[实用新型]陆行机器人以及水陆两栖机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体而言，涉及陆行机器人以及水陆两栖机器人。

背景技术

目前，机器人的移动机构有履带式、轮式、腿式三种基本结构，轮式机器人最大的特点是移动时能量损失少，但是对环境地形要求高，不适应于非结构环境和某些特性的结构环境。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供陆行机器人，以提供一种在平整地面以及非结构路面均能够顺利全向运动的陆行机器人。

本实用新型的另一个目的在于提供水陆两栖机器人，以提供一种能适用于水陆。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供的陆行机器人，包括基座、前轮系统和侧轮系统，前轮系统包括两个越障机构和两个第一全向轮，侧轮系统包括两个第二全向轮；两个第二全向轮对称转动设置于基座且转动中心线重合，两个第一全向轮以两个第二全向轮的转动中心线为中心线相对设置且转动设置；每个越障机构包括驱动连杆机构和舵机，驱动连杆机构设置于基座，舵机和第一全向轮设置于驱动连杆机构的驱动端，舵机控制第一全向轮的方向转动。

目前的移动机构有履带式、轮式、腿式三种基本结构。轮式机构又可按照平面内可移动的方向分为全方位和非全方位，全方位移动机构指在平面内可以有前后、左右、转动这3个或3个以上的自由度运动的机构，当在平面内运动少于3个自由度时则为非全向移动机构。全方位移动机构具有了完全的3个自由度，可以在狭窄的空间范围中自由移动，典型的全方位移动机构一般由3个或4个以上的全向轮组成。全向轮有效地避免了普通轮子由于不能侧滑带来的非完整性运动限制，使得移动机构理论上能够在平面上以任何角度和速度移动。

两个第一全向轮和两个第二全向轮在周向方向上均分间隔转动设置，能够实现比较稳定的全方位效果，并且具备较强的载重能力，但是运行环境限于平整的地面。两个第一全向轮通过舵机设置于基座后，不仅具备较为精确的全方位运动性能，并且配合前后舵机的转角切换，可以实现可变传动比的效果，提高了机器人自身的牵引力，相比传统的运动结构，机器人的机动性得到了很大程度上的改善和提高。两个第一全向轮再通过驱动连杆机构设置于基座后，使得该水陆两栖机器人具备一定的通过性及越障能力，可实现在野外草地、鹅卵石地面等非结构路面的运行，实现较强的越障功能。

两个第一全向轮的转动中心线在越障机构的作用下处于不同的状态，可以重合，也可以平行。两个第二全向轮的转动中心线始终重合。该机器人通过舵机控制第一全向轮的转动方向实现全向模式和越障模式切换。当在平整路面环境下，通过舵机控制两个第一全向轮转向，直到两个第一全向轮的转动中心线重合，即两个第一全向轮的转动中心线与两个第二全向轮的转动中心线垂直，机器人处于全向模式，可以实现前后左右方向的移动以及转动。当遇到非结构路面时，舵机旋转两个第一全向轮转动中心线，切换到越障模式，此时两个第 一全向轮的转动中心线平行，两个第一全向轮的转动中心线与两个第二全向轮的转动中心线平行。机器人可以在全向模式和越障模式之间转换，具有连杆越障小车和全向小车的优点。

可选地，驱动连杆机构包括上连架杆、下连架杆和连杆，上连架杆和下连架杆的一端分别铰接于基座，上连架杆和下连架杆的另一端分别铰接于连杆；上连架杆的两个铰接点之间的间距小于下连架杆的两个铰接点之间的间距，连杆的下端为驱动端。

可选地，驱动连杆机构还包括凹形固定板、第一铰接轴、第二铰接轴、第三铰接轴和第四铰接轴，上连架杆包括并排设置且板面相对的两个第一条形板，下连架杆包括并排设置且板面相对的两个第二条形板，连杆包括并排设置且板面相对的两个第三条形板；第一铰接轴和第二铰接轴设置于凹形固定板的上下两端，第三铰接轴和第四铰接轴间隔设置于两个第三条形板的远离驱动端的一端；两个第一条形板铰接于第一铰接轴和第三铰接轴之间，两个第二条形板铰接于第二铰接轴和第四铰接轴之间。

可选地，每个越障机构还包括两个减震器，每个减震器的一端铰接于一个第一条形板，每个减震器的另一端铰接于与一个第一条形板位于同一侧的一个第二条形板。

可选地，越障机构还包括舵机固定板和设置于舵机固定板的下侧的U形架，舵机设置于舵机固定板的上侧，舵机的输出轴穿过舵机固定板连接U形架，第一全向轮转动设置于U形架的两个侧臂之间，连杆的驱动端连接于舵机固定板。