111上，伸缩弹簧1132装设在支撑条1111与挡块1131之间。该结构中，挡块1131中间部位设有空腔，挡块1131跨设有支撑条1111上，支撑条1111与挡块1131之间空腔内装设伸缩弹簧1132，当卡块212沿U型条112的开口滑入U型卡槽114内时，挡块1131受力，伸缩弹簧1132收缩，待卡块212完全进入U型卡槽114后，伸缩弹簧1132复合并将挡块1131推出抵挡卡块212。

本实施例中，挡块1131的端部设有便于卡块212进出的锥形导向部11311。该锥形导向部11311对挡块1131的进出起到导向作用，一方面利于拆装，另一方面不会损伤卡块212。

本实施例中，支撑臂23在与环状轮体3内环的接触位置装设有滚轮231。支撑臂23通过滚轮231与环状轮体3内环形成滚动支撑，即形成了行星轮式结构，进一步提高了效率。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。