一种单驱动六杆机构可变形轮越障机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111976855A(43)申请公布日2020.11.24(21)申请号202010663073.4(22)申请日2020.07.10(71)申请人北京交通大学地址100044北京市海淀区西直门外上园村3号(72)发明人姚燕安杜雨婷(74)专利代理机构北京市诚辉律师事务所11430代理人杨帅峰(51)Int.Cl.B62D57/02(2006.01)B60B19/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图5页(54)发明名称一种单驱动六杆机构可变形轮越障机器人(57)摘要一种单驱动六杆机构可变形轮越障机器人，由第一至第四单驱动轮(A、B、C、D)、车体(E)、传动系统(F)和被动车轴(G)组成；第一至第四单驱动轮均为单自由度六连杆机构，对称布置在车体两侧；每个单驱动轮包括：曲柄、短连杆、长连杆、上半轮、下半轮。四个单驱动轮统一由传动系统的电机驱动。四个驱动轮的半轮杆件即为六杆机构中的连杆，通过计算所得半轮杆件的尺寸，使其在单一驱动下既能在触地时等同于整轮在地面快速移动，又能变换为半轮式构型攀爬垂直障碍。因而该机器人兼具轮式的稳定高速性和腿式越障的灵活机动性。解决了传统的变形轮在变形时产生振动的缺点，可用于灾区救援、星球探测、复杂地形侦查等领域。CN111976855ACN111976855A权利要求书1/1页1.一种单驱动六杆机构可变形轮越障机器人，其特征在于：一种单驱动六杆机构可变形轮越障机器人由第一至第四单驱动轮(A、B、C、D)、车体(E)、传动系统(F)和被动车轴(G)组成；所述的第一至第四单驱动轮(A、B、C、D)与车体(E)通过铰链实现连接、与传动系统(F)通过键实现固定连接、与被动车轴通过铰链实现连接；所述的第一至第四单驱动轮(A、B、C、D)，对称布置在车体两侧，由一个电机驱动，每一个单驱动轮均为单自由度含有复合铰链的六杆机构，其中，第一单驱动轮(A)和第二单驱动轮(B)完全相同，前后布置在车体(E)的左侧；第三单驱动轮(C)和第四单驱动轮(D)完全相同，前后布置在车体(E)的右侧；第三单驱动轮(C)和第一单驱动轮(A)成镜像对称的关系；以第一单驱动轮(A)为例，单驱动轮包括：曲柄(A-1)、短连杆(A-2)、长连杆(A-3)、上半轮(A-4)、下半轮(A-5)；单驱动轮各部件的连接方式为：曲柄(A-1)端部的安装孔(A-1-1)通过车体(E)上的安装孔(E-1)与传动系统主驱动轴(F-1)固定连接，另一端与下半轮(A-5)上的安装孔(A-5-1)实现转动连接；下半轮(A-5)上的另一个安装孔(A-5-2)与长连杆(A-3)上的安装孔(A-3-1)实现转动连接；长连杆(A-3)上的另外两个安装孔分别与车体(E)和上半轮(A-4)实现转动连接；其中长连杆(A-3)与车体(E)相连的安装孔通过车体(E)的安装孔(E-2)与被动车轴(G-1)实现转动连接；上半轮(A-4)的另外一个安装孔与短连杆(A-2)实现转动连接；短连杆(A-2)的另一端与车体(E)的安装孔(E-1)转动连接，且不与主驱动轴(F-1)连接；主驱动轴(F-1)和被动车轴(G-1)的另一端通过车体(E)与第三单驱动轮(C)相连；所述的曲柄(A-1)和短连杆(A-2)的一端都固定在车体(E)的同一个安装孔上，此时，该位置为一个复合铰链点；车体(E)上可搭载侦查设备或货物，传动系统(F)安装在车体(E)内部；电机(F-10)通过传动系统(F)驱动四个单驱动轮转动。2.权利要求1所述的一种单驱动六杆机构可变形轮越障机器人，其特征在于：所述的车身(E)上有四对安装孔，对称布置在车体(E)两侧；每一对安装孔在车体(E)外侧用于连接一个单驱动轮，每一对安装孔在车体(E)内侧用于连接主驱动轴和被动车轴；单驱动六杆机构可变形轮越障机器人整机由一个电机驱动；所述的传动系统(F)包括：主驱动轴(F-1),主驱动轴(F-2)，锥齿轮(F-3),锥齿轮(F-4),锥齿轮(F-5),锥齿轮(F-6),锥齿轮(F-7),锥齿轮(F-8)，传动轴(F-9)和电机(F-10)；传动系统(F)中部件的连接方式为：电机(F-6)布置在车身(E)中部与锥齿轮(F-5)实现固定连接；锥齿轮(F-5)与锥齿轮(F-4)的一端啮合；锥齿轮(F-4)的另一端与锥齿轮(F-3)啮合；锥齿轮(F-3)在主驱动轴上；传动轴(F-9)一端与锥齿轮(F-4)固定连接，另一端与锥齿轮(F-7)固定连接；锥齿轮(F-7)与锥齿轮(F-8)啮合；锥齿轮(F-8)在主驱动轴(F-2)上。3.权利要求1所述的一种单驱动六杆机构可变形轮越障机器人，其特征在于：第二单驱动轮(B)与第一单驱动轮(A)的部件、关节、连接方式完全相同，第四