可正交双向运动的变结构移动机器人及其控制方法.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CN106003039A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610442906.8(22)申请日2016.06.20(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人武星楼佩煌何珍钱晓明唐敦兵赵龙金鹏张颖朱立群张万雷(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.B25J9/16(2006.01)权利要求书4页说明书12页附图6页(54)发明名称可正交双向运动的变结构移动机器人及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种可正交双向运动的变结构移动机器人及其控制方法，包括底盘、分离式变位驱动机构、变位电机、整体式变位驱动机构、变位电动推杆、驱动轮电机A和B、驱动轮A和B、随动轮A和B、控制装置、导引传感器。分离式变位驱动机构安装于底盘，在保持驱动轮电机A位置不变的同时，改变驱动轮A轴线相对于底盘的位置。整体式变位驱动机构安装于顶盖，通过改变顶盖的高度改变驱动轮B轴线相对于底盘的位置。驱动轮A轴线与驱动轮B正交，且最低位置相同，移动机器人通过改变接触地面的驱动轮实现正交双向运动，可在同一平面内相互正交方向之间自由地转换移动方向，增强了移动机器人的运动机动性和灵活性。CN106003039ACN106003039A权利要求书1/4页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)、滚动轴承A(20)组成；所述随动轮A轮轴(22)通过滚动轴承A(20)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)通过滚动轴承A(20)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