本實(shí)用新型屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及移動(dòng)機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)器人性能不斷完善，移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，在城市安全、國(guó)防和空間探測(cè)領(lǐng)域等有害與危險(xiǎn)場(chǎng)合都得到很好的應(yīng)用。因此，移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)得到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。且隨著探險(xiǎn)救援、軍事偵察、消防排爆、航天航空等眾多領(lǐng)域的快速發(fā)展，迫切需要的是一種適應(yīng)于野外環(huán)境和復(fù)雜地形（如地震廢墟、礦難現(xiàn)場(chǎng)）的自由行走和越障的移動(dòng)機(jī)器人。

根據(jù)目前的研究，移動(dòng)機(jī)器人可分為：輪式移動(dòng)機(jī)器人、步行移動(dòng)機(jī)器人(單腿式、雙腿式和多腿式)、履帶式移動(dòng)機(jī)器人、爬行機(jī)器人、蠕動(dòng)式機(jī)器人和游動(dòng)式機(jī)器人等類(lèi)型。其中較為實(shí)用，且適用于野外和復(fù)雜環(huán)境的主要是腿式和履帶式移動(dòng)機(jī)器人。履帶式機(jī)器人能更好的適應(yīng)松軟的地形，例如沙地、泥地，履帶與地面接觸面積大，較平穩(wěn)，但缺點(diǎn)也很明顯，那便是笨重、需要大功率驅(qū)動(dòng)，對(duì)于便攜式或?qū)β视袊?yán)格限制的移動(dòng)機(jī)器人來(lái)說(shuō)履帶式并不合適。雙足式機(jī)器人幾乎可以適應(yīng)各種復(fù)雜地形，能夠跨越障礙，缺點(diǎn)是行進(jìn)速度較低，且由于重心原因容易側(cè)翻，不穩(wěn)定且機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制難度大，其研究還處于初級(jí)階段，技術(shù)還不是很成熟。輪式機(jī)器人被認(rèn)為是能量輪換效率最高的行走機(jī)構(gòu)，具有輕便簡(jiǎn)潔、高速度、高效率和控制簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，但它一般更適合平坦的路面，特別是馬路，且容易打滑，不平穩(wěn)，對(duì)復(fù)雜地形無(wú)能為力。目前一種基于輪式的偏心輪結(jié)構(gòu)能夠同時(shí)兼顧輪式和腿式的優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的移動(dòng)能力和越障能力，但是基于偏心輪結(jié)構(gòu)的機(jī)器人目前主要是多足結(jié)構(gòu)，這類(lèi)機(jī)器人普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制難度大的問(wèn)題。多輪連桿式解決了輪式機(jī)器人越障性能不好的問(wèn)題且綜合了輪式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、控制驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但由于其機(jī)構(gòu)自身存在“奇異點(diǎn)”問(wèn)題，當(dāng)連桿運(yùn)動(dòng)到水平位置時(shí)，極容易發(fā)生卡死現(xiàn)象，造成機(jī)構(gòu)無(wú)法正常行進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)的越障機(jī)構(gòu)存在“奇異點(diǎn)”問(wèn)題，提供一種尾翼連桿分時(shí)越障機(jī)構(gòu)，利用同相裝置讓車(chē)輪實(shí)現(xiàn)同側(cè)同相，且為了使機(jī)體能有更高的運(yùn)動(dòng)效率，設(shè)計(jì)與腿式運(yùn)動(dòng)類(lèi)似原理的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型公開(kāi)一種尾翼連桿分時(shí)控制越障機(jī)構(gòu)，包括機(jī)身、車(chē)輪、越障連桿和帶動(dòng)車(chē)輪的動(dòng)力裝置。所述車(chē)輪非對(duì)稱(chēng)安裝在機(jī)身左右兩側(cè)，即采用左右相互錯(cuò)位的形式安裝，兩側(cè)車(chē)輪數(shù)量分別至少兩個(gè)；同側(cè)車(chē)輪由一個(gè)動(dòng)力裝置帶動(dòng)，通過(guò)同相裝置連接，使車(chē)輪同側(cè)同相位，帶動(dòng)兩側(cè)車(chē)輪的動(dòng)力裝置不同軸；同側(cè)車(chē)輪通過(guò)一根越障連桿進(jìn)行連接，并連接在車(chē)輪的偏心且相同位置；在機(jī)身的尾部設(shè)有尾翼，當(dāng)越障連桿運(yùn)動(dòng)到車(chē)輪正上方或正下方向時(shí)，其伸出長(zhǎng)度與機(jī)身尾翼長(zhǎng)度一致。當(dāng)車(chē)輪帶動(dòng)越障連桿向后運(yùn)動(dòng)到比尾翼伸出長(zhǎng)度長(zhǎng)時(shí)，由越障連桿對(duì)整個(gè)機(jī)身起支撐作用，當(dāng)車(chē)輪帶動(dòng)越障連桿轉(zhuǎn)動(dòng)到伸出長(zhǎng)度比尾翼短的時(shí)候，切換為由尾翼支撐整個(gè)機(jī)身向上運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)用新型中，越障連桿尾部與機(jī)身的尾翼相互切換，可實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于腿式地行走和越障；由于車(chē)輪非對(duì)稱(chēng)安裝在機(jī)身左右兩側(cè)，即采用左右相互錯(cuò)位的形式安裝，這樣便于電機(jī)錯(cuò)位布置，使得車(chē)身寬度變窄，適合狹窄的空間，管道或地溝等對(duì)機(jī)體形狀要求相對(duì)比較嚴(yán)格的地方。同時(shí)其左右車(chē)輪的錯(cuò)位安裝，在越障的過(guò)程中能夠與越障連桿相互配合，避免出現(xiàn)打滑的情況，使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定，對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)有增強(qiáng)越障的作用。因此在車(chē)輪、越障連桿和尾翼地相互配合中體現(xiàn)了該機(jī)構(gòu)超強(qiáng)的越障能力。機(jī)構(gòu)使用同側(cè)同相的連接使得機(jī)構(gòu)能夠更好的控制，也能比較好的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)彎。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔可靠，驅(qū)動(dòng)控制簡(jiǎn)單，越障能力強(qiáng)，效率高，應(yīng)用范廣，是廣泛適用于工作在特殊環(huán)境中的設(shè)備。

進(jìn)一步，所述同相裝置連接采用皮帶或鏈條，這樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高。

進(jìn)一步，所述動(dòng)力裝置包括電機(jī)和連軸，車(chē)輪通過(guò)連軸與電機(jī)相連，安裝在機(jī)身上。所述電機(jī)分左右電機(jī)，錯(cuò)開(kāi)布置，電機(jī)不同軸，分別驅(qū)動(dòng)左側(cè)和右側(cè)的車(chē)輪。

本實(shí)用新型的具體優(yōu)點(diǎn)如下：

1.車(chē)輪和左右電機(jī)采用不同軸的錯(cuò)位安裝方式，一方面在越障的過(guò)程中能夠與越障連桿相互配合，避免出現(xiàn)打滑的情況，使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定，對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)有增強(qiáng)越障的作用，相比于一般的車(chē)輪、連桿的左右對(duì)稱(chēng)的平衡連接方式，這種非平衡的連接使得機(jī)構(gòu)的越障能力更好、更方便。另一方面也使得整個(gè)機(jī)身結(jié)構(gòu)變窄，具有更佳的實(shí)用性。

2. 在機(jī)構(gòu)中加入長(zhǎng)尾翼，在爬坡過(guò)程中，與越障連桿相互切換，在機(jī)身尾部對(duì)整個(gè)機(jī)體起支撐作用，避免車(chē)輪向后滑動(dòng)，克服了一般連桿越障高度受限的缺陷，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)構(gòu)的高效行走。當(dāng)機(jī)構(gòu)爬到坡頂時(shí)，前端重力將車(chē)身尾部翹起，使整個(gè)車(chē)身水平，實(shí)現(xiàn)車(chē)子在斜坡與平臺(tái)之間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的切換。

3. 車(chē)輪采用同側(cè)同相位的安裝，使其運(yùn)動(dòng)方式能夠更好地被控制，能夠很好的實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)構(gòu)的左右轉(zhuǎn)彎，同時(shí)也能減少各個(gè)電機(jī)單獨(dú)控制的非穩(wěn)定因素。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2和圖3是本實(shí)用新型的越障連桿和尾翼相互切換來(lái)支撐機(jī)身的兩種狀態(tài)圖；

圖4是本實(shí)用新型的快要到達(dá)斜坡頂部時(shí)的狀態(tài)圖；

圖5本實(shí)用新型的到達(dá)斜坡頂端時(shí)的狀態(tài)圖。

圖中，1-機(jī)身，2，3-車(chē)輪，4，5-越障連桿，6-連軸，7，8-電機(jī)，9-同相裝置，10-尾翼。

具體實(shí)施方式

為了使發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例本實(shí)用新型的基本原理、結(jié)構(gòu)及行走方法做詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍并不局限于以下所述。

參見(jiàn)圖1，本機(jī)構(gòu)主要由機(jī)身（1）、左右非對(duì)稱(chēng)設(shè)置的車(chē)輪（2）（3）、越障連桿（4）（5）、連軸（6），左右兩對(duì)電機(jī)（7）（8）、同相裝置（9）以及尾翼（10）組成。

本實(shí)施例中，同相裝置（9）為皮帶。四個(gè)電機(jī)通過(guò)左右電機(jī)不同軸的安裝方式利用連軸（6）將4個(gè)車(chē)輪（2）（3）也進(jìn)行了非對(duì)稱(chēng)的安裝，使得整個(gè)裝置寬度窄以及越障能力增強(qiáng)，將它們整體固定于機(jī)身（1）之上。

越障連桿（4）和（5）分別將同側(cè)的車(chē)輪連接起來(lái)，通過(guò)在同側(cè)的連軸(6)上加同相裝置（9）即皮帶來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的同側(cè)同相。越障連桿（4）需連接在車(chē)輪的偏心位置，即邊緣。

尾翼（10）同機(jī)身（1）為一體，在機(jī)身尾部，其末端長(zhǎng)度與越障連桿在車(chē)輪上運(yùn)動(dòng)到正上方（正下方）向后伸出的長(zhǎng)度一致。

參見(jiàn)圖2-圖5在越障過(guò)程中，通過(guò)越障連桿（4）和（5）與尾翼（10）之間相互切換相互配合來(lái)實(shí)現(xiàn)越障的。在機(jī)器運(yùn)動(dòng)時(shí)，越障連桿（4）和（5）會(huì)隨著車(chē)輪（2）（3）的轉(zhuǎn)動(dòng)與直接固定在機(jī)身后面的尾翼（10）有相對(duì)的伸出長(zhǎng)度差，在爬坡的過(guò)程中，機(jī)身（1）傾斜，機(jī)身（1）后方長(zhǎng)的部分便會(huì)與地面接觸，起著支撐機(jī)體的作用，因此，當(dāng)越障連桿（4）和（5）向后運(yùn)動(dòng)到比尾翼（10）長(zhǎng)時(shí)，由越障連桿（4）和（5）對(duì)整個(gè)機(jī)身（1）起支撐作用，當(dāng)車(chē)輪帶動(dòng)越障連桿（4）和（5）轉(zhuǎn)動(dòng)到比尾翼（10）短的時(shí)候，切換為由尾翼（10）支撐整個(gè)機(jī)身（1）向上運(yùn)動(dòng)。如圖2和圖3為越障連桿（4）和（5）和尾翼（10）相互切換來(lái)支撐機(jī)身（1）的兩個(gè)狀態(tài)；圖4為本機(jī)構(gòu)快要到達(dá)斜坡頂部時(shí)，由于尾翼（10）的支撐作用而使得機(jī)身（1）前端會(huì)有部分超過(guò)頂部平臺(tái)的高度；而當(dāng)機(jī)構(gòu)到達(dá)斜坡頂端時(shí)，由于機(jī)構(gòu)的前端較重，重力作用將尾部翹起，從而讓機(jī)構(gòu)水平落在坡頂平臺(tái)上，如圖5所示。

本實(shí)用新型在現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，機(jī)構(gòu)使用同側(cè)同相的連接方法使得機(jī)構(gòu)能夠更好的控制，也能比較好的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)彎。在連桿和尾翼的相互配合中體現(xiàn)了該機(jī)構(gòu)超強(qiáng)的越障能力，且其左右車(chē)輪的錯(cuò)位安裝對(duì)其越障能力也有一定的增強(qiáng)作用，它在越障的過(guò)程中也能夠與越障桿相互配合，避免出現(xiàn)打滑的情況使機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定。使用電機(jī)不同軸的安裝，使本體寬度窄，適合狹窄的空間，管道或地溝等對(duì)機(jī)體形狀要求相對(duì)比較嚴(yán)格的地方。其桿尾長(zhǎng)，再加上一定長(zhǎng)度的尾翼，克服了現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的不足，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔可靠、效率高、驅(qū)動(dòng)控制相對(duì)簡(jiǎn)單、地表適應(yīng)性好、越障能力強(qiáng)的機(jī)構(gòu)，能廣泛適用于工作在特殊環(huán)境中的設(shè)備。