用于机器人的万向行走装置的制作方法

本发明涉及一种机器人的运动装置，特别涉及一种用于机器人的行走装置。

背景技术：

中国专利数据库中，公开了一种全地形机器人万向行走机构，其公开号为cn106041878a；公开日为2016-10-26；该行走机构主要包括球形轮、三脚式球型轮支撑架、减摩擦小轮u型支架、步进电机和万向轮，该球形轮、减摩擦小轮u型支架和步进电机固定在三脚式球型轮支撑架上，步进电机一端连有万向轮；球形轮包括半球体ⅰ、半球体ⅱ和内部支撑架，所述半球体ⅰ、半球体ⅱ相对组合固定在内部支撑架上；三脚式球型轮支撑架包括连接架和u型连接架，u型连接架固定在连接架上；减摩擦小轮u型支架上设有若干减摩擦小轮ⅰ；步进电机上连有转轴并通过转轴与万向轮连接；所述万向轮上设有若干减摩擦小轮ⅱ。该行走机构可根据不同的地形要求，及时调整与球形轮接触的万向轮的转速及转向，从而达到调整球形轮走向的目的。该方案，可以快速便捷地控制机器人在不同表面上的运动，提高了转运的效率，同时本方案造价较低，能够节约成本。能够满足机器人在复杂地形条件下行走、转向的要求，应用前景广阔。

其不足之处在于：该装置结构相对复杂，运动平稳性差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于机器人的万向行走装置，使其运动平稳，结构简单。

本发明的目的是这样实现的：一种用于机器人的万向行走装置，包括机架，机架底部设有万向轮，机架上纵向设有转向轴，转向轴的轴端与转向伺服电机传动连接，转向轴的下端连接有转向架，转向架下侧配合设有行走球体，转向架上安装有行走伺服电机，行走伺服电机的轴端传动连接有驱动轮，驱动轮耦合传动连接在行走球体外侧，万向轮和行走球体下侧同时支撑在地面上。

本发明工作时，驱动轮转动可驱动整个装置向特定方向运动，当驱动轮转动一定角度后，则整个装置的运动方向发生改变，通过转向轴可以转动转向架，使得驱动轮在水平面内进行转动，从而实现在运动中改变方向，其结构简单，换向和行走之间无干涉，可实现任意方向运动。该装置可以用于机器人上，通过简单控制，即可实现在地面上任意方向运动，其运动平稳、结构简单。

作为本发明的进一步改进，所述驱动轮与行走球体之间的接触线呈圆弧形。通过互相接触，形成耦合传动，其传动效率高，机械损耗小，易于实现大扭矩传动。

为保证行走球体运动平稳，所述转向架包括弹性连接在一起的上架和下架，上架和下架内侧的分别设有若干导向球，上架上的导向球和下架上的导向球分别从上下两侧抵触在行走球体的表面。通过导向球限制行走球体的位置，使其中心相对于转向架保持不动，但其表面又可以任意转动，地面的灰尘、杂物不易卡阻在行走球体和转向架之间。

为保证整个装置运动平稳，所述万向轮弹性支撑在地面上。

为保证传动效率，所述行走球体由弹性材料制成。工作时，行走球体接触地面时具有适度的变形，可以保证行走球体与地面之间形成较大的面接触，而非点接触，使得行走球体在地面上运动时不会打滑。

作为本法发明的进一步改进在于，所述万向轮有两个，两个万向轮和行走球体与地面的接触点呈三角形分布。通过三点支撑，形成稳定结构，同时整体结构简单，易于实施。

作为本法发明的进一步改进在于，所述万向轮有四个，四个万向轮与地面的接触点呈矩形分布，行走球体的位置位于四个万向轮之间。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

其中，1行走球体，2导向球，3转向伺服电机，4传动齿轮副，5转向轴，6机架，7驱动轮，8行走伺服电机，9上架，10弹性连接件，11下架12弹性机构，13万向轮。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，为一种用于机器人的万向行走装置，包括机架6，机架6底部设有万向轮13，所述机架6上纵向设有转向轴5，转向轴5的轴端经传动齿轮副4与转向伺服电机3传动连接，转向轴5的下端连接有转向架，转向架下侧配合设有行走球体1，转向架包括经弹性连接件10连接在一起的上架9和下架11，上架9和下架11内侧的分别设有若干导向球2，上架9上的导向球2和下架11上的导向球2分别从上下两侧抵触在行走球体1的表面；转向架上安装有行走伺服电机8，行走伺服电机8的轴端传动连接有驱动轮7，驱动轮7耦合传动连接在行走球体1外侧，驱动轮7与行走球体1之间的接触线呈圆弧形，万向轮13和行走球体1下侧同时支撑在地面上，其中，万向轮13经弹性机构12弹性支撑在地面上。

行走球体1由弹性材料制成，其接触地面时，具有适度的变形，保证与地面之间具有足够的摩擦力。

万向轮13有两个，两个万向轮13和行走球体1与地面的接触点呈三角形分布。

该装置工作时，驱动轮7转动可驱动整个装置向特定方向运动，当驱动轮7转动一定角度后，则整个装置的运动方向发生改变，通过转向轴5可以转动转向架，使得驱动轮7在水平面内进行转动，从而实现在运动中改变方向；通过三点支撑，可以保证行走球体1始终接触地面，保证聊整个装置在不是非常平整的地面上，也能正常运动，其地形适应性强。

实施例2

与实施例1不同之处在于万向轮有四个，四个万向轮与地面的接触点呈矩形分布，行走球体的位置位于四个万向轮之间。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了机器人技术领域内的一种用于机器人的万向行走装置，包括机架，机架底部设有万向轮，机架上纵向设有转向轴，转向轴的轴端与转向伺服电机传动连接，转向轴的下端连接有转向架，转向架下侧配合设有行走球体，转向架上安装有行走伺服电机，行走伺服电机的轴端传动连接有驱动轮，驱动轮耦合传动连接在行走球体外侧，万向轮和行走球体下侧同时支撑在地面上。工作时，驱动轮转动可驱动装置运动，当驱动轮转动一定角度后，则整个装置的运动方向发生改变，从而实现在运动中改变方向，其结构简单，换向和行走之间无干涉，可实现任意方向运动。该装置可以用于机器人上，通过简单控制，即可实现在地面上任意方向运动，其运动平稳、结构简单。

技术研发人员：路远
受保护的技术使用者：路远
技术研发日：2018.09.18
技术公布日：2018.11.27