[发明专利]轮爪复合式机器人的行走机构

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种水田运输或者种植机械的行走机构，尤其是涉及一种轮爪复合式机器人的行走机构。

背景技术

目前尚未出现能在水稻田中作业的机器人，参照水田机械，能在水田中行走底盘的不外乎有一下四种，一是轮式，二是履带式、三是船式、四是利用钢板焊接而成的专用铁轮。轮式行走底盘是将在路面上行走的车轮改装成特殊的行走轮，如将车轮上的花纹做些改进，加深花纹的深度，这样可以提高轮胎对地面的抓取能力，使行走轮不易于下陷和打滑。但是此种方法会带来另一种问题，就是这样会加快轮胎的磨损并且会使花纹的基部加快产生一些疲劳裂纹，从而缩短了轮胎的使用寿命。履带式行走底盘是将传统的行走轮换为履带，目前履带式行走底盘的履带有金属销铰链式和橡胶履带两种，这种水田行走装置相对于轮式行走装置加大了行走底盘与地面的接触面积，从而减少了底盘对土壤的压实。但是履带不利于底盘在道路上的快速行驶，并且金属履带在道路上行驶时对路面的伤害较大，虽然橡胶履带对路面伤害较小，但是在硬质路面上行走时道路对橡胶履带的磨损较为严重。船式水田行走装置有李厚芝等设计的微型带轮行走耕作船，该种耕作船的腹部是船式两侧是行走带轮，通过带轮驱动整机前进，整机前部有一个小轮，通过小轮可以控制整机的行进方向。但是由于该行走装置的腹部受到较大的浮力，虽然这样有效的防止了行走轮的下陷，但是水的浮力同时也减小了行走轮对地面的附着性能，这样在行走过程中会出现打滑现象。目前使用较多的是螺旋叶片驱动式船式行走装置，这种行走装置较前种的驱动性能有所提高，但是驱动力不足仍然是限制船式行走装置发展的重要因素。因此，船式行走装置的驱动叶片在不断的改进提高。水田专用铁轮是用钢板焊接而成的，在铁轮轮缘上均匀焊接约3mm厚的钢板，在前进时由钢板抓地产生向前的推动力。这种专用铁轮式水田行走底盘与地表接触面积较小，因此在行走过程中容易使整机下陷，从而影响作业质量。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种轮爪复合式机器人的行走机构，一方面减少车轮对水稻田土壤的压实，另一方面可以在水稻田中快速行走，使用效果更好。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：轮爪复合式机器人的行走机构，包括车轮和带动车轮行走的驱动机构，在车轮的外侧以轮轴为中心线沿圆周方向对称设有多组爪叶，每两个对称设置的爪叶均连接在爪叶伸缩机构上，所述的爪叶伸缩机构主要由轮爪轴、滑套和连杆组成，轮爪轴的一端通过连接套筒与轮轴相连接，并以定位销固定，轮爪轴另一端悬空，在轮爪轴上套设有滑套，爪叶的一端与轮爪轴以铰链连接，爪叶的中部与连杆的一端呈铰链连接，连杆的另一端与滑套以铰链连接。

所述的滑套上设有固定螺栓。

本发明的有益效果是：本发明通过在两个车轮的外侧分别设置爪叶和爪叶伸缩机构，在套轴上的爪叶可以通过特定机构实现伸缩。机器人在陆上行走时爪叶收起、在水稻田中作业时将爪叶张开，当爪叶张开后，任意两个对称的爪叶构成的长度和车轮直径相等，此时，在行进过程中，另一方面轮胎里充有大量的空气，这样水田里的水可以对行走装置产生较大的浮力，同时可以减少机器对土壤的压实。另一方面爪叶可以产生较大的前行推力，当爪叶的形状采用仿生物肢体的形状时，使用效果更好。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明使用状态的结构示意图。

附图标记：1、车轮，2、轮轴，3、爪叶，4、爪叶伸缩机构，5、连接套筒，401、轮爪轴，402、滑套，403、连杆，404、定位销，405、固定螺栓。

具体实施方式

如图所示，轮爪复合式机器人的行走机构，包括车轮1和带动车轮行走的驱动机构，在车轮1的外侧以轮轴2为中心线沿圆周方向对称设有多组爪叶3，每两个对称设置的爪叶3均连接在爪叶伸缩机构4上，通过爪叶伸缩机构4调整爪叶3张开或者收起，一般来说在车轮的外侧至少设置三组对称的爪叶，机器人在陆上行走时爪叶收起、在水稻田中作业时将爪叶张开，当爪叶张开后，任意两个对称的爪叶构成的长度和车轮直径相等，此时，在行进过程中，另一方面轮胎里充有大量的空气，这样水田里的水可以对行走装置产生较大的浮力，同时可以减少机器对土壤的压实。另一方面爪叶可以产生较大的前行推力，当爪叶的形状采用仿生物肢体的形状时，使用效果更好，例如：仿龟爪叶片、仿鸭掌叶片、仿鱼鳍叶片等其他海洋生物的肢体的叶片，当然也可以采用矩形叶片、三角形叶片、多边形叶片、圆叶片、椭圆形叶片、月牙形叶片等等。

所述的爪叶伸缩机构4主要由轮爪轴401、滑套402和连杆403组成，轮爪轴401的一端通过连接套筒5与车轮的轮轴2相连接，并以定位销404固定，轮爪轴401另一端悬空，在轮爪轴401上套设有滑套402，通过在滑套402上设置固定螺栓405可以随时限定滑套的位置不再移动，爪叶3的一端与轮爪轴401以铰链连接，爪叶3的中部与连杆403的一端呈铰链连接，连杆403的另一端与滑套402的外壁以铰链连接，通过移动滑套的位置在调整爪叶的张开与收起，每一组爪叶对应两个连杆，因此，根据设置爪叶的组数来确定连杆的数量，举例说明：当在车轮外侧对称设置三组爪叶时，同样在滑套上对称设置三组连杆，移动滑套的同时，三组连杆同时动作带动三组爪叶张开或者收起，实现轮爪调整的目的。