[发明专利]一种高机动机器人用主动式轮爪变形机构

说明书

本发明提出了一种高机动机器人用轮爪变形机构，包括电机支架、电机、轮轴、大瓣轮、小瓣轮、舵机、转动曲柄、拉簧和轮爪，电机通过电机支架固定在机架上，电机的输出轴与轮轴的一端固定连接，大瓣轮、小瓣轮均与轮轴的另一端周向固定，轮爪设置在大瓣轮、小瓣轮之间，舵机设置在大瓣轮上；转动曲柄空套在轮轴的另一端，且转动曲柄通过的连杆和舵机臂与舵机的输出轴连接，拉簧的一端设置在转动曲柄上，另一端设置轮爪上。本发明可通过舵机，主动将轮爪伸出，以增强越障能力。

技术领域

本发明属于高机动机器人技术，具体为一种高机动机器人用主动式轮爪变形机构。

背景技术

相较于普通的轮式移动机器人，轮爪一体式移动机器人越障能力更强。相对于腿式机器人，轮爪一体式移动机器人的移动速度更快。轮爪一体式机器人结合了轮式和腿式机器人的优点，能够适应更复杂的地形，并保证工作效率。然而，目前的移动式机器人少有能够切换轮爪的行走机构，运动模式单一，难以适应复杂地形。

发明内容

本发明提出了一种高机动机器人用主动式轮爪变形机构。

实现本发明的技术解决方案为：一种高机动机器人用轮爪变形机构，包括电机支架、电机、轮轴、大瓣轮、小瓣轮、舵机、转动曲柄、拉簧和轮爪，电机通过电机支架固定在机架上，电机的输出轴与轮轴的一端固定连接，大瓣轮、小瓣轮均与轮轴的另一端周向固定，轮爪设置在大瓣轮、小瓣轮之间，舵机设置在大瓣轮上；转动曲柄空套在轮轴的另一端，且转动曲柄通过的连杆和舵机臂与舵机的输出轴连接，拉簧的一端设置在转动曲柄上，另一端设置轮爪上；

在圆轮模式下运动时，电机带动轮轴转动，轮轴带动大瓣轮和小瓣轮转动，此时舵机输出轴不转，转动曲柄不发生转动，轮爪不伸出；

变形时，舵机的输出轴转动，带动转动曲柄转动，拉动拉簧，拉簧拉动轮爪伸出，当轮爪需要收回时，舵机反向转动，通过相同的传动方式拉动轮爪收回；

轮爪模式下运动时，电机带动轮轴转动，轮轴带动大瓣轮和小瓣轮转动，舵机输出轴不转，转动曲柄不发生转动，轮爪伸出的角度不变。

优选地，所述机架包括管夹、碳板、方管端管夹、方管压块、方管压块座，所述管夹设置在碳板的一面；方管端管夹设置在碳板的另一面，方管端管夹与方碳管的一端固定连接，方碳管的另一端、方管压块、方管压块座依次固定连接。

优选地，所述电机通过电机支架固定在机架上。

优选地，所述大瓣轮内设置有第一八边形件，所述转动曲柄空套在套筒上，轮轴穿过套筒和第一八边形件周向固定。

优选地，所述小瓣轮上设置有轴端挡圈，用于防止轮轴轴向运动。

优选地，所述大瓣轮和小瓣轮之间设有槽，轮爪设在槽内，并与大瓣轮、小瓣轮铰接。

优选地，所述轮轴上设置有导电滑环，所述导电滑环定子端与轴承座周向固定，转子端与轮轴固定连接，轴承座与机架固定连接，且通过轴承与轮轴相连，导电滑环输入端的电线与电源相接，输出端的电线与舵机相接。

优选地，所述轮轴的末端设置有限位块，限位块内部嵌有第二八边形件，第二八边形件与轮轴周向固定，且第二八边形件和限位块之间周向固定。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1、本发明可通过舵机，主动将轮爪伸出，以增强越障能力；2、非越障工况下将轮爪伸出，由于弹簧的存在，不影响行驶；3、圆轮模式下行驶时，由于大小瓣轮的直径不同，机器人能够平稳地行驶，不影响行驶性能；4、导电滑环可以防止绕线；5、该主动式轮爪变形机构结构简单，重量轻，通用性好，可用于各种陆地机器人，也适用于陆空两栖机器人；6、本发明精度要求低，成本低，仅有少量零件有精度要求；7、本发明重量轻且变形效果好，大小瓣轮、主动曲柄、轮爪均可制成尼龙件；8、本发明中限位块的存在降低了对舵机的要求。

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。