所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機器人行走技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于一個電機控制的機器人四輪行走平臺。

背景技術(shù)：

目前機器人使用的驅(qū)動輪單元控制驅(qū)動輪單元前進、轉(zhuǎn)向的機構(gòu)互相獨立，獨立的前進與轉(zhuǎn)向就需要更多的電機來提供動力，這樣導致機器人造價升高，使得機器人無法向市面大面積推廣，所以就需要一種可以用一個電機控制驅(qū)動輪機構(gòu)既能前進又可以轉(zhuǎn)向的驅(qū)動輪單元。

本發(fā)明設(shè)計一種基于一個電機控制的機器人四輪行走平臺解決如上問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明公開一種基于一個電機控制的機器人四輪行走平臺，它是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種基于一個電機控制的機器人四輪行走平臺，其特征在于：它包括承載板、驅(qū)動輪單元，其中四個驅(qū)動輪單元兩兩一組對稱的安裝在承載板的下端面的兩側(cè)，且一側(cè)的兩個驅(qū)動輪單元分別位于承載板的兩端。

上述驅(qū)動輪單元包括限轉(zhuǎn)塊、第一油腔、導向槽、第二油腔、錐形塊、連接管、電機殼、第一連接板、第一渦卷彈簧、蓋板圓環(huán)、連接桿、齒輪、第一限位環(huán)、第一伸縮桿、彈簧、輪子、轉(zhuǎn)軸、環(huán)形齒輪、第一半圓環(huán)、第二半圓環(huán)、第二導槽、第三連接板、第二連接板、大出口管、小進口管、第二伸縮桿、第二導塊、第二伸縮套、第一導塊、限轉(zhuǎn)孔、保護殼、第一導槽、缺口圓環(huán)、電機軸、第一擋板、外殼、內(nèi)環(huán)殼、第二擋板、小出口管、大進口管、環(huán)形導塊、第一伸縮套、第二渦卷彈簧、第二限位環(huán)、保護殼、環(huán)形槽，其中保護殼安裝在承載板的下端面上；缺口圓環(huán)端面上對稱開有兩個導向槽；導向槽內(nèi)兩側(cè)對稱的開有兩個第一導槽；四個第一導塊兩兩一組分別安裝兩個第二連接板上，且一組中的兩個第一導塊分別安裝在一個第二連接板的下端兩側(cè)；兩個第二連接板通過其上安裝的第一導塊與缺口圓環(huán)上的第一導槽配合安裝在缺口圓環(huán)上；外殼內(nèi)壁的底面上開有環(huán)形導軌；第二擋板安裝在外殼的內(nèi)壁上；內(nèi)環(huán)殼的端面上安裝有環(huán)形導塊；第一擋板安裝在內(nèi)環(huán)殼的外圓面上；內(nèi)環(huán)殼通過環(huán)形導塊與外殼上的環(huán)形導軌配合安裝在外殼上；蓋板圓環(huán)安裝在外殼的上端面；大進口管與大出口管對稱的安裝在外殼的內(nèi)圓面上，且位于第二擋板的兩側(cè)；小進口管與小出口管對稱的安裝在外殼的內(nèi)圓面上，且位于第二擋板的兩側(cè)；小進口管與小出口管均位于大出口管與大進口管之間；大出口管與大進口管通過軟管連接；小出口管與小進口管通過軟管連接；電機殼安裝在內(nèi)環(huán)殼的內(nèi)圓面上；連接管內(nèi)圓面的上側(cè)開有內(nèi)螺紋；連接管下端面安裝在電機殼上端面；錐形塊外圓面向上收縮；錐形塊下端面安裝在電機軸的上端面；限轉(zhuǎn)塊的下端面開有向上收縮的限轉(zhuǎn)孔；限轉(zhuǎn)塊的外圓面上開有外螺紋；限轉(zhuǎn)塊通過其上的外螺紋與連接管上的內(nèi)螺紋配合安裝；兩個第三連接板對稱的安裝在限轉(zhuǎn)塊的端面上；第三連接板上的所安裝結(jié)構(gòu)完全相同，對于其中任意一個，第一連接板的一端安裝在第三連接板的上端，另一端安裝在第二連接板的上端；第一渦卷彈簧的外端安裝在蓋板圓環(huán)的端面上，內(nèi)端安裝在電機外圓面上；第一伸縮桿安裝在電機軸的下端面上；兩個第二導塊對稱的安裝在第一伸縮桿的外圓面上，且位于第一伸縮桿的下側(cè)；第一伸縮套的外圓面上對稱開有兩個第二導槽，且不穿出第二伸縮套的上端面；第一伸縮套通過其上的第二導槽與第二導塊配合安裝在第一伸縮桿上；彈簧安裝在第一伸縮套內(nèi)，一端安裝在第一伸縮套的上，另一端安裝在第一伸縮桿的端面上；第一限位環(huán)安裝在第一伸縮套的外圓面上，且位于第一伸縮套的下端；第二限位環(huán)內(nèi)圓面上開有環(huán)形槽，第二限位環(huán)通過其上的環(huán)形槽與第一限位環(huán)配合安裝在第一伸縮套上；環(huán)形齒輪的下端開有齒；環(huán)形齒輪的端面安裝在第一伸縮套的下端面上；四個第二伸縮桿兩兩一組對稱的安裝在電機殼的下端面；四個第二伸縮桿下端分別嵌套于四個第二伸縮套內(nèi)；第二半圓環(huán)的內(nèi)圓面上開有內(nèi)螺紋，兩個第二半圓環(huán)分別與四個第二伸縮套所成的兩組第二伸縮套連接；第一半圓環(huán)的外圓面上開有外螺紋，兩個第一半圓環(huán)分別與兩個第二半圓環(huán)通過螺紋連接；第二渦卷彈簧的外端安裝在第二半圓環(huán)上，內(nèi)端安裝在第一半圓環(huán)上；轉(zhuǎn)軸安裝在兩個第一半圓環(huán)之間；齒輪安裝在轉(zhuǎn)軸上，且與環(huán)形齒輪上的齒配合；輪子安裝在轉(zhuǎn)軸上；四個連接桿一端均安裝在第二限位環(huán)的外圓面上，另一端分別安裝在四個第二伸縮套上；彈簧位于第一伸縮套內(nèi)，彈簧一端安裝在第一伸縮套底面上，另一端安裝在第一伸縮桿的端面上。

上述大進口管為單向?qū)ü?；大出口管為單向?qū)ü埽恍∵M口管為單向?qū)ü埽恍〕隹诠転閱蜗驅(qū)ü堋?/p>

作為本技術(shù)的進一步改進，上述轉(zhuǎn)軸通過軸承安裝在第一半圓環(huán)上。

作為本技術(shù)的進一步改進，上述彈簧為壓縮彈簧。

作為本技術(shù)的進一步改進，作為上述四個連接桿一端安裝在第二限位環(huán)的外圓面上，另一端安裝在四個第二伸縮桿上的替換方案，三個連接桿一端安裝在第二限位環(huán)的外圓面上，另一端安裝在三個第二伸縮桿上。

作為本技術(shù)的進一步改進，上述齒輪通過建安裝在轉(zhuǎn)軸上。

作為本技術(shù)的進一步改進，上述第二伸縮桿可以在第二伸縮套內(nèi)滑動，但第二伸縮桿不會滑出第二伸縮套。

相對于傳統(tǒng)的機器人行走技術(shù)，本發(fā)明設(shè)計了一種基于一個電機控制的機器人四輪行走平臺，其具有一個電機帶動驅(qū)動輪單元直線運動與轉(zhuǎn)向的功能；驅(qū)動輪單元的作用是驅(qū)動機器人直線運動與轉(zhuǎn)彎運動；機器人向前做直線運動時，四個驅(qū)動輪單元在芯片的控制作用下，四個驅(qū)動單元上的電機轉(zhuǎn)速相同且保持一定轉(zhuǎn)速不變，從而達到機器人做直線運動的功能；當機器人向右轉(zhuǎn)彎時，前兩個驅(qū)動輪單元上的輪子在電機的控制下輪子將向右轉(zhuǎn)彎，后兩個驅(qū)動輪單元將繼續(xù)直線運動，但芯片會調(diào)節(jié)后兩個驅(qū)動輪單元上的電機轉(zhuǎn)速，使后兩個驅(qū)動單元可以適應(yīng)機器人右轉(zhuǎn)彎時的運動要求，從而達到機器人向右轉(zhuǎn)彎的功能；當機器人向左轉(zhuǎn)彎時，后兩個驅(qū)動輪單元上的輪子在電機的控制下輪子將向左轉(zhuǎn)彎，前兩個驅(qū)動輪單元將繼續(xù)直線運動，但芯片會調(diào)節(jié)后兩個驅(qū)動輪單元上的電機轉(zhuǎn)速，使后兩個驅(qū)動單元可以適應(yīng)機器人左轉(zhuǎn)彎時的運動要求，從而達到機器人向左轉(zhuǎn)彎的功能。

本發(fā)明中的承載板具有承載重物的功能；安裝在缺口圓環(huán)內(nèi)圓面上的外殼與安裝在其上的內(nèi)環(huán)殼共同的作用是形成容器，用于存儲液壓油；安裝在外殼上的蓋板圓環(huán)的作用是，與外殼和內(nèi)環(huán)殼構(gòu)成密閉的腔體；兩個第二導塊對稱的安裝在第一伸縮桿的一端其作用是，與第一伸縮套上的第二導槽配合，使第一伸縮套可以沿第一伸縮桿上的導塊來回運動；連接桿一端安裝在第二限位環(huán)上，另一端安裝在第二軸套上的作用是，當?shù)诙S套向上下運動時，通過連接桿將運動傳遞到第二限位環(huán)上，使第二限位環(huán)也可以上下運動；第一限位環(huán)安裝在第一伸縮套上，且與第二限位環(huán)上的環(huán)形槽配合的作用是，將第二限位環(huán)上下的運動傳遞到第一限位環(huán)上，使得與第一限位環(huán)配合的第一伸縮套可以沿著第二導塊上下運動；安裝在電機殼的上端面的連接管內(nèi)圓面上開內(nèi)螺紋的作用是，當電機殼旋轉(zhuǎn)時，帶動連接管旋轉(zhuǎn)，限轉(zhuǎn)塊安裝在缺口圓環(huán)上，旋轉(zhuǎn)的連接管在其上內(nèi)螺紋與限轉(zhuǎn)塊上外螺紋配合，由于此時的電機殼不會上下移動，所以使得限轉(zhuǎn)塊沿連接管上的內(nèi)螺紋上下運動；第一擋板安裝在內(nèi)環(huán)殼上；第二擋板安裝在外殼上，由于外殼與缺口圓環(huán)安裝在一起，缺口圓環(huán)又與承載板安裝在一起；所以旋轉(zhuǎn)的電機殼會帶動安裝在其上的第一擋板運動，第一擋板與第二擋板之間的空間減小，液壓油將從第一油腔通過大出口管、軟管、大進口管流進第二油腔內(nèi)；小出口管與小進口管安裝在大進口管于大出口管之間的作用是，連接大進口管與大出口管的軟管彎曲半徑更大，連接小進口管于小出口管的軟管彎曲半徑更小，使得安裝在大出口管與大進口管之間的軟管可以將，安裝在小進口管與小出口管之間的軟管包圍住，達到節(jié)約安裝空間的目的；安裝在電機軸上端的錐形塊的作用是，與限轉(zhuǎn)塊上所開的限轉(zhuǎn)孔配合，達到限轉(zhuǎn)止電機軸的旋轉(zhuǎn)的功能；兩個第一導塊對稱的安裝在第二連接板兩側(cè)的目的是，當電機殼旋轉(zhuǎn)時帶動安裝在電機殼上的連接管旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的連接管通過其上所開的內(nèi)螺紋與限轉(zhuǎn)塊上的外螺紋配合，使限轉(zhuǎn)塊沿連接管的外螺紋上下運動；第三連接板安裝在限轉(zhuǎn)塊的上端面，第三連接板將限轉(zhuǎn)塊的上下運動傳遞到第一連接板；第一渦卷彈簧的作用是，給電機殼的外殼一個作用力，當驅(qū)動輪單元做直線運動時，電機在芯片的控制下具有恒定的轉(zhuǎn)速，電機殼相對電機軸向相反的方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的電機殼會帶動渦卷彈簧旋轉(zhuǎn)一定的角度，由于電機轉(zhuǎn)速較小且加速度很小，無法使第一渦卷彈簧持續(xù)上力，并保持一定小角度不變；從而達到機器人走近似直線，此時電機殼相對于缺口圓環(huán)靜止；當驅(qū)動單元轉(zhuǎn)彎時，此時輪子需要更大力來轉(zhuǎn)彎，所以電機的轉(zhuǎn)速在控制芯片的作用下快速提高，同時變化速度的電機會產(chǎn)生加速度并快速提高，電機殼相對于缺口圓環(huán)旋轉(zhuǎn)，在電機殼帶動下第二伸縮桿，第二伸縮桿帶動第二伸縮套旋轉(zhuǎn)，第二半圓環(huán)將向上運動，從而達到環(huán)形齒輪與齒輪脫開嚙合的作用；安裝在伸縮套下端的第二半圓環(huán)將帶動第一半圓環(huán)旋轉(zhuǎn)，輪子通過轉(zhuǎn)軸安裝在第一半圓環(huán)的內(nèi)圓面上，第一半圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)將帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)將帶動輪子旋轉(zhuǎn)，這樣就達到了輪子轉(zhuǎn)向的功能；安裝在第一伸縮套端面上的環(huán)形齒輪的作用是，與齒輪相互嚙合，驅(qū)動齒輪的運動，在齒輪的帶動下轉(zhuǎn)軸運動，運動的轉(zhuǎn)軸將驅(qū)動其上的輪子旋轉(zhuǎn)，從而達到一個電機帶動驅(qū)動輪單元運動的功能；第二渦卷彈簧的作用是給第一半圓環(huán)一個回位時的恢復力，使轉(zhuǎn)彎結(jié)束的驅(qū)動輪單元可以繼續(xù)運動；大出口管與大進口管的目的是，在驅(qū)動輪單元轉(zhuǎn)彎時，將液壓油盡快的從第一油腔排到第二油腔，電機殼可以快速的依次帶動第二伸縮桿、第二伸縮套、第二半圓環(huán)，使第二半圓環(huán)在第二半圓環(huán)上內(nèi)螺紋與第一半圓環(huán)上外螺紋的作用下，更快的向上運動，使環(huán)形齒輪脫離齒輪的嚙合，從而使驅(qū)動輪單元更快進入轉(zhuǎn)彎的的功能；小出口管與小進口管的目的時，在驅(qū)動輪單元轉(zhuǎn)彎時，將液壓油從第二油腔緩慢地排到第一油腔，電機殼可以緩慢依次帶動第二伸縮桿、第二伸縮套、第二半圓環(huán)，此時齒輪與環(huán)形齒輪已經(jīng)不嚙合，所以第二半圓環(huán)將帶動轉(zhuǎn)軸、輪子旋轉(zhuǎn)，從而為驅(qū)動輪單元轉(zhuǎn)彎提供足夠長的時間，以具有轉(zhuǎn)彎的功能；彈簧的作用是，給伸縮套一個回位時的作用力。

本發(fā)明中驅(qū)動輪單元只能單向旋轉(zhuǎn)，所以本發(fā)明中的平臺使用了四個輪子通過前后輪的調(diào)節(jié)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向目的，當平臺需要右轉(zhuǎn)時，通過兩個前輪向右轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)平臺右轉(zhuǎn)彎；當平臺需要左轉(zhuǎn)時，通過兩個后輪向右轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)平臺左轉(zhuǎn)彎。

在使用過程中，首先機器人未運動時，第一渦卷彈簧與第二渦卷彈簧均處于自由伸縮狀態(tài)；限轉(zhuǎn)塊與錐形塊不接觸；彈簧處于自由伸縮狀態(tài)；當機器人直線運動時，四個驅(qū)動輪單元上的狀態(tài)完全一樣；電機軸帶動第一伸縮桿旋轉(zhuǎn)運動，電機殼將帶動第一渦卷彈簧轉(zhuǎn)夠一定角度后停止轉(zhuǎn)動，此時第一渦卷彈簧壓縮儲能；第一伸縮桿的帶動下，安裝在第一伸縮桿上的第一伸縮套也將隨第一伸縮桿旋轉(zhuǎn)運動，安裝在第一伸縮套上的環(huán)形齒輪將旋轉(zhuǎn)，在環(huán)形齒輪的驅(qū)動下齒輪將會帶動轉(zhuǎn)軸運動，這時安裝在轉(zhuǎn)軸上的輪子將圍繞轉(zhuǎn)軸運動，在輪子的帶動下驅(qū)動輪單元將做直線運動；當驅(qū)動輪右轉(zhuǎn)彎時，此時的前兩個驅(qū)動輪單元將向右轉(zhuǎn)彎同時在芯片的控制作用下適應(yīng)轉(zhuǎn)彎的轉(zhuǎn)向要求；后兩個驅(qū)動輪單元不轉(zhuǎn)彎但在芯片的控制作用下調(diào)節(jié)速度，從而適應(yīng)機器人轉(zhuǎn)彎時的要求；此時前面兩個驅(qū)動輪單元上個的輪子所需要的扭矩更大，這時的電機軸的轉(zhuǎn)速將不能滿足輪子的要求，芯片將控制電機轉(zhuǎn)速快速提高；第一渦卷彈簧不足以固定電機殼以提供電機轉(zhuǎn)軸快速提高的扭矩，使得第一渦卷彈簧被壓縮，同時電機殼的旋轉(zhuǎn)；當?shù)谝粶u卷彈簧被壓縮后所產(chǎn)生的反作用力足以提供電機轉(zhuǎn)軸快速提高的扭矩時，第一渦卷彈簧將不被壓縮；電機殼旋轉(zhuǎn)過程中，安裝在電機殼上的連接管將帶動錐形塊運動，在錐形塊的帶動下，安裝在錐形塊上的第三連接板將帶動第一連接板向下運動，第一連接板將帶動第二連接板沿第一導槽運動；向下運動的限轉(zhuǎn)塊通過其上的限轉(zhuǎn)孔與錐形塊的外圓配合，使電機轉(zhuǎn)軸相對與缺口圓環(huán)處于靜止狀態(tài)，此時的電機殼的旋轉(zhuǎn)方向與原來電機軸旋轉(zhuǎn)方向相反，旋轉(zhuǎn)的電機殼會帶動內(nèi)環(huán)殼旋轉(zhuǎn)，這時安裝在內(nèi)環(huán)殼的第一擋板將運動，第一擋板與第二擋板之間的第一油腔的空間將減小，使得第一油腔內(nèi)的液壓油通過大出口管、軟管、大進口管進入第二油腔內(nèi)；同時電機外殼將依次帶動第二伸縮桿、第二伸縮套、第二半圓環(huán)圍繞電機殼旋轉(zhuǎn)，由于此時的電機軸不旋轉(zhuǎn)，所以第一伸縮桿、第一伸縮套、環(huán)形齒輪、齒輪、轉(zhuǎn)軸、輪子、第一半圓環(huán)均不運動，所以第二半圓環(huán)將相對于第一半環(huán)向上運動，向上運動的第二半圓環(huán)會帶動第二伸縮套沿第二伸縮桿的外圓面向上運動，此時第二渦卷彈簧處于上力狀態(tài)，彈簧處于伸縮狀態(tài)；第二限位環(huán)通過連接桿的作用帶動安裝在第二伸縮桿上的第一限位環(huán)向上運動，在第一限位環(huán)的帶動下第二伸縮套向上運動從而使環(huán)形齒輪與齒輪脫開嚙合；電機殼繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時帶動第二伸縮桿、第二伸縮套、第二半圓環(huán)圍繞電機殼旋轉(zhuǎn)，使得安裝在第二半圓環(huán)內(nèi)的第一半圓環(huán)旋轉(zhuǎn)，在第一半圓環(huán)的作用下轉(zhuǎn)軸圍繞電機軸旋轉(zhuǎn)一定角度，安裝在轉(zhuǎn)軸上的輪子將轉(zhuǎn)過一定角度，過程中轉(zhuǎn)軸沒有驅(qū)動。之后，芯片將控制電機轉(zhuǎn)速恢復到加速度較小或者勻速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，電機殼將只受到第一渦卷渦卷彈簧的恢復力，在第一渦卷彈簧恢復力作用下，電機殼會反向旋轉(zhuǎn)，同時使得第一擋板與第二擋板之間的空間增大，從而將第二油腔內(nèi)的液壓油經(jīng)過小出口管、軟管、小進口管，進入第一油腔內(nèi)，因為此時液壓油從小出口管進入到小進口管，其空間增大的速度會受到液壓管管徑的限制，旋轉(zhuǎn)的電機殼恢復時間很長，旋轉(zhuǎn)電機殼將會在一定的時間內(nèi)逐漸的恢復到直線行走的初始狀態(tài)；在恢復時間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的電機殼會依次帶動第二伸縮桿、第二伸縮套、第二半圓環(huán)、第一半圓環(huán)、轉(zhuǎn)軸維持一定的旋轉(zhuǎn)的角度；電機殼恢復時間內(nèi)電機軸持續(xù)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而達到驅(qū)動輪轉(zhuǎn)彎的目的。當電機殼恢復后，驅(qū)動輪繼續(xù)被電機軸驅(qū)動，同時轉(zhuǎn)軸位于直線行走狀態(tài)，機器人平臺做直線運動；當機器人向左轉(zhuǎn)彎時，前兩個驅(qū)動輪單元保持直線運行狀態(tài)，而后兩個驅(qū)動輪單元向右轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)機器人平臺左轉(zhuǎn)彎的功能；轉(zhuǎn)彎完成后的機器人將繼續(xù)做直線運動。

附圖說明

圖1是整體部件分布示意圖。

圖2是驅(qū)動輪單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是驅(qū)動輪單元剖視圖。

圖4是大出口管安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是第二連接板安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是缺口圓環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是連接管安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是第一擋板安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是內(nèi)環(huán)殼安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是第二伸縮桿安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是環(huán)形齒輪安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12是第二限位環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是第一渦卷彈簧安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14是第二渦卷彈簧安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15是機器人右轉(zhuǎn)彎原理示意圖。

圖16是機器人左轉(zhuǎn)彎原理示意圖。

圖中標號名稱：1、承載板；2、驅(qū)動輪單元；3、限轉(zhuǎn)塊；4、錐形塊；5、第三連接板；6、連接管；7、電機殼；8、第一連接板；9、第一渦卷彈簧；10、蓋板圓環(huán)；11、連接桿；12、齒輪；13、第一限位環(huán)；14、第一伸縮桿；15、彈簧；16、輪子；17、轉(zhuǎn)軸；18、環(huán)形齒輪；19、第一半圓環(huán)；20、第二半圓環(huán)；21、第二連接板；22、大出口管；23、小進口管；24、第二伸縮桿；25、第二伸縮套；26、保護殼；27、第一導塊；28、限轉(zhuǎn)孔；29、第一導槽；30、缺口圓環(huán)；31、電機軸；32、第一擋板；33、外殼；34、內(nèi)環(huán)殼；35、第二擋板；36、小出口管；37、大進口管；38、環(huán)形導塊；39、第一伸縮套；40、第二渦卷彈簧；41、第二限位環(huán)；42、環(huán)形槽；43、第二導塊；44、第二導槽；45、導向槽；46、第二油腔；47、第一油腔；48、芯片。

具體實施方式

如圖1所示，它包括承載板1、驅(qū)動輪單元2，其中四個驅(qū)動輪單元2兩兩一組對稱的安裝在承載板1的下端面的兩側(cè)，且一側(cè)的兩個驅(qū)動輪單元2分別位于承載板1的兩端。

如圖2、3、4所示，上述驅(qū)動輪單元2包括限轉(zhuǎn)塊3、第一油腔47、導向槽45、第二油腔46、錐形塊4、連接管6、電機殼7、第一連接板8、第一渦卷彈簧9、蓋板圓環(huán)10、連接桿11、齒輪12、第一限位環(huán)13、第一伸縮桿14、彈簧15、輪子16、轉(zhuǎn)軸17、環(huán)形齒輪18、第一半圓環(huán)19、第二半圓環(huán)20、第二導槽44、第三連接板5、第二連接板21、大出口管22、小進口管23、第二伸縮桿24、第二導塊43、第二伸縮套25、第一導塊27、限轉(zhuǎn)孔28、保護殼26、第一導槽29、缺口圓環(huán)30、電機軸31、第一擋板32、外殼33、內(nèi)環(huán)殼34、第二擋板35、小出口管36、大進口管37、環(huán)形導塊38、第一伸縮套39、第二渦卷彈簧40、第二限位環(huán)41、保護殼26、環(huán)形槽42，如圖2所示，其中保護殼26安裝在承載板1的下端面上；如圖6所示，缺口圓環(huán)30端面上對稱開有兩個導向槽45；如圖6所示，導向槽45內(nèi)兩側(cè)對稱的開有兩個第一導槽29；如圖5所示，四個第一導塊27兩兩一組分別安裝兩個第二連接板21上，且一組中的兩個第一導塊27分別安裝在一個第二連接板21的下端兩側(cè)；如圖5所示，兩個第二連接板21通過其上安裝的第一導塊27與缺口圓環(huán)30上的第一導槽29配合安裝在缺口圓環(huán)30上；如圖3所示，外殼33內(nèi)壁的底面上開有環(huán)形導軌；如圖8所示，第二擋板35安裝在外殼33的內(nèi)壁上；如圖3、9所示，內(nèi)環(huán)殼34的端面上安裝有環(huán)形導塊38；如圖8所示，第一擋板32安裝在內(nèi)環(huán)殼34的外圓面上；如圖3所示，內(nèi)環(huán)殼34通過環(huán)形導塊38與外殼33上的環(huán)形導軌配合安裝在外殼33上；如圖3所示，蓋板圓環(huán)10安裝在外殼33的上端面；如圖4所示，大進口管37與大出口管22對稱的安裝在外殼33的內(nèi)圓面上，且位于第二擋板35的兩側(cè)；如圖4所示，小進口管23與小出口管36對稱的安裝在外殼33的內(nèi)圓面上，且位于第二擋板35的兩側(cè)；如圖4所示，小進口管23與小出口管36均位于大出口管22與大進口管37之間；大出口管22與大進口管37通過軟管連接；小出口管36與小進口管23通過軟管連接；如圖3所示，電機殼7安裝在內(nèi)環(huán)殼34的內(nèi)圓面上；如圖7所示，連接管6內(nèi)圓面的上側(cè)開有內(nèi)螺紋；如圖7所示，連接管6下端面安裝在電機殼7上端面；錐形塊4外圓面向上收縮；如圖7所示，錐形塊4下端面安裝在電機軸31的上端面；如圖7所示，限轉(zhuǎn)塊3的下端面開有向上收縮的限轉(zhuǎn)孔28；如圖7所示，限轉(zhuǎn)塊3的外圓面上開有外螺紋；如圖7所示，限轉(zhuǎn)塊3通過其上的外螺紋與連接管6上的內(nèi)螺紋配合安裝；如圖5所示，兩個第三連接板5對稱的安裝在限轉(zhuǎn)塊3的端面上；第三連接板5上的所安裝結(jié)構(gòu)完全相同，對于其中任意一個，第一連接板8的一端安裝在第三連接板5的上端，另一端安裝在第二連接板21的上端；如圖13所示，第一渦卷彈簧9的外端安裝在蓋板圓環(huán)10的端面上，內(nèi)端安裝在電機外圓面上；如圖10所示，第一伸縮桿14安裝在電機軸31的下端面上；如圖10所示，兩個第二導塊43對稱的安裝在第一伸縮桿14的外圓面上，且位于第一伸縮桿14的下側(cè)；如圖10所示，第一伸縮套39的外圓面上對稱開有兩個第二導槽44，且不穿出第二伸縮套25的上端面；如圖10、11所示，第一伸縮套39通過其上的第二導槽44與第二導塊43配合安裝在第一伸縮桿14上；如圖11所示，彈簧15安裝在第一伸縮套39內(nèi)，一端安裝在第一伸縮套39的上，另一端安裝在第一伸縮桿14的端面上；如圖11所示，第一限位環(huán)13安裝在第一伸縮套39的外圓面上，且位于第一伸縮套39的下端；如圖12所示，第二限位環(huán)41內(nèi)圓面上開有環(huán)形槽42，第二限位環(huán)41通過其上的環(huán)形槽42與第一限位環(huán)13配合安裝在第一伸縮套39上；如圖11所示，環(huán)形齒輪18的下端開有齒；如圖11所示，環(huán)形齒輪18的端面安裝在第一伸縮套39的下端面上；如圖10所示，四個第二伸縮桿24兩兩一組對稱的安裝在電機殼7的下端面；如圖10所示，四個第二伸縮桿24下端分別嵌套于四個第二伸縮套25內(nèi)；如圖10所示，第二半圓環(huán)20的內(nèi)圓面上開有內(nèi)螺紋，兩個第二半圓環(huán)20分別與四個第二伸縮套25所成的兩組第二伸縮套25連接；如圖10所示，第一半圓環(huán)19的外圓面上開有外螺紋，兩個第一半圓環(huán)19分別與兩個第二半圓環(huán)20通過螺紋連接；如圖14所示，第二渦卷彈簧40的外端安裝在第二半圓環(huán)20上，內(nèi)端安裝在第一半圓環(huán)19上；轉(zhuǎn)軸17安裝在兩個第一半圓環(huán)19之間；如圖10所示，齒輪12安裝在轉(zhuǎn)軸17上，且與環(huán)形齒輪18上的齒配合；如圖10所示，輪子16安裝在轉(zhuǎn)軸17上；如圖10所示，四個連接桿11一端均安裝在第二限位環(huán)41的外圓面上，另一端分別安裝在四個第二伸縮套25上；彈簧15位于第一伸縮套39內(nèi)，彈簧15一端安裝在第一伸縮套39底面上，另一端安裝在第一伸縮桿14的端面上。

如圖4所示，上述大進口管37為單向?qū)ü埽淮蟪隹诠?2為單向?qū)ü?；小進口管23為單向?qū)ü埽恍〕隹诠?6為單向?qū)ü堋?/p>

如圖10所示，上述轉(zhuǎn)軸17通過軸承安裝在第一半圓環(huán)19上。

如圖11所示，上述彈簧15為壓縮彈簧15。

如圖10所示，作為上述四個連接桿11一端安裝在第二限位環(huán)41的外圓面上，另一端安裝在四個第二伸縮桿24上的替換方案，三個連接桿11一端安裝在第二限位環(huán)41的外圓面上，另一端安裝在三個第二伸縮桿24上。

如圖10所示，上述齒輪12通過建安裝在轉(zhuǎn)軸17上。

如圖10所示，上述第二伸縮桿24可以在第二伸縮套25內(nèi)滑動，但第二伸縮桿24不會滑出第二伸縮套25。

綜上所述：

本發(fā)明設(shè)計了一種基于一個電機控制的機器人四輪行走平臺，其具有一個電機帶動驅(qū)動輪單元2直線運動與轉(zhuǎn)向的功能；驅(qū)動輪單元2的作用是驅(qū)動機器人直線運動與轉(zhuǎn)彎運動；機器人向前做直線運動時，四個驅(qū)動輪單元2在芯片48的控制作用下，四個驅(qū)動單元上的電機轉(zhuǎn)速相同且保持一定轉(zhuǎn)速不變，從而達到機器人做直線運動的功能；當機器人向右轉(zhuǎn)彎時，前兩個驅(qū)動輪單元2上的輪子16在電機的控制下輪子16將向右轉(zhuǎn)彎，后兩個驅(qū)動輪單元2將繼續(xù)直線運動，但芯片48會調(diào)節(jié)后兩個驅(qū)動輪單元2上的電機轉(zhuǎn)速，使后兩個驅(qū)動單元可以適應(yīng)機器人右轉(zhuǎn)彎時的運動要求，從而達到機器人向右轉(zhuǎn)彎的功能；當機器人向左轉(zhuǎn)彎時，后兩個驅(qū)動輪單元2上的輪子16在電機的控制下輪子16將向左轉(zhuǎn)彎，前兩個驅(qū)動輪單元2將繼續(xù)直線運動，但芯片48會調(diào)節(jié)后兩個驅(qū)動輪單元2上的電機轉(zhuǎn)速，使后兩個驅(qū)動單元可以適應(yīng)機器人左轉(zhuǎn)彎時的運動要求，從而達到機器人向左轉(zhuǎn)彎的功能。

本發(fā)明中的承載板1具有承載重物的功能；安裝在缺口圓環(huán)30內(nèi)圓面上的外殼33與安裝在其上的內(nèi)環(huán)殼34共同的作用是形成容器，用于存儲液壓油；安裝在外殼33上的蓋板圓環(huán)10的作用是，與外殼33和內(nèi)環(huán)殼34構(gòu)成密閉的腔體；兩個第二導塊43對稱的安裝在第一伸縮桿14的一端其作用是，與第一伸縮套39上的第二導槽44配合，使第一伸縮套39可以沿第一伸縮桿14上的導塊來回運動；連接桿11一端安裝在第二限位環(huán)41上，另一端安裝在第二軸套上的作用是，當?shù)诙S套向上下運動時，通過連接桿11將運動傳遞到第二限位環(huán)41上，使第二限位環(huán)41也可以上下運動；第一限位環(huán)13安裝在第一伸縮套39上，且與第二限位環(huán)41上的環(huán)形槽42配合的作用是，將第二限位環(huán)41上下的運動傳遞到第一限位環(huán)13上，使得與第一限位環(huán)13配合的第一伸縮套39可以沿著第二導塊43上下運動；安裝在電機殼7的上端面的連接管6內(nèi)圓面上開內(nèi)螺紋的作用是，當電機殼7旋轉(zhuǎn)時，帶動連接管6旋轉(zhuǎn)，限轉(zhuǎn)塊3安裝在缺口圓環(huán)30上，旋轉(zhuǎn)的連接管6在其上內(nèi)螺紋與限轉(zhuǎn)塊3上外螺紋配合，由于此時的電機殼7不會上下移動，所以使得限轉(zhuǎn)塊3沿連接管6上的內(nèi)螺紋上下運動；第一擋板32安裝在內(nèi)環(huán)殼34上；第二擋板35安裝在外殼33上，由于外殼33與缺口圓環(huán)30安裝在一起，缺口圓環(huán)30又與承載板1安裝在一起；所以旋轉(zhuǎn)的電機殼7會帶動安裝在其上的第一擋板32運動，第一擋板32與第二擋板35之間的空間減小，液壓油將從第一油腔47通過大出口管22、軟管、大進口管37流進第二油腔46內(nèi)；小出口管36與小進口管23安裝在大進口管37于大出口管22之間的作用是，連接大進口管37與大出口管22的軟管彎曲半徑更大，連接小進口管23于小出口管36的軟管彎曲半徑更小，使得安裝在大出口管22與大進口管37之間的軟管可以將，安裝在小進口管23與小出口管36之間的軟管包圍住，達到節(jié)約安裝空間的目的；安裝在電機軸31上端的錐形塊4的作用是，與限轉(zhuǎn)塊3上所開的限轉(zhuǎn)孔28配合，達到限轉(zhuǎn)止電機軸31的旋轉(zhuǎn)的功能；兩個第一導塊27對稱的安裝在第二連接板21兩側(cè)的目的是，當電機殼7旋轉(zhuǎn)時帶動安裝在電機殼7上的連接管6旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的連接管6通過其上所開的內(nèi)螺紋與限轉(zhuǎn)塊3上的外螺紋配合，使限轉(zhuǎn)塊3沿連接管6的外螺紋上下運動；第三連接板5安裝在限轉(zhuǎn)塊3的上端面，第三連接板5將限轉(zhuǎn)塊3的上下運動傳遞到第一連接板8；第一渦卷彈簧9的作用是，給電機殼7的外殼33一個作用力，當驅(qū)動輪單元2做直線運動時，電機在芯片48的控制下具有恒定的轉(zhuǎn)速，電機殼7相對電機軸31向相反的方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的電機殼7會帶動渦卷彈簧15旋轉(zhuǎn)一定的角度，由于電機轉(zhuǎn)速較小且加速度很小，無法使第一渦卷彈簧9持續(xù)上力，并保持一定小角度不變；從而達到機器人走近似直線，此時電機殼7相對于缺口圓環(huán)30靜止；當驅(qū)動單元轉(zhuǎn)彎時，此時輪子16需要更大力來轉(zhuǎn)彎，所以電機的轉(zhuǎn)速在控制芯片48的作用下快速提高，同時變化速度的電機會產(chǎn)生加速度并快速提高，電機殼7相對于缺口圓環(huán)30旋轉(zhuǎn)，在電機殼7帶動下第二伸縮桿24，第二伸縮桿24帶動第二伸縮套25旋轉(zhuǎn)，第二半圓環(huán)20將向上運動，從而達到環(huán)形齒輪18與齒輪12脫開嚙合的作用；安裝在伸縮套下端的第二半圓環(huán)20將帶動第一半圓環(huán)19旋轉(zhuǎn)，輪子16通過轉(zhuǎn)軸17安裝在第一半圓環(huán)19的內(nèi)圓面上，第一半圓環(huán)19的旋轉(zhuǎn)將帶動轉(zhuǎn)軸17轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸17的旋轉(zhuǎn)將帶動輪子16旋轉(zhuǎn)，這樣就達到了輪子16轉(zhuǎn)向的功能；安裝在第一伸縮套39端面上的環(huán)形齒輪18的作用是，與齒輪12相互嚙合，驅(qū)動齒輪12的運動，在齒輪12的帶動下轉(zhuǎn)軸17運動，運動的轉(zhuǎn)軸17將驅(qū)動其上的輪子16旋轉(zhuǎn)，從而達到一個電機帶動驅(qū)動輪單元2運動的功能；第二渦卷彈簧40的作用是給第一半圓環(huán)19一個回位時的恢復力，使轉(zhuǎn)彎結(jié)束的驅(qū)動輪單元2可以繼續(xù)運動；大出口管22與大進口管37的目的是，在驅(qū)動輪單元2轉(zhuǎn)彎時，將液壓油盡快的從第一油腔47排到第二油腔46，電機殼7可以快速的依次帶動第二伸縮桿24、第二伸縮套25、第二半圓環(huán)20，使第二半圓環(huán)20在第二半圓環(huán)20上內(nèi)螺紋與第一半圓環(huán)19上外螺紋的作用下，更快的向上運動，使環(huán)形齒輪18脫離齒輪12的嚙合，從而使驅(qū)動輪單元2更快進入轉(zhuǎn)彎的的功能；小出口管36與小進口管23的目的時，在驅(qū)動輪單元2轉(zhuǎn)彎時，將液壓油從第二油腔46緩慢地排到第一油腔47，電機殼7可以緩慢依次帶動第二伸縮桿24、第二伸縮套25、第二半圓環(huán)20，此時齒輪12與環(huán)形齒輪18已經(jīng)不嚙合，所以第二半圓環(huán)20將帶動轉(zhuǎn)軸17、輪子16旋轉(zhuǎn)，從而為驅(qū)動輪單元2轉(zhuǎn)彎提供足夠長的時間，以具有轉(zhuǎn)彎的功能；彈簧15的作用是，給伸縮套一個回位時的作用力。

本發(fā)明中驅(qū)動輪單元2只能單向旋轉(zhuǎn)，所以本發(fā)明中的平臺使用了四個輪子16通過前后輪的調(diào)節(jié)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向目的，當平臺需要右轉(zhuǎn)時，通過兩個前輪向右轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)平臺右轉(zhuǎn)彎；當平臺需要左轉(zhuǎn)時，通過兩個后輪向右轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)平臺左轉(zhuǎn)彎。

具體實施方式為，首先機器人未運動時，第一渦卷彈簧9與第二渦卷彈簧40均處于自由伸縮狀態(tài)；限轉(zhuǎn)塊3與錐形塊4不接觸；彈簧15處于自由伸縮狀態(tài)；如圖15a、15c、16a、16c所示，當機器人直線運動時，四個驅(qū)動輪單元2上的狀態(tài)完全一樣；電機軸31帶動第一伸縮桿14旋轉(zhuǎn)運動，電機殼7將帶動第一渦卷彈簧9轉(zhuǎn)夠一定角度后停止轉(zhuǎn)動，此時第一渦卷彈簧9壓縮儲能；第一伸縮桿14的帶動下，安裝在第一伸縮桿14上的第一伸縮套39也將隨第一伸縮桿14旋轉(zhuǎn)運動，安裝在第一伸縮套39上的環(huán)形齒輪18將旋轉(zhuǎn)，在環(huán)形齒輪18的驅(qū)動下齒輪12將會帶動轉(zhuǎn)軸17運動，這時安裝在轉(zhuǎn)軸17上的輪子16將圍繞轉(zhuǎn)軸17運動，在輪子16的帶動下驅(qū)動輪單元2將做直線運動；如圖15所示，當驅(qū)動輪右轉(zhuǎn)彎時，此時的前兩個驅(qū)動輪單元2將向右轉(zhuǎn)彎同時在芯片48的控制作用下適應(yīng)轉(zhuǎn)彎的轉(zhuǎn)向要求；如圖15b所示，后兩個驅(qū)動輪單元2不轉(zhuǎn)彎但在芯片48的控制作用下調(diào)節(jié)速度，從而適應(yīng)機器人轉(zhuǎn)彎時的要求；此時前面兩個驅(qū)動輪單元2上個的輪子16所需要的扭矩更大，這時的電機軸31的轉(zhuǎn)速將不能滿足輪子16的要求，芯片48將控制電機轉(zhuǎn)速快速提高；第一渦卷彈簧9不足以固定電機殼7以提供電機轉(zhuǎn)軸17快速提高的扭矩，使得第一渦卷彈簧9被壓縮，同時電機殼7的旋轉(zhuǎn)；當?shù)谝粶u卷彈簧9被壓縮后所產(chǎn)生的反作用力足以提供電機轉(zhuǎn)軸17快速提高的扭矩時，第一渦卷彈簧9將不被壓縮；電機殼7旋轉(zhuǎn)過程中，安裝在電機殼7上的連接管6將帶動錐形塊4運動，在錐形塊4的帶動下，安裝在錐形塊4上的第三連接板5將帶動第一連接板8向下運動，第一連接板8將帶動第二連接板21沿第一導槽29運動；向下運動的限轉(zhuǎn)塊3通過其上的限轉(zhuǎn)孔28與錐形塊4的外圓配合，使電機轉(zhuǎn)軸17相對與缺口圓環(huán)30處于靜止狀態(tài)，此時的電機殼7的旋轉(zhuǎn)方向與原來電機軸31旋轉(zhuǎn)方向相反，旋轉(zhuǎn)的電機殼7會帶動內(nèi)環(huán)殼34旋轉(zhuǎn)，這時安裝在內(nèi)環(huán)殼34的第一擋板32將運動，第一擋板32與第二擋板35之間的第一油腔47的空間將減小，使得第一油腔47內(nèi)的液壓油通過大出口管22、軟管、大進口管37進入第二油腔46內(nèi)；同時電機外殼33將依次帶動第二伸縮桿24、第二伸縮套25、第二半圓環(huán)20圍繞電機殼7旋轉(zhuǎn)，由于此時的電機軸31不旋轉(zhuǎn)，所以第一伸縮桿14、第一伸縮套39、環(huán)形齒輪18、齒輪12、轉(zhuǎn)軸17、輪子16、第一半圓環(huán)19均不運動，所以第二半圓環(huán)20將相對于第一半環(huán)向上運動，向上運動的第二半圓環(huán)20會帶動第二伸縮套25沿第二伸縮桿24的外圓面向上運動，此時第二渦卷彈簧40處于上力狀態(tài)，彈簧15處于伸縮狀態(tài)；第二限位環(huán)41通過連接桿11的作用帶動安裝在第二伸縮桿24上的第一限位環(huán)13向上運動，在第一限位環(huán)13的帶動下第二伸縮套25向上運動從而使環(huán)形齒輪18與齒輪12脫開嚙合；電機殼7繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時帶動第二伸縮桿24、第二伸縮套25、第二半圓環(huán)20圍繞電機殼7旋轉(zhuǎn)，使得安裝在第二半圓環(huán)20內(nèi)的第一半圓環(huán)19旋轉(zhuǎn)，在第一半圓環(huán)19的作用下轉(zhuǎn)軸17圍繞電機軸31旋轉(zhuǎn)一定角度，安裝在轉(zhuǎn)軸17上的輪子16將轉(zhuǎn)過一定角度，過程中轉(zhuǎn)軸17沒有驅(qū)動。之后，芯片48將控制電機轉(zhuǎn)速恢復到加速度較小或者勻速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，電機殼7將只受到第一渦卷彈簧15的恢復力，在第一渦卷彈簧9恢復力作用下，電機殼7會反向旋轉(zhuǎn)，同時使得第一擋板32與第二擋板35之間的空間增大，從而將第二油腔46內(nèi)的液壓油經(jīng)過小出口管36、軟管、小進口管23，進入第一油腔47內(nèi)，因為此時液壓油從小出口管36進入到小進口管23，其空間增大的速度會受到液壓管管徑的限制，旋轉(zhuǎn)的電機殼7恢復時間很長，旋轉(zhuǎn)電機殼7將會在一定的時間內(nèi)逐漸的恢復到直線行走的初始狀態(tài)；在恢復時間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的電機殼7會依次帶動第二伸縮桿24、第二伸縮套25、第二半圓環(huán)20、第一半圓環(huán)19、轉(zhuǎn)軸17維持一定的旋轉(zhuǎn)的角度；電機殼7恢復時間內(nèi)電機軸31持續(xù)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸17旋轉(zhuǎn)，從而達到驅(qū)動輪轉(zhuǎn)彎的目的。當電機殼7恢復后，驅(qū)動輪繼續(xù)被電機軸31驅(qū)動，同時轉(zhuǎn)軸17位于直線行走狀態(tài)，機器人平臺做直線運動；如圖16所示，當機器人向左轉(zhuǎn)彎時，如圖16b所示，前兩個驅(qū)動輪單元2保持直線運行狀態(tài)，如圖16b所示，而后兩個驅(qū)動輪單元2向右轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)機器人平臺左轉(zhuǎn)彎的功能；轉(zhuǎn)彎完成后的機器人將繼續(xù)做直線運動。