[发明专利]可正交双向运动的变结构移动机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种可正交双向运动的变结构移动机器人，其特征在于：包括底盘(1)、分离式变位驱动机构(2)、变位电机(3)、顶盖(4)、整体式变位驱动机构(5)、变位电动推杆(6)、驱动轮电机A(7)、驱动轮电机B(8)、驱动轮A(9)、驱动轮B(10)、随动轮A(11)、随动轮B(12)、控制装置、导引传感器；所述分离式变位驱动机构(2)、驱动轮电机A(7)、变位电机(3)安装于底盘(1)，在保持驱动轮电机A(7)位置不变的同时，通过变位电机(3)改变驱动轮A(9)轴线相对于底盘(1)的高度位置；所述整体式变位驱动机构(5)、驱动轮电机B(8)、变位电动推杆(6)安装于顶盖(4)，通过变位电动推杆(6)改变顶盖(4)相对于底盘(1)的垂直距离，从而改变驱动轮B(10)轴线的高度位置；所述驱动轮A(9)轴线与驱动轮B(10)轴线正交，且最低位置处于同一高度；所述导引传感器安装于底盘，且与控制装置电连接，识别地面标识的位置信息；所述控制装置与变位电机(3)、变位电动推杆(6)电连接，分别控制分离式变位驱动机构(2)、整体式变位驱动机构(5)的运动，改变驱动轮A(9)、驱动轮B(10)轴线的高度位置，从而改变驱动轮A(9)、驱动轮B(10)与地面的接触状态；所述控制装置与驱动轮电机A(7)、驱动轮电机B(8)电连接，控制装置通过驱动轮电机A(7)、驱动轮电机B(8)分别控制驱动轮A(9)、驱动轮B(10)的转动，从而驱动移动机器人在同一平面内实现正交双向运动。

2.根据权利要求1所述的可正交双向运动的变结构移动机器人，其特征在于：所述分离式变位驱动机构(2)安装于底盘(1)，由曲柄连杆机构(14)、偏心轮机构(13)、蜗轮蜗杆机构(15)、行星齿轮机构(16)组成；所述偏心轮机构(13)包括滑动轴承座A(17)、滑动轴承A(18)、偏心轮(19)和滚动轴承A(20)，四个滑动轴承座A(17)对称固定安装于底盘(1)沿X方向的两侧侧板上预制的滑动轴承座孔内，偏心轮(19)通过滑动轴承A(18)活动安装于滑动轴承座A(17)内，偏心轮(19)可在滑动轴承座A(17)内自由转动；所述偏心轮(19)在相同圆心角位置具有偏心距为e的轴承孔，用于安装第一滚动轴承A(20)。

3.根据权利要求2所述的可正交双向运动的变结构移动机器人，其特征在于：所述曲柄连杆机构(14)由偏心轮(19)、曲柄连杆(21)、随动轮A轮轴(22)、曲柄轴(23)、驱动轮A轮轴(24)、滑动轴承B(25)、滑动轴承座B(26)、第二滚动轴承A(67)组成；所述随动轮A轮轴(22)通过第二滚动轴承A(67)活动安装于底盘(1)两侧侧板一端位置的偏心轮(19)轴承孔中，随动轮A轮轴(22)可在两侧相对的偏心轮(19)轴承孔内自由转动；所述驱动轮A轮轴(24)通过第二滚动轴承A(67)活动安装于底盘两侧侧板另一端位置的偏心轮(19)轴承孔中，驱动轮A轮轴(24)可在两侧相对的偏心轮(19)轴承孔内自由转动；所述滑动轴承座B(26)固定安装于底盘(1)，且位于随动轮A轮轴(22)和驱动轮A轮轴(24)之间；所述曲柄轴(23)的中心轴通过滑动轴承B(25)活动安装于滑动轴承座B(26)内，曲柄轴(23)的中心轴与偏心轮(19)的中心线位于同一水平面内，且与偏心轮(19)的中心线平行；曲柄轴(23)的偏心轴与中心轴平行，偏心轴与中心轴之间的曲柄长度等于偏心轮(19)的偏心距e，且曲柄轴(23)的偏心轴与偏心轮(19)的偏心轴承孔具有相同圆心角位置；所述曲柄连杆(21)两端预制有滚动轴承孔，通过第二滚动轴承A(67)与随动轮A轮轴(22)、驱动轮A轮轴(24)活动连接，曲柄连杆(21)中部与曲柄轴(23)的偏心轴固定连接，将同侧的两个偏心轮(19)以及两侧共同的随动轮A轮轴(22)、曲柄轴(23)、驱动轮A轮轴(24)组成两组结构对称的曲柄连杆机构；所述随动轮A轮轴(22)的两端固定安装有随动轮A(11)，驱动轮A轮轴(24)的两端固定安装有驱动轮A(9)。