輔助輪式升降越障機器人的製作方法
2023-08-09 06:08:41
本發明主要涉及越障機器人領域，尤其涉及一種輔助輪式升降越障機器人。
背景技術：
在實際應用過程中，移動機器人經常需要克服上、下臺階式的障礙。這類機器人上搭載的精密設備，往往要求在工作中保持姿態不變。現有的越障機器人，如帶有擺動鰭的履帶式機器人，越障能力有限，而且越障時底盤傾斜嚴重，不僅影響搭載設備的正常工作，而且容易導致機器人傾覆。現有的越障機器人，如仿生類的腿式機器人，雖具有較好的越障能力，然而結構及控制複雜、難以實現，而且成本高昂。現有的越障機器人，如帶有搖臂的輪式機器人，雖具有自適應的優點，但是越障能力有限，且上、下臺階式障礙能力不匹配。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單，成本低廉，易於製作、作業靈活、越障能力強、且在越障過程中能夠保持底盤水平的輔助輪式升降越障機器人。
為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案：
一種輔助輪式升降越障機器人，包括車架，所述車架於前端的兩側部裝設有兩個前驅動輪，車架於後端的兩側部裝設有兩個後驅動輪，所述車架於前後端的兩側部還分別裝設有兩個前輔助輪和兩個後輔助輪，所述前輔助輪和後輔助輪位於前驅動輪和後驅動輪之間，所述車架上裝設有導向支撐架，所述導向支撐架的前後端均裝設有可獨立升降和行進的升降行進機構，前端的升降行進機構位於前驅動輪和前輔助輪之間，後端的升降行進機構位於後輔助輪和後驅動輪之間。
作為上述技術方案的進一步改進：
所述導向支撐架包括支架和豎嚮導軌，所述支架固裝在車架上，所述豎嚮導軌分裝在支架的前後兩端，前後兩端的所述升降行進機構分別與相應端的豎嚮導軌滑接。
所述支架包括立柱和橫梁，所述立柱固裝在車架上，所述橫梁固裝立柱頂部，所述豎嚮導軌分裝在橫梁的前後兩端。
所述升降行進機構包括驅動部件、升降杆和支撐輪，所述驅動部件裝設在豎嚮導軌上，所述升降杆滑裝在豎嚮導軌內並與驅動部件連接，所述支撐輪裝設在升降杆底部。
所述升降杆包括立杆和橫杆，所述立杆滑裝在豎嚮導軌內並與驅動部件連接，所述橫杆固裝在立杆底部，所述支撐輪分裝在橫杆的兩端部。
所述車架的前後部開設有用於前後端的升降行進機構穿過的鏤空避讓部。
與現有技術相比，本發明的優點在於：
1、本發明的本發明輔助輪式升降越障機器人，只要前後升降行進機構的高度合適，不需要調整其他結構或者尺寸，就能跨越各種高度的臺階和障礙，其越障性能突出；
2、本發明的本發明輔助輪式升降越障機器人，具有同等的克服上、下臺階式障礙的能力，適應性強。
3、本發明的本發明輔助輪式升降越障機器人，在越障過程中能夠始終保持車架水平，確保機器人搭載的設備正常工作。
4、本發明的本發明輔助輪式升降越障機器人，越障過程中利用前輔助輪和後輔助輪使得車架始終存在兩點支撐而不會發生傾倒，從而不需要轉向即能完成上下臺階，提高了越障靈活性；
5、本發明的本發明輔助輪式升降越障機器人，整體結構非常簡單，功能可靠，成本低廉，易於製作。
附圖說明
圖1是本發明輔助輪式升降越障機器人的立體結構示意圖。
圖2是本發明輔助輪式升降越障機器人的仰視結構示意圖。
圖3是本發明輔助輪式升降越障機器人的主視結構示意圖。
圖4是本發明輔助輪式升降越障機器人中車架抬升的狀態示意圖。
圖5是本發明輔助輪式升降越障機器人中前端升降行進機構抬升的狀態示意圖。
圖6是本發明輔助輪式升降越障機器人的後端升降行進機構抬升的狀態示意圖。
圖7是本發明輔助輪式升降越障機器人上臺階的流程示意圖。
圖8是本發明輔助輪式升降越障機器人下臺階的的流程示意圖。
圖中各標號表示：
1、車架；11、鏤空避讓部；2、前驅動輪；3、後驅動輪；4、前輔助輪；5、後輔助輪；6、導向支撐架；61、支架；611、立柱；612、橫梁；62、豎嚮導軌；7、升降行進機構；71、驅動部件；72、升降杆；721、立杆；722、橫杆；73、支撐輪。
具體實施方式
以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
圖1至圖8示出了本發明輔助輪式升降越障機器人的一種實施例，該越障機器人包括車架1，車架1於前端的兩側部裝設有兩個前驅動輪2，車架1於後端的兩側部裝設有兩個後驅動輪3，車架1於前後端的兩側部還分別裝設有兩個前輔助輪4和兩個後輔助輪5，前輔助輪4和後輔助輪5位於前驅動輪2和後驅動輪3之間，車架1上裝設有導向支撐架6，導向支撐架6的前後端均裝設有可獨立升降和行進的升降行進機構7，前端的升降行進機構7位於前驅動輪2和前輔助輪4之間，後端的升降行進機構7位於後輔助輪5和後驅動輪3之間。使用時，當該機器人在平地作業時，兩端的升降行進機構7與地面脫離處於高位，當需要越過臺階等障礙時，兩端的升降行進機構7沿導向支撐架6下降與地面接觸，進一步下降時會反向驅使導向支撐架6沿升降行進機構7向上抬升，從而帶動車架1抬升，當前驅動輪2與臺階同高時，升降行進機構7向前行進並帶動車架1使前驅動輪2與臺階接觸，此時，前端的升降行進機構7上升至初始位置，進一步向行進使後驅動輪3與臺階接觸，此時，後端的升降行進機構7上升至初始位置，從而實現上臺階，下臺階時，則繼續向前行進使前端升降行進機構7懸空，而前輔助輪4形成支撐，然後按上臺階的逆過程操作即可。本發明的機器人，只要前後升降行進機構7的高度合適，就能跨越各種臺階和障礙，其越障性能突出；越障過程中利用了前驅動輪2和後驅動輪3組成的輪體結構以及升降行進機構7的自行進能力，有較好的機動性；越障過程中利用前輔助輪4和後輔助輪5使得車架1始終存在兩點支撐而不會發生傾倒，從而不需要轉向即能完成上下臺階，提高了越障靈活性；本發明的機器人，整體結構非常簡單緊湊，成本低廉，易於製作。
本實施例中，導向支撐架6包括支架61和豎嚮導軌62，支架61固裝在車架1上，豎嚮導軌62分裝在支架61的前後兩端，前後兩端的升降行進機構7分別與相應端的豎嚮導軌62滑接。該結構中，支架61作為升降行進機構7和車架1升降的主要承載基礎，而豎嚮導軌62則保證了升降行進機構7和車架1升降的順暢性和快捷性。
本實施例中，支架61包括立柱611和橫梁612，立柱611固裝在車架1上，橫梁612固裝立柱611頂部，豎嚮導軌62分裝在橫梁612的前後兩端。該結構中，利用立柱611和橫梁612組成的支架61，其結構簡單穩定，而且，取材加工非常容易。
本實施例中，升降行進機構7包括驅動部件71、升降杆72和支撐輪73，驅動部件71裝設在豎嚮導軌62上，升降杆72滑裝在豎嚮導軌62內並與驅動部件71連接，支撐輪73裝設在升降杆72底部。該結構中，驅動部件71可驅使升降杆72作升降運動，當支撐輪73與地面接觸時，驅動部件71又可通過導向支撐架6帶動車架1作升降運動；支撐輪73配備有驅動電機，通過支撐輪73的行進能夠帶動車架1行進，其結構簡單、設計巧妙。
本實施例中，升降杆72包括立杆721和橫杆722，立杆721滑裝在豎嚮導軌62內並與驅動部件71連接，橫杆722固裝在立杆721底部，支撐輪73分裝在橫杆722的兩端部。結構中，升降杆72帶動橫杆722作升降運動，而橫杆722一方面作為支撐輪73的安裝基礎，另一方面，其位於豎嚮導軌62下方，能對升降杆72的上升以及車架1的下降形成定位。
本實施例中，車架1的前後部開設有用於前後端的升降行進機構7穿過的鏤空避讓部11。該鏤空避讓部11用於升降過程中升降行進機構7從其穿過，一方面避免形成幹涉；另一方面可節省耗材。
雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然而並非用以限定本發明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發明技術方案保護的範圍內。