一种地形自适应变构型移动八轮探测机器人的制作方法

本发明属于探测机器人领域，具体地说是一种地形自适应变构型移动八轮探测机器人。

背景技术：

随着机器人技术的迅猛发展，对能在复杂环境下执行任务的特种机器人的需求日益增加。八轮自适应机器人对复杂地形具有较高的适应性，八个电机独立驱动的方式动力强劲，具有较高的地形通过能力与机动能力。

国内外研发了不同构型的机器人，但关于针对环境可自适应的机器人却比较少，这使得机器人的发展受到了局限性，其工作环境也有所限制。

技术实现要素：

为了满足机器人针对不同环境能够自适应的需求，本发明的目的在于提供一种地形自适应变构型移动八轮探测机器人。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括车体、空心轴、悬架、独立驱动轮及悬架电机，其中独立驱动轮两个为一组、前后安装在一个悬架上，组成一个悬挂系统，所述车体的左右两侧各安装有两根空心轴，每根空心轴均对应一个所述悬挂系统；所述车体内分别安装有与悬挂系统数量相同、一一对应的悬架电机，每个悬架电机的输出端均通过转动安装在空心轴内的连接轴与外部对应的悬挂系统中的悬架相连；所述独立驱动轮包括电机、悬架安装板、电机安装套筒、轮毂及轮子，该轮毂固接于轮子内，所述轮毂内转动安装有电机安装套筒，所述电机固接在电机安装套筒中，该电机的输出端与所述轮毂相连，通过所述电机驱动轮子旋转；所述悬架安装板的一端安装在电机安装套筒上，另一端与所述悬架相连。

其中：所述电机安装套筒通过轴承转动安装于轮毂内部，该轴承的上方设有安装于所述轮毂上的盖板，所述轴承的下方设有安装在电机安装套筒上的卡簧。

所述电机安装套筒的上下两端均通过轴承与轮毂转动连接，两端的轴承之间设有套在所述电机安装套筒外部的套筒，两端所述轴承的内圈通过套筒、卡簧及电机安装套筒上的轴肩轴向限位，两端所述轴承的外圈通过所述盖板及轮毂内表面上的止口轴向限位。

所述电机由悬架安装板的一端伸出，伸出部分的外部罩有固定在悬架安装板上的电机保护盖。

所述电机的输出端通过联轴器连接有轮毂连接法兰，该轮毂连接法兰固接于所述轮毂内。

所述悬架为倒置的“v”字形，该“v”字形的底部通过所述连接轴与悬架电机连接，所述“v”字形开口端的两侧分别连接有所述独立驱动轮。

所述“v”字形朝外的一条边长度大于朝内的另一条边长度。

每根所述空心轴两侧的车体上对称开有供电机电线走线的走线孔。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明的探测机器人结构简单，总体结构轻盈紧凑，运动灵活，控制精巧，悬挂系统的可调节与自适应能力可以使机器人具有更强的地形通过能力。

2.本发明通过对八个独立驱动轮上的电机进行独立控制与协调的方式完成悬架的变形。

3.本发明打破传统轮式机器人的变形方式，使轮式机器人的发展范围更加宽广。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明独立驱动轮的立体结构示意图；

图3为本发明独立驱动轮的结构主视图；

图4为图3中的a—a剖视图；

图5a为本发明车体一侧悬挂变形状态的示意图之一；

图5b为本发明车体一侧悬挂变形状态的示意图之二；

图5c为本发明车体一侧悬挂变形状态的示意图之三；

图5d为本发明车体一侧悬挂变形状态的示意图之四；

其中：1为车体，2为空心轴，3为悬架，4为独立驱动轮，5为电机保护盖，6为电机，7为悬架安装板，8为电机安装套筒，9为盖板，10为轴承，11为套筒，12为轮毂，13为联轴器，14为卡簧，15为轮毂连接法兰，16为轮子，17为走线孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明包括车体1、空心轴2、悬架3、独立驱动轮4、悬架电机、姿态传感器及控制系统，其中独立驱动轮4两个为一组、前后安装在一个悬架3上，组成一个悬挂系统，车体1的左右两侧各安装有两根空心轴2，每根空心轴2均对应一个悬挂系统，即四根空心轴2对应四个悬挂系统，四个悬挂系统具有八个独立驱动轮4；车体1内分别安装有与悬挂系统数量相同、一一对应的悬架电机，每个悬架电机的输出端均通过转动安装在空心轴2内的连接轴与外部对应的悬挂系统中的悬架3相连。

如图1～4所示，本实施例的独立驱动轮4包括电机保护盖5、电机6、悬架安装板7、电机安装套筒8、盖板9、轴承10、套筒11、轮毂12、联轴器13、卡簧14、轮毂连接法兰15及轮子16，该轮毂12固接于轮子16内，电机安装套筒8通过轴承10转动安装于轮毂12内部，电机6通过螺钉固接在电机安装套筒8中，该电机6的输出端通过联轴器13连接有轮毂连接法兰15，该轮毂连接法兰15固接于轮毂12内，通过电机6驱动轮毂12进而带动轮子16旋转。悬架安装板7的一端通过螺钉固定在电机安装套筒8的顶部，另一端与悬架3相连。本实施例的轴承10为两个，电机安装套筒8的上下两端均通过轴承10与轮毂12转动连接；位于上方的轴承10的上方设有安装于轮毂12上的盖板9，该盖板9中间开有通孔，电机安装套筒8的顶部由通孔伸出；位于下方轴承10的下方设有安装在电机安装套筒8上的卡簧14，两端的轴承10之间设有套在电机安装套筒8外部的套筒11，两端轴承10的内圈通过套筒11、卡簧14及电机安装套筒8上的轴肩轴向限位，两端轴承10的外圈通过盖板9及轮毂12内表面上的止口轴向限位。

本实施例的电机6由悬架安装板7的一端伸出，伸出部分的外部罩有固定在悬架安装板7上的电机保护盖5，该电机保护盖5起到防尘与保护电机转子的作用。

本实施例的悬架3为倒置的“v”字形，该“v”字形的底部通过连接轴与悬架电机连接，“v”字形开口端的两侧分别连接有独立驱动轮4。“v”字形朝外的一条边长度大于朝内的另一条边长度。

本实施例的姿态传感器及控制系统分别安装于车体1的内部，姿态传感器、四个悬架电机以及八个独立驱动轮4的电机6分别与控制系统相连；本实施例每根空心轴2两侧的车体1上对称开有走线孔17，独立驱动轮4上的电机6通过该走线孔17走线，与控制系统相连。控制系统可以控制八个独立驱动轮4各自进行移动，并且悬架3可以通过各个独立驱动轮4的不同动作与协调配合完成变形以适应出现的复杂地形。

本发明的工作原理为：

姿态传感器检测到车体1的姿态信号后，传递给控制系统(本发明的控制系统为现有技术)，控制系统根据收到的信号控制各个悬架电机工作，分别驱动四个悬挂系统工作。八个独立驱动轮4上的电机6也分别与控制系统相连，由控制系统分别控制各个电机6工作，进而带动各个独立驱动轮4旋转。

本发明在工作时，通过四个悬架电机的分别驱动，可以使探测机器人实现不同的悬挂变形状态。以车体1一侧的悬挂变形状态为例，如图5a所示，一侧四个独立驱动轮4高度相同；如图5b所示，位于前侧的悬架电机驱动悬架3顺时针旋转，位于后侧的悬架电机驱动悬架3逆时针旋转，旋转到位后，前侧悬挂系统中朝外的独立驱动轮4与后侧悬挂系统中朝外的独立驱动轮4高度相同；如图5c所示，位于前侧的悬架电机驱动悬架3逆时针旋转，位于后侧的悬架电机驱动悬架3顺时针旋转，旋转到位后，前侧悬挂系统中朝内的独立驱动轮4与后侧悬挂系统中朝内的独立驱动轮4高度相同；如图5d所示，位于前侧的悬架电机和位于后侧的悬架电机均驱动各自的悬架3顺时针旋转，旋转到位后，两个悬挂系统中朝外的独立驱动轮4高度相同。通过八个独立驱动轮4的协调动作，可以使一侧悬挂系统达到上述四种状态，车体两侧悬挂系统进行组合可以拥有多达十六种整车悬挂状态，具有很高的地形适应性与地形通过能力，针对于不同的地形可以选择适合的悬挂状态进行越障。