多轮腿全地形机器人车的制作方法

本发明涉及的是一种多轮腿结合能够适应全地形移动的机器人车，尤其涉及的是一种多轮腿全地形机器人车。

背景技术：

随着全地形车技术的不断发展和完善，全地形车在资源勘探、丛林搜救、沙滩追捕、工程探险、军事侦察、灾难搜救等领域将会得到广泛应用。全地形车的行走机构主要有轮式、履带式、腿脚式等几种机构。轮式机构应用最广泛，生活中常见的交通运输车辆都是采用的这种机构，适合在平坦路面行走，但是由于全地形车在作业时经常遇到无路可走的情况，所以单纯的轮式机构并不适合全地形车；履带式机构具有较强的通过性，但是对于全地形车经常遇到的沙滩、岩石、丛林等较为恶劣的环境，尤其是遇到较深宽的壕沟和较高陡的台阶时也就无能为力了；腿脚式机构对工作环境具有较大的局限性，在全地形车这种需要经常转换工作环境的车辆中很少应用。

目前的行走机构己经明显不能适应全地形车在如资源勘探等复杂地貌进行作业的要求。为了提高全地形车在复杂环境中的工作效率，选择一种更能适合在复杂地貌进行工作的行走机构，显得十分重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多轮腿全地形机器人车，该机器人车在复杂恶劣环境中具有很高的适应性和良好的翻越凸起、沟壑和台阶的能力。

本发明所采用的技术方案为：多轮腿全地形机器人车，包含底盘、舵机、空心轴电机、锂电池、同步带、同步带从动轮、上腿、下腿、车轮、轮边电机、陀螺仪、同步带驱动轮、轴承，其特征在于：六个空心轴电机通过螺钉分别安装于底盘下侧边缘处，每个空心轴电机的后端均安装有一个具有长输出轴的舵机，舵机输出轴穿过空心轴电机的中心，每个舵机输出轴与相应的空心轴电机输出轴内壁之间均安装有两个轴承，每个空心轴电机输出轴的轴端均固定安装有一个同步带驱动轮，每个舵机输出轴的轴端均与一个上腿上端的圆孔固连，每个上腿下端的圆孔均和一个下腿上端的轴转动连接，每个下腿上端轴的轴端均固定安装有一个同步带从动轮，每个同步带驱动轮和相应的同步带从动轮之间均安装有一条环形同步带，每个下腿下端均安装有一个轮边电机，每个轮边电机输出轴的轴端均安装有一个车轮，轮边电机具有断电自锁功能。

进一步的，所述的两个陀螺仪分别安装于底盘下侧面靠近前后端的中间位置，在底盘下侧两个陀螺仪之间安装有两块提供动力的锂电池。

附图说明

图1为本发明外观整体示意图。

图2为本发明的底部结构示意图。

图3为本发明左前腿中间位置剖面示意图。

图4为本发明翻越台阶的过程示意图。

图5为本发明翻越单边凸起障碍的过程示意图。

附图标号：1底盘、2舵机、2.1舵机输出轴、3空心轴电机、4锂电池、5同步带、6同步带从动轮、7上腿、8下腿、9车轮、10轮边电机、11陀螺仪、12同步带驱动轮、13轴承。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3所示，多轮腿全地形机器人车，包含底盘1、舵机2、空心轴电机3、锂电池4、同步带5、同步带从动轮6、上腿7、下腿8、车轮9、轮边电机10、陀螺仪11、同步带驱动轮12、轴承13，其特征在于：六个空心轴电机3通过螺钉分别安装于底盘1下侧边缘处，每个空心轴电机3的后端均安装有一个具有长输出轴的舵机2，舵机2输出轴穿过空心轴电机3的中心，每个舵机2输出轴与相应的空心轴电机3输出轴内壁之间均安装有两个轴承13，每个空心轴电机3输出轴的轴端均固定安装有一个同步带驱动轮12，每个舵机2输出轴的轴端均与一个上腿7上端的圆孔固连，每个上腿7下端的圆孔均和一个下腿8上端的轴转动连接，每个下腿8上端轴的轴端均固定安装有一个同步带从动轮6，每个同步带驱动轮12和相应的同步带从动轮6之间均安装有一条环形同步带5，每个下腿8下端均安装有一个轮边电机10，每个轮边电机10输出轴的轴端均安装有一个车轮9，轮边电机10具有断电自锁功能。

所述的两个陀螺仪11分别安装于底盘1下侧面靠近前后端的中间位置，在底盘1下侧两个陀螺仪11之间安装有两块提供动力的锂电池4。

本发明的实施例：

如图4所示，当多轮腿全地形机器人车(下文简称机器人车)需要攀越台阶障碍时，如图4(a)所示，机器人车首先移动到台阶下方；如图4(b)所示，在两个前舵机2的驱动下，两个前上腿7逆时针旋转动到一定的位置，然后在两个前空心轴电机3的驱动下两个前下腿8逆时针转动，当两个前车轮9接触到要攀越的台阶上表面时，两个前下腿8停止旋转；如图4(c)所示，在车轮9驱动下机器人车继续向前移动，当两个中间车轮9即将接触台阶立面时，机器人车停止移动；如图4(d)所示，两个中间上腿7在两个中间舵机2的驱动下逆时针旋转到一定位置，在两个中间空心轴电机3的驱动下，两个中间下腿8顺时针转动到一定位置后停止；如图4(e)所示，在两个前车轮9和两个后车轮9驱动下，机器人车向前移动，当两个后车轮9接近台阶立面时停止移动；如图4(f)所示，在两个后舵机2的驱动下，两个后上腿7逆时针转动到一定位置，在两个后空心轴电机3的驱动下，两个后下腿8顺时针转动到一定位置后停止；如图4(g)所示，在两个前舵机2驱动下，两个前上腿7逆时针转动，在两个中间舵机2的驱动下，两个中间上腿7顺时针转动，底盘1在高台阶上被逐渐抬起升高；如图4(h)所示，各上腿7、下腿8继续转动，实现翻越台阶的初始状态。

如图5所示，当机器人车需要翻越单边凸起障碍时，如图5(a)所示，机器人车移动到单边凸起障碍附近；如图5(b)所示，顺时针转动右前上腿7，逆时针转动右前下腿8，使右前车轮9落于凸起障碍上表面；如图5(c)所示，在车轮9驱动下机器人车向前移动，与此同时，中间上腿7顺时针转动到一定位置，中间下腿8逆时针转动到一定位置；如图5(d)所示，机器人车继续向前移动，右前车轮9离开凸起障碍上表面；如图5(e)所示，右前上腿7逆时针转动到一定位置，右前下腿8顺时针转动到一定位置使右前车轮9接触到地面，相同的原理，右后车轮9也可以越过单边凸起障碍。在此过程中由两个陀螺仪11实时监测底盘倾斜角度，并将数据传给控制器，控制器控制相应支腿进行转动，实现负反馈闭环控制，保证底盘1始终处于水平状态，以此保障安装于底盘1上的其他设备的正常工作。

六个支腿的相互配合可以使机器人车越过沟壑障碍。

在不适合车轮9驱动的崎岖路面上，机器人车可由不处于同一侧的三条支腿交替摆动，实现仿生多腿步行的运动形式。

技术特征：

技术总结
本发明公开多轮腿全地形机器人车，包含底盘、舵机、空心轴电机、锂电池、同步带、同步带轮、上腿、下腿、车轮、轮边电机、陀螺仪、轴承，六个空心轴电机安装于底盘下侧，每个空心轴电机的后端均安装有一个舵机，舵机输出轴穿过空心轴电机的中心，每个空心轴电机输出轴均安装有同步带轮，每个舵机输出轴均与一个上腿固连，每个上腿下端均和一个下腿转动连接，每个下腿上端均安装有一个同步带轮，每个支腿的两个同步带轮之间均安装有同步带，每个下腿均安装有一个轮边电机，每个轮边电机输出轴均安装有一个车轮，轮边电机具有断电自锁功能，陀螺仪和锂电池安装于底盘下侧。

技术研发人员：不公告发明人
受保护的技术使用者：连雪芳
技术研发日：2017.07.12
技术公布日：2017.11.07