[发明专利]一种雪地机器人的多模式姿态操纵机构及方法

说明书

本发明提供了一种雪地机器人的多模式姿态操纵机构及方法，属于机器人技术领域。解决现有雪地运输设备在雪地中转向时抓地力下降、转弯半径较大、难以控制速度问题。它包括机架、转向组件和悬架组件，两组悬架组件对称设置在机架的左右两侧，转向组件设置在机架内部；转向组件包括电动推杆、转向模组安装板、转向电机、齿轮一、齿轮二、齿条一、齿条二、上叉臂框架和转向连杆；悬架组件包括上叉臂、下叉臂、减震器、雪橇立轴和雪橇板；通过转向电机运转，带动雪橇立轴运动改变雪地机器人两侧雪橇板的方向、角度，实现机器人的压刃转向；通过电动推杆伸出，使两雪橇立轴向内侧旋转，实现刹车动作。本发明适用于雪地运输设备或雪地机器人转向、刹车。

技术领域

本发明创造属于机器人技术领域，尤其是涉及一种雪地机器人的多模式姿态操纵机构及方法。

背景技术

目前对于雪地机器人的研究并不丰富，现有的滑雪机器人多采用足式结构，采用多自由度多关节的仿生形机械腿，采用双足或多足布置，连接滑雪板，通过改变各个关节的角度模仿人体滑雪动作，进行滑雪。

现有的雪地运输设备，多采用履带式或雪橇式结构，采用陆地汽车改造，或按照汽车结构改进而成。对其转向机构的设计，多采用原有的汽车转向结构，未对雪地的特性进行改良。刹车系统设计也多沿用汽车的刹车设计，采用安装在驱动轮上的盘式、鼓式刹车。

但现有的雪地机器人或雪地运输设备，在雪地中转向机构存在抓地力下降、转弯半径较大、难以控制速度的问题，因此有必要设计一种全新的多模式姿态操纵机构来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种雪地机器人的多模式姿态操纵机构，以解决现有雪地机器人或雪地运输设备，在雪地中转向时抓地力下降、转弯半径较大、难以控制速度问题。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种雪地机器人的多模式姿态操纵机构，包括机架、转向组件和悬架组件，机架为框型结构，悬架组件设置两组，两组悬架组件对称设置在机架的左右两侧，转向组件设置在机架内部；

转向组件包括电动推杆、转向模组安装板、转向电机、齿轮一、齿轮二、齿条一、齿条二、上叉臂框架和转向连杆，电动推杆的固定端与机架连接，自由端和转向模组安装板铰接，转向模组安装板与机架滑动连接；转向模组安装板上固装有转向电机，转向电机的输出轴上固连齿轮一，齿轮一与齿条一、齿轮二啮合，齿轮二与齿条二啮合，齿条一与转向模组安装板滑动连接，齿条一的两端分别通过一万向节连接有一个转向连杆，每个转向连杆通过万向节连接在对应侧的悬架组件上，齿条二与上叉臂框架滑动连接，上叉臂框架能相对于机架做左右滑动；转向模组安装板通过电动推杆实现在机架上的前后滑动；

悬架组件包括上叉臂、下叉臂、减震器、雪橇立轴和雪橇板，下叉臂的一端与机架铰接，另一端与雪橇立轴铰接；上叉臂的一端与上叉臂框架铰接，另一端与雪橇立轴铰接；减震器的一端与机架铰接，另一端与下叉臂铰接，雪橇立轴与雪橇板铰接，雪橇立轴能沿其轴线旋转；每个转向连杆各通过一个万向节连接在对应侧的雪橇立轴的延伸段上；

通过转向电机运转，带动雪橇立轴运动，改变雪地机器人两侧雪橇板的方向、角度，实现机器人的压刃转向；通过电动推杆伸出，使两雪橇立轴向内侧旋转，实现刹车动作。

更进一步的，在转向模组安装板上安装支架，在支架上安装齿轮一、齿轮二和齿条二。

更进一步的，所述齿条一设置在齿轮一的正下方，齿条二设置在齿轮二的正上方。