本發(fā)明主要涉及越障機器人領(lǐng)域，尤其涉及一種擺動式升降越障機器人。

背景技術(shù)：

在實際應(yīng)用過程中，移動機器人經(jīng)常需要克服上、下臺階式的障礙。這類機器人上搭載的精密設(shè)備，往往要求在工作中保持姿態(tài)不變。現(xiàn)有的越障機器人，如帶有擺動鰭的履帶式機器人，越障能力有限，而且越障時底盤傾斜嚴重，不僅影響搭載設(shè)備的正常工作，而且容易導致機器人傾覆。現(xiàn)有的越障機器人，如仿生類的腿式機器人，雖具有較好的越障能力，然而結(jié)構(gòu)及控制復雜、難以實現(xiàn)，而且成本高昂。現(xiàn)有的越障機器人，如帶有搖臂的輪式機器人，雖具有自適應(yīng)的優(yōu)點，但是越障能力有限，且上、下臺階式障礙能力不匹配。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于制作、作業(yè)靈活、越障能力強、且在越障過程中能夠保持底盤水平的擺動式升降越障機器人。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種擺動式升降越障機器人，包括車架，所述車架于前端的兩側(cè)部裝設(shè)有兩個前驅(qū)動輪，車架于后端的兩側(cè)部裝設(shè)有兩個后驅(qū)動輪，所述車架上裝設(shè)有擺動支撐機構(gòu)，所述擺動支撐機構(gòu)上裝設(shè)有升降導向支撐架，所述升降導向支撐架的前后端均裝設(shè)有可獨立升降和行進的升降行進機構(gòu)，所述前驅(qū)動輪和后驅(qū)動輪中的一組輪體位于兩個升降行進機構(gòu)之間。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

所述升降導向支撐架包括橫梁和豎向?qū)к墸鰴M梁固裝在擺動支撐機構(gòu)上，所述豎向?qū)к壏盅b在橫梁的前后兩端，前后兩端的所述升降行進機構(gòu)分別與相應(yīng)端的豎向?qū)к壔印?/p>

所述擺動支撐機構(gòu)包括擺桿和伸縮缸，所述擺桿的兩端分別與車架和橫梁鉸接，所述伸縮缸裝設(shè)在車架、且伸縮缸的輸出端與橫梁鉸接。

所述升降行進機構(gòu)包括升降驅(qū)動部件、升降桿和支撐輪，所述升降驅(qū)動部件裝設(shè)在豎向?qū)к壣希錾禇U滑裝在豎向?qū)к墐?nèi)并與升降驅(qū)動部件連接，所述支撐輪裝設(shè)在升降桿底部。

所述升降桿包括立桿和橫桿，所述立桿滑裝在豎向?qū)к墐?nèi)并與升降驅(qū)動部件連接，所述橫桿固裝在立桿底部，所述支撐輪分裝在橫桿的兩端部。

所述車架的前后部開設(shè)有用于前后端的升降行進機構(gòu)穿過的鏤空避讓部。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、本發(fā)明的擺動式升降越障機器人，只要前后升降行進機構(gòu)的高度合適，不需要調(diào)整其他結(jié)構(gòu)或者尺寸，就能跨越各種高度的臺階和障礙，其越障性能突出；

2、本發(fā)明的擺動式升降越障機器人，具有同等的克服上、下臺階式障礙的能力，適應(yīng)性強。

3、本發(fā)明的擺動式升降越障機器人，在越障過程中能夠始終保持車架水平，確保機器人搭載的設(shè)備正常工作。

4、本發(fā)明的擺動式升降越障機器人，越障過程中利用擺動支撐機構(gòu)改變升降行進機構(gòu)相對于車架的位置，從而不需要轉(zhuǎn)向即能完成上下臺階，提高了越障靈活性；

5、本發(fā)明的擺動式升降越障機器人，整體結(jié)構(gòu)非常簡單，功能可靠，成本低廉，易于制作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明擺動式升降越障機器人的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明擺動式升降越障機器人的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明擺動式升降越障機器人的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明擺動式升降越障機器人的擺動狀態(tài)示意圖。

圖5是本發(fā)明擺動式升降越障機器人中車架抬升的狀態(tài)示意圖。

圖6是本發(fā)明擺動式升降越障機器人中前端升降行進機構(gòu)抬升的狀態(tài)示意圖。

圖7是本發(fā)明擺動式升降越障機器人上臺階的流程示意圖。

圖8是本發(fā)明擺動式升降越障機器人下臺階的的流程示意圖。

圖中各標號表示：

1、車架；11、鏤空避讓部；2、前驅(qū)動輪；3、后驅(qū)動輪；4、擺動支撐機構(gòu)；41、擺桿；42、伸縮缸；5、升降導向支撐架；51、橫梁；52、豎向?qū)к墸?、升降行進機構(gòu)；61、升降驅(qū)動部件；62、升降桿；621、立桿；622、橫桿；63、支撐輪。

具體實施方式

以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

圖1至圖8示出了本發(fā)明擺動式升降越障機器人的一種實施例，該越障機器人包括車架1，車架1于前端的兩側(cè)部裝設(shè)有兩個前驅(qū)動輪2，車架1于后端的兩側(cè)部裝設(shè)有兩個后驅(qū)動輪3，車架1上裝設(shè)有擺動支撐機構(gòu)4，擺動支撐機構(gòu)4上裝設(shè)有升降導向支撐架5，升降導向支撐架5的前后端均裝設(shè)有可獨立升降和行進的升降行進機構(gòu)6，前驅(qū)動輪2和后驅(qū)動輪3中的一組輪體位于兩個升降行進機構(gòu)6之間。使用時，當該機器人在平地作業(yè)時，兩端的升降行進機構(gòu)6與地面脫離處于高位，當需要越過臺階等障礙時，兩端的升降行進機構(gòu)6沿升降導向支撐架5下降與地面接觸，進一步下降時會反向驅(qū)使升降導向支撐架5沿升降行進機構(gòu)6向上抬升，從而帶動車架1抬升，當前驅(qū)動輪2與臺階同高時，升降行進機構(gòu)6向前行進并帶動車架1使前驅(qū)動輪2與臺階接觸，此時，前端的升降行進機構(gòu)6上升至初始位置，進一步向行進使后驅(qū)動輪3與臺階接觸，此時，后端的升降行進機構(gòu)6上升至初始位置，從而實現(xiàn)上臺階，下臺階時，啟動擺動支撐機構(gòu)4驅(qū)使升降導向支撐架5帶動升降行進機構(gòu)6向前移動，直至前驅(qū)動輪2位于兩個升降行進機構(gòu)6之間，此時，按上臺階的逆過程操作即可。本發(fā)明的機器人，只要前后升降行進機構(gòu)6的高度合適，就能跨越各種臺階和障礙，其越障性能突出；越障過程中利用了前驅(qū)動輪2和后驅(qū)動輪3組成的輪體結(jié)構(gòu)以及升降行進機構(gòu)6的自行進能力，有較好的機動性；越障過程中利用擺動支撐機構(gòu)4改變升降行進機構(gòu)6相對于車架1的位置，從而不需要轉(zhuǎn)向即能完成上下臺階，提高了越障靈活性；本發(fā)明的機器人，整體結(jié)構(gòu)非常簡單緊湊，成本低廉，易于制作。

本實施例中，升降導向支撐架5包括橫梁51和豎向?qū)к?2，橫梁51固裝在擺動支撐機構(gòu)4上，豎向?qū)к?2分裝在橫梁51的前后兩端，前后兩端的升降行進機構(gòu)6分別與相應(yīng)端的豎向?qū)к?2滑接。該結(jié)構(gòu)中，橫梁51作為升降行進機構(gòu)6和車架1升降的主要承載基礎(chǔ)，同時其能受擺動支撐機構(gòu)4驅(qū)動作橫向移動，而豎向?qū)к?2則保證了升降行進機構(gòu)6和車架1升降的順暢性和快捷性。

本實施例中，擺動支撐機構(gòu)4包括擺桿41和伸縮缸42，擺桿41的兩端分別與車架1和橫梁51鉸接，伸縮缸42裝設(shè)在車架1、且伸縮缸42的輸出端與橫梁51鉸接。該結(jié)構(gòu)中，伸縮缸42作為動力源，擺桿41與車架1以及橫梁51形成平行四邊連桿機構(gòu)，以實現(xiàn)升降行進機構(gòu)6的前后移動。

本實施例中，升降行進機構(gòu)6包括升降驅(qū)動部件61、升降桿62和支撐輪63，升降驅(qū)動部件61裝設(shè)在豎向?qū)к?2上，升降桿62滑裝在豎向?qū)к?2內(nèi)并與升降驅(qū)動部件61連接，支撐輪63裝設(shè)在升降桿62底部。該結(jié)構(gòu)中，升降驅(qū)動部件61可驅(qū)使升降桿62作升降運動，當支撐輪63與地面接觸時，升降驅(qū)動部件61又可通過升降導向支撐架5帶動車架1作升降運動；支撐輪63配備有驅(qū)動電機，通過支撐輪63的行進能夠帶動車架1行進，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計巧妙。

本實施例中，升降桿62包括立桿621和橫桿622，立桿621滑裝在豎向?qū)к?2內(nèi)并與升降驅(qū)動部件61連接，橫桿622固裝在立桿621底部，支撐輪63分裝在橫桿622的兩端部。該結(jié)構(gòu)中，升降桿62帶動橫桿622作升降運動，而橫桿622一方面作為支撐輪63的安裝基礎(chǔ)，另一方面，其位于豎向?qū)к?2下方，能對升降桿62的上升以及車架1的下降形成定位。

本實施例中，車架1的前后部開設(shè)有用于前后端的升降行進機構(gòu)6穿過的鏤空避讓部11。該鏤空避讓部11用于升降過程中升降行進機構(gòu)6從其穿過，一方面避免形成干涉；另一方面可節(jié)省耗材。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。