越障机器人的制作方法

越障机器人
1.相关申请的交叉引用
2.本技术基于申请号为：202111555096.4，申请日为2021年12月17日的中国专利申请“越障机器人”提出，并要求该中国专利申请的优先权，该中国专利申请的全部内容在此引入本技术作为参考。
技术领域
3.本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种越障机器人。


背景技术：

4.在火灾、地震等救援工作中，复杂而危险的环境往往使救援人员难以高质量地完成复杂多样、工作量大的救援工作。因此，搜救机器人代替或辅助救援人员开展灾后救援工作，具有重大意义。
5.搜救机器人多为移动式地面机器人，其中轮式机器人减震性能良好，在平坦路面上能实现高速移动，但越障能力有限；履带式机器人能在松软地面上行进，但相较于轮式机器人，其移动速度较慢且耗能更多；足式机器人具有良好的越障能力，但其移动速度慢，耗能高，且需要较复杂的控制系统。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种越障机器人，在保证高速移动的同时提高越障能力。
7.根据本发明实施例的一种越障机器人，包括：机架，所述机架包括可枢转相连的第一架体和第二架体；行进机构，所述越障机器人具有行走方向，所述第一架体和所述第二架体的位于所述行走方向的两侧均设有所述行进机构，所述第一架体与对应的所述行进机构相连，所述第二架体与对应的所述行进机构相连，所述行进机构用于驱动所述越障机器人行走；挠性联动机构，所述挠性联动机构可调整所述第一架体和所述第二架体之间的夹角；当所述越障机器人遇到障碍物时，所述第一架体可相对所述第二架体转动以被动越障，或者，所述挠性联动机构驱使所述第一架体和所述第二架体两者中一者相对另一者抬升以主动越障。
8.根据本发明实施例的越障机器人，通过在第一架体与第二架体的两侧设有行进机构，保证越障机器人具有较高的移动速度，同时第一架体与第二架体可枢转相连保证越障机器人的越障能力，从而使越障机器人在具有较高移动速度的前提下具有较高的越障能力，提高越障机器人的整体性能；同时通过设置挠性联动机构驱动第一架体与第二架体以主动越障，降低对驱动机构、控制系统的要求。
9.一些实施例中，所述机架还包括可枢转相连的第三架体和第四架体，所述第三架体与所述第一架体可枢转相连，所述第四架体与所述第二架体可枢转相连，所述第一架体、所述第二架体、所述第三架体以及所述第四架体共同形成四连杆机构。
10.具体地，所述机架还包括关节件，所述第一架体、所述第二架体、所述第三架体以及所述第四架体中任意相邻的两个架体通过所述关节件相连。
11.一些实施例中，所述第一架体与所述第二架体之间具有第一连接点，所述第二架体与所述第四架体之间具有第二连接点，所述第四架体与所述第三架体之间具有第三连接点，所述第三架体与所述第一架体之间具有第四连接点；其中，所述第一架体与所述第二架体在同一条直线上时，所述第一连接点与第二连接点之间的连线、所述第二连接点与第三连接点之间的连线、所述第三连接点与第四连接点之间的连线、所述第四连接点与第一连接点之间的连线构造成等腰三角形。
12.具体地，所述挠性联动机构包括：第一挠性联动组件，所述第一挠性联动组件设在所述第二架体上，所述第一挠性联动组件的输出端连接所述第一架体，以驱动所述第一架体相对所述第二架体运动；第二挠性联动组件，所述第二挠性联动组件设在所述第一架体上，所述第二挠性联动组件的输出端连接所述第三架体，以驱动所述第三架体相对所述第一架体运动；第三挠性联动组件，所述第三挠性联动组件设在所述第三架体上，所述第三挠性联动组件的输出端连接所述第二架体，以驱动所述第三架体相对所述第二架体运动。
13.更具体地，所述第一挠性联动组件、所述第二挠性联动组件以及所述第三挠性联动组件中任一个挠性联动组件包括卷绕件和挠性件，所述卷绕件具有可转动的卷轴，所述挠性件的一端连接在所述卷轴上且另一端连接对应的所述架体；其中，所述第一挠性联动组件还包括第一换向件，所述第一换向件止抵于对应的所述挠性件，使所述第一挠性联动组件的挠性件向远离所述第二架体的一侧弯折；所述第二挠性联动组件还包括第二换向件，所述第二换向件止抵于对应的所述挠性件，使所述第二挠性联动组件的挠性件向所述第三架体远离所述第四架体的一侧弯折。
14.一些具体实施例中，所述第一换向件包括：第一安装座，所述第一安装座设在所述第二架体上且向上延伸；第一滚动件，所述第一滚动件设在所述第一安装座上，所述第一滚动件止抵在所述第一挠性联动组件的挠性件上，以使所述第一挠性联动组件的挠性件向上弯曲。
15.具体地，所述第二换向件包括：第二安装座，所述第二安装座包括垂直相连的连接部和延伸部，所述连接部连接所述第一架体，所述延伸部向上延伸；第二滚动件，所述第二滚动件设在所述延伸部上，所述第二滚动件止抵在所述第二挠性联动组件的挠性件上，以使所述第二挠性联动组件的挠性件向所述第一架体远离所述第二架体的一侧弯曲。
16.更具体地，所述第四架体上设有第一弯折部，所述第一弯折部形成有第一避让槽，所述第一挠性联动组件的所述卷绕件可随第二架体运动至所述第一避让槽内，所述第三架体上设有第二弯折部，所述第二弯折部形成有第二避让槽，所述第二挠性联动组件的所述卷绕件可随所述第一架体运动至所述第二避让槽内。
17.一些实施例中，越障机器人还包括从动行进机构，所述从动行进机构设置或紧邻设置在所述第一架体和所述第二架体的连接处，所述从动行进机构包括固定座和设在所述固定座上的从动轮。
18.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1为本发明实施例中越障机器人的结构示意图；
21.图2为本发明实施例中机架的结构示意图；
22.图3为本发明实施例中第一换向件与第二架体的配合示意图；
23.图4为本发明实施例中第二换向件与第一架体的配合示意图；
24.图5为本发明实施例中茂兴联动组件的剖面示意图；
25.图6为本发明实施例中关节件的结构示意图；
26.图7为本发明实施例中行进机构的结构示意图；
27.图8为本发明实施例中从动行进机构的结构示意图；
28.图9为本发明实施例中越障机器人处于初始阶段的姿态的示意图；
29.图10为本发明实施例中越障机器人处于第一阶段的姿态的示意图；
30.图11为本发明实施例中越障机器人处于第二阶段的姿态的示意图；
31.图12为本发明实施例中越障机器人处于第三阶段的姿态的示意图；
32.图13为本发明实施例中越障机器人处于终止阶段的姿态的示意图；
33.附图标记：
34.100、越障机器人；
35.10、机架；11、第一架体；111、容纳槽；12、第二架体；13、第三架体；131、第二弯折部；132、第二避让槽；14、第四架体；141、第一弯折部；142、第一避让槽；15、关节件；151、关节轴；152、轴承；153、关节件端盖；
36.20、行进机构；21、主动轮；22、主动轮轴；23、电机；24、电机机架连接件；25、电机壳接口；27、主动轮端盖；
37.30、挠性联动机构；31、第一挠性联动组件；311、卷绕件；312、挠性件；313、第一换向件；3131、第一安装座；3132、定滑轮支架；3133、第一滚动件；314、轴承座；317、电机固定板；32、第二挠性联动组件；321、第二换向件；3211、第二安装座；3213、连接部；3214、延伸部；3212、第二滚动件；33、第三挠性联动组件；
38.40、从动行进机构；41、固定座；411、从动轮连接筒；412、从动轮固定件；42、从动轮；
39.200、障碍物。
具体实施方式
40.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。
43.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.下面结合附图描述本发明实施例的越障机器人100。
46.如图1所示，根据本发明实施例的一种越障机器人100，越障机器人100包括：机架10、行进机构20、挠性联动机构30。
47.机架10包括可枢转相连的第一架体11和第二架体12。第一架体11与第二架体12枢转相连，第一架体11与第二架体12之间的角度可发生改变。例如，第一架体11位于第二架体12的前方，第一架体11与第二架体12的初始状态为水平状态，第一架体11逆时针转动，第一架体11与第二架体12之间的夹角减小，第一架体11的前端处于较高的高度，第一架体11的前端便可以移动到障碍的上方以搭在障碍上。
48.越障机器人100具有行走方向，第一架体11和第二架体12的位于行走方向的两侧均设有行进机构20，第一架体11与对应的行进机构20相连，第二架体12与对应的行进机构20相连，行进机构20用于驱动越障机器人100行走。例如，行进机构20为行进轮，行进轮使越障机器人100可快速移动；行进机构20设在第一架体11和第二架体12的两侧，在第一架体11与第二架体12枢纽配合以越障的情况下，使越障机器人100可以快速移动，使越障机器人100既可以越障又具有快速移动的能力，从而提高越障机器人100的适应能力。
49.挠性联动机构30可调整第一架体11和第二架体12之间的夹角，通过设置挠性联动机构30驱动第一架体11与第二架体12相互运动，减小对驱动机构、控制系统的要求。当越障机器人100遇到障碍物200时，第一架体11可相对第二架体12转动以被动越障，或者，挠性联动机构30驱使第一架体11和第二架体12两者中一者相对另一者抬升以主动越障。越障机器人100在遇到较小的障碍物200时，越障机器人100的部分结构可以移动到障碍物200上，第一架体11与第二架体12可相对自由转动以适应障碍物200对越障机器人100的改变，从而使越障机器人100无需主动控制便可以实现被动越障；在越障机器人100遇到较大的障碍物200时，越障机器人100的部分结构无法移动到障碍物200上，挠性联动机构30可主动驱动第一架体11和第二架体12两者中的一者移动到障碍物200上，在越障机器人100的部分结构搭在障碍物200上时，障碍物200承载越障机器人100的部分结构，越障机器人100再将未在障碍物200上的部分结构抬升，最后完成主动越障。
50.现有技术中使用轮腿复合越障机器人100，轮腿复合越障机器人100主要使用关节驱动与推杆电机驱动两种驱动方式。但是，关节驱动方式中架体重力在关节处产生的力矩较大，故需在关节处安装减速机构，增加了关节质量和复杂度，且关节驱动方式只有在主动控制各关节协调的情况下才能越障，无法适应被动越障；推杆电机驱动方式在未被驱动的情况下同样为静止状态，推杆电机驱动方式同样只有在主动控制各杆件协调的情况下才能
越障，无法适应被动越障。本发明通过设置挠性联动机构30调节第一架体11与第二架体12之间的夹角，既可以实现主动越障又可以实现被动越障，挠性联动机构30整体结构简单、成本较低，同时控制较简单，降低对控制系统的要求。
51.根据本发明实施例的越障机器人100，通过在第一架体11与第二架体12的两侧设有行进机构20，保证越障机器人100具有较高的移动速度，同时第一架体11与第二架体12可枢转相连保证越障机器人100的越障能力，从而使越障机器人100在具有较高移动速度的前提下具有较高的越障能力，提高越障机器人100的整体性能；同时通过设置挠性联动机构30驱动第一架体11与第二架体12以主动越障，降低对驱动机构、控制系统的要求。
52.如图2所示，一些实施例中，机架10还包括可枢转相连的第三架体13和第四架体14，第三架体13与第一架体11可枢转相连，第四架体14与第二架体12可枢转相连，第一架体11、第二架体12、第三架体13以及第四架体14共同形成四连杆机构，通过设置第三架体13、第四架体14与第一架体11、第二架体12共同形成四连杆机构，方便对越障机器人100的控制。第一架体11、第二架体12、第三架体13及第四架体14四者共同形成四连杆机构，其中任意一者运动均可以牵动其他部分运动，方便越障机器人100对地形的适应，提高越障能力。例如，第一架体11、第二架体12、第三架体13及第四架体14均为杆件，提高易操作性。
53.如图6所示，具体地，机架10还包括关节件15，第一架体11、第二架体12、第三架体13以及第四架体14中任意相邻的两个架体通过关节件15相连，通过设置关节件15将任意相邻的两个架体连接，方便了相邻的两个架体相对转动。
54.如图6所示，更具体地，关节件15包括关节轴151、轴承152、关节件端盖153。
55.轴承152为深沟球轴承，关节轴151的轴端与深沟球轴承配合，关节轴151的中段具有键槽。深沟球轴承的内圈通过关节轴151轴环定位；任意相邻的两个架体中一个架体通过平键与键槽配合，另一个架体通过架体上的阶梯孔与关节件端盖153与深沟球轴承的外圈配合，平键与键槽的配合用以传递扭矩。
56.如图2所示，一些实施例中，第一架体11与第二架体12之间具有第一连接点，第二架体12与第四架体14之间具有第二连接点，第四架体14与第三架体13之间具有第三连接点，第三架体13与第一架体11之间具有第四连接点；其中，第一架体11与第二架体12在同一条直线上时，第一连接点与第二连接点之间的连线、第二连接点与第三连接点之间的连线、第三连接点与第四连接点之间的连线、第四连接点与第一连接点之间的连线构造成等腰三角形，通过构成等腰三角形，降低了控制机架10运动的难度，使控制策略简单。
57.如图1所示，具体地，挠性联动机构30包括：第一挠性联动组件31、第二挠性联动组件32及第三挠性联动组件33。
58.第一挠性联动组件31设在第二架体12上，第一挠性联动组件31的输出端连接第一架体11，以驱动第一架体11相对第二架体12运动，通过将第一挠性联动组件31设在第二架体12上，统一重心高度，提高了越障机器人100的稳定性。第二挠性联动组件32设在第一架体11上，第二挠性联动组件32的输出端连接第三架体13，以驱动第三架体13相对第一架体11运动，通过将第二挠性联动组件32设在第一架体11上，统一重心高度，提高了越障机器人100的稳定性。第三挠性联动组件33设在第三架体13上，第三挠性联动组件33的输出端连接第二架体12，以驱动第三架体13相对第二架体12运动。本发明通过设置第一挠性联动组件31单独驱动第一架体11运动、第二挠性联动组件32单独驱动第三架体13运动、第三挠性联
动组件33单独驱动第二架体12运动，使机架10运动的更加准确，保证越障机器人100运动的精确性。
59.当然，不限于此，第一挠性联动组件31的输出端还可以是连接第三架体13，以使第三架体13联动第一架体11运动；第二挠性联动组件32的输出端连接第四架体14，以使第四架体14联动第二架体12运动；第二挠性联动组件32的输出端还可以连接第二架体12，直接驱动第二架体12运动；第三挠性联动组件33的输出端连接第一架体11。可以理解，设置第一挠性联动组件31是为了使第一架体11相对第二架体12转动以越障，设置第二挠性联动组件32是为了使第二架体12相对第一架体11转动以越障，设置第三挠性联动组件33是为了方便第一架体11与第二架体12的中间的第一连接点越障，第一架体11、第二架体12、第三架体13及第四架体14构造成四连杆机构，任意一个架体运动均会带动其他两个架体运动，挠性联动组件的输出端可以连接在任意一个架体上，只需要使目标架体运动的方案均在本发明的保护范围内。
60.更具体地，第一挠性联动组件31、第二挠性联动组件32以及第三挠性联动组件33中任一个挠性联动组件包括卷绕件311和挠性件312，卷绕件311具有可转动的卷轴，挠性件312的一端连接在卷轴上且另一端连接对应的架体，通过设置卷绕件311与挠性件312，结构简单，相较于其他驱动机构减小了整体重量。
61.具体地，挠性件312为绳索，卷绕件311为绕线轴，第一挠性联动组件31、第二挠性联动组件32以及第三挠性联动组件33中任一个挠性联动组件还包括：轴承座314、轴承152、电机23及电机固定板317。
62.如图5所示，轴承座314为上下剖分结构，通过普通螺栓连接，内部具有台阶孔特征，用以固定轴承152，轴承152为深沟球轴承，绕线轴的轴端与深沟球轴承配合，绕线轴上设有阶梯柱用于深沟球轴承内圈的定位和固定，绕线轴的中段具有径向螺纹孔，用以与螺栓配合以固定绳索。轴承座314和电机23均通过铰制孔螺栓与电机固定板317相连，电机固定板317安装在架体上。其中，电机23为直流减速电机。
63.如图3、图4所示，其中，第一挠性联动组件31还包括第一换向件313，第一换向件313止抵于对应的挠性件312，使第一挠性联动组件31的挠性件312向远离第二架体12的一侧弯折，通过设置第一换向件313改变挠性件312对第一架体11的拉力方向，简单便捷。第二挠性联动组件32还包括第二换向件321，第二换向件321止抵于对应的挠性件312，使第二挠性联动组件32的挠性件312向第三架体13远离第四架体14的一侧弯折，通过设置第二换向件321改变挠性件312对第三架体13的拉力方向，简单便捷。例如，第一架体11与第二架体12在水平面内，第一架体11处在第二架体12的前方，第一换向件313高于第二架体12，第一换向件313使第一挠性联动组件31的挠性件312向上方弯折，第一挠性联动组件31的挠性件312可拉动第一架体11逆时针运动；第二换向件321处于第二挠性联动组件32的卷绕件311、第二挠性联动组件32的挠性件312与第三架体13的连接位置的远离第四架体14的一侧，第二挠性联动组件32可拉动第三架体13顺时针转动，从而带动第二架体12顺时针转动。需要说明的是，以上转动的顺时针、逆时针方向均为自左向右观察的方向。
64.如图3所示，一些具体实施例中，第一换向件313包括：第一安装座3131、第一滚动件3133。
65.第一安装座3131设在第二架体12上且向上延伸。第一滚动件3133设在第一安装座
3131上，第一滚动件3133止抵在第一挠性联动组件31的挠性件312上，以使第一挠性联动组件31的挠性件312向上弯曲，通过设置第一滚动件3133减小了摩擦，方便了挠性件312的运动。当然，还可以是第一安装座3131上设有曲面，曲面止抵在第一挠性联动组件31的挠性件312上，帮助挠性件312的运动。
66.如图4所示，具体地，第二换向件321包括：第二安装座3211、第二滚动件3212。
67.第二安装座3211包括垂直相连的连接部3213和延伸部3214，连接部3213连接第一架体11，延伸部3214向上延伸。第二滚动件3212设在延伸部3214上，第二滚动件3212止抵在第二挠性联动组件32的挠性件312上，以使第二挠性联动组件32的挠性件312向第一架体11远离第二架体12的一侧弯曲，通过设置第二滚动件3212减小了摩擦，方便了挠性件312的运动。当然，还可以是第二安装座3211上设有曲面，曲面止抵在第二挠性联动组件32的挠性件312上，帮助挠性件312的运动。
68.如图3所示，一些具体实施例中，第二滚动件3212为多个，多个第二滚动件3212上下间隔设置，挠性件312穿设在多个第二滚动件3212之间，通过将挠性件312设在多个第二滚动件3212之间，避免挠性件312脱离与第二滚动件3212的接触，提高越障机器人100运动的稳定性。例如，第二滚动件3212为两个，两个第二滚动件3212上下间隔排布，挠性件312设在两个第二滚动件3212之间的空间内，挠性件312向上移动会抵在上方的第二滚动件3212上，挠性件312线下移动会抵在下方的第二滚动件3212上。
69.如图2所示，更具体地，第四架体14上设有第一弯折部141，第一弯折部141形成有第一避让槽142，第一挠性联动组件31的卷绕件311可随第二架体12运动至第一避让槽142内，第三架体13上设有第二弯折部131，第二弯折部131形成有第二避让槽132，第二挠性联动组件32的卷绕件311可随第一架体11运动至第二避让槽132内，通过设置第一避让槽142避让第一挠性联动组件31的卷绕件311、第二避让槽132避让第二挠性联动组件32的卷绕件311，避免卷绕件311干涉第四架体14与第三架体13的运动，增加第三架体13与第四架体14的转动角度。提高越障机器人100的越障能力。
70.如图2所示，一些实施例中，第一架体11、第二架体12、第三架体13及第四架体14上均设有容纳槽111，容纳槽111可容纳相邻的架体，通过设置容纳槽111容纳架体，提高相邻的两个架体相对转动的角度的范围，使越障机器人100的运动范围更大。
71.具体地，第一架体11上设有第一竖直面，第一架体11的重心在第一竖直面内，第四架体14上设有第二竖直面，第四架体14的重心在第二竖直面内，第二架体12上设有第三竖直面，第二架体12、第三架体13的重心均在第三竖直面内；其中，第一竖直面与第二竖直面关于第三竖直面对称，通过设置第一竖直面与第二竖直面关于第三竖直面对称，使整个越障机器人100的重心集中在竖直面内，提高越障机器人100的稳定性。
72.更具体地，第一滚动件3133为v型滑轮，第一安装座3131为直立柱，直立柱上设有定滑轮支架3132，v型滑轮设在定滑轮支架3132上。其中，v型滑轮、直立柱及定滑轮支架3132均设在第一竖直面内；第二滚动件3212为u型滑轮，第二安装座3211为l型立柱，u型滑轮设在l型立柱上。其中，第二安装座3211的延伸部3214与u型滑轮均设在第二竖直面内，进一步提高越障机器人100的稳定性。
73.如图7所示，一些实施例中，行进机构20为主动行进机构，主动行进机构包括：主动轮21、主动轮轴22、电机23、电机机架连接件24、电机壳接口25、轴承152、主动轮端盖27。
74.电机机架连接件24一端与机架10连接，另一端与电机23和电机壳接口25连接。电机23为直流减速电机，直流减速电机的输出轴与主动轮轴22连接，用以提供驱动力。主动轮轴22的末端具有键槽，键槽与主动轮21配合，用以传递扭矩。轴承152为角接触轴承，角接触轴承为两个，两个面对面安装的角接触轴承的外圈通过电机壳接口25的内部台阶孔定位，角接触轴承的内圈通过主动轮轴22上的阶梯柱定位，通过预紧环和主动轮端盖27实现预紧。
75.如图1所示，一些实施例中，越障机器人100还包括从动行进机构40，从动行进机构40设置或紧邻设置在第一架体11和第二架体12的连接处，从动行进机构40包括固定座41和设在固定座41上的从动轮42，通过设置从动轮42处于第一架体11与第二架体12的中间部位，帮助第一架体11与第二架体12快速运动，同时方便了第一架体11与第二架体12的中间部位顺利越障。例如，从动行进机构40设置在第一架体11与第二架体12的连接处，在第一架体11与第二架体12在地面上时，从动轮42承载第一架体11与第二架体12的连接处，使第一架体11与第二架体12的连接处不会接触地面增加摩擦力，在越障机器人100越障时，从动轮42先与障碍物200的表面接触，从而帮助第一架体11与第二架体12的连接处顺利越过障碍物200。
76.如图8所示，具体地，固定座41包括：从动轮连接筒411、从动轮固定件412及轴承152。
77.从动轮42内装有轴承152，轴承152的外圈与从动轮42的轮毂固连，内圈一侧通过从动轮连接筒411上的阶梯特征定位。从动轮固定件412具有螺纹孔特征，与从动轮连接筒411上的螺纹配合，用以固定轴承152内圈另一侧。从动轮连接筒411与机架10相连。
78.下面结合图1至图13，描述本发明越障机器人100的一个具体实施例。
79.一种越障机器人100包括：机架10、行进机构20、挠性联动机构30、从动行进机构40。
80.机架10包括：第一架体11、第二架体12、第三架体13、第四架体14及关节件15。
81.第一架体11与第二架体12可枢转相连，第二架体12与第三架体13可枢转相连，第三架体13与第四架体14可枢转相连，第四架体14与第一架体11可枢转相连，第一架体11、第二架体12、第三架体13以及第四架体14共同形成四连杆机构。第一架体11与第二架体12之间具有第一连接点，第二架体12与第四架体14之间具有第二连接点，第四架体14与第三架体13之间具有第三连接点，第三架体13与第一架体11之间具有第四连接点；其中，第一架体11与第二架体12在同一条直线上时，第一连接点与第二连接点之间的连线、第二连接点与第三连接点之间的连线、第三连接点与第四连接点之间的连线、第四连接点与第一连接点之间的连线构造成等腰三角形。
82.第四架体14上设有第一弯折部141，第一弯折部141形成有第一避让槽142，第一挠性联动组件31的卷绕件311可随第二架体12运动至第一避让槽142内，第三架体13上设有第二弯折部131，第二弯折部131形成有第二避让槽132，第二挠性联动组件32的卷绕件311可随第一架体11运动至第二避让槽132内。第一架体11、第二架体12、第三架体13及第四架体14上均设有容纳槽111，容纳槽111可容纳相邻的架体。
83.第一架体11、第二架体12、第三架体13以及第四架体14中任意相邻的两个架体通过关节件15相连。关节件15包括关节轴151、轴承152、关节件端盖153。轴承152为深沟球轴
承，关节轴151的轴端与深沟球轴承配合，关节轴151的中段具有键槽。深沟球轴承的内圈通过关节轴151轴环定位；任意相邻的两个架体中一个架体通过平键与键槽配合，另一个架体通过架体上的阶梯孔与关节件端盖153与深沟球轴承的外圈配合，平键与键槽的配合用以传递扭矩。
84.第一架体11和第二架体12的位于越障机器人100的行走方向的两侧均设有行进机构20，以驱动越障机器人100行走。
85.行进机构20为主动行进机构，主动行进机构包括：主动轮21、主动轮轴22、电机23、电机机架连接件24、电机壳接口25、轴承152、主动轮端盖27。
86.电机机架连接件24一端与机架10连接，另一端与电机23和电机壳接口25连接。电机23为直流减速电机，直流减速电机的输出轴与主动轮轴22连接，用以提供驱动力。主动轮轴22的末端具有键槽，键槽与主动轮21配合，用以传递扭矩。轴承152为角接触轴承，角接触轴承为两个，两个面对面安装的角接触轴承的外圈通过电机壳接口25的内部台阶孔定位，角接触轴承的内圈通过主动轮轴22上的阶梯柱定位，通过预紧环和主动轮端盖27实现预紧。
87.挠性联动机构30可调整第一架体11和第二架体12之间的夹角。当越障机器人100遇到障碍物200时，第一架体11可相对第二架体12转动以被动越障，或者，挠性联动机构30驱使第一架体11和第二架体12两者中一者相对另一者抬升以主动越障。挠性联动机构30包括第一挠性联动组件31、第二挠性联动组件32、第三挠性联动组件33。
88.第一挠性联动组件31设在第二架体12上，第一挠性联动组件31的输出端连接第一架体11，以驱动第一架体11相对第二架体12运动。第二挠性联动组件32设在第一架体11上，第二挠性联动组件32的输出端连接第三架体13，以驱动第三架体13相对第一架体11运动。第三挠性联动组件33设在第三架体13上，第三挠性联动组件33的输出端连接第二架体12，以驱动第三架体13相对第二架体12运动。第一挠性联动组件31、第二挠性联动组件32以及第三挠性联动组件33中任一个挠性联动组件包括卷绕件311、挠性件312、轴承座314、轴承152、电机23及电机固定板317。
89.卷绕件311具有可转动的卷轴。挠性件312为绳索，挠性件312的一端连接在卷轴上且另一端连接对应的架体。轴承座314为上下剖分结构，通过普通螺栓连接，内部具有台阶孔特征，用以固定轴承152，轴承152为深沟球轴承，绕线轴的轴端与深沟球轴承配合，绕线轴上设有阶梯柱用于深沟球轴承内圈的定位和固定，绕线轴的中段具有径向螺纹孔，用以与螺栓配合以固定绳索。轴承座314和电机23均通过铰制孔螺栓与电机固定板317相连，电机固定板317安装在架体上。其中，电机23为直流减速电机。
90.其中，第一挠性联动组件31还包括第一换向件313，第一换向件313包括第一安装座3131及第一滚动件3133。第一安装座3131为直立柱，直立柱上设有定滑轮支架3132，第一安装座3131设在第二架体12上且向上延伸。第一滚动件3133为v型滑轮，v型滑轮设在定滑轮支架3132上，第一滚动件3133止抵在第一挠性联动组件31的挠性件312上，以使第一挠性联动组件31的挠性件312向上弯曲。第二挠性联动组件32还包括第二换向件321，第二换向件321包括第二安装座3211、第二滚动件3212。第二安装座3211为l型立柱，第二安装座3211包括垂直相连的连接部3213和延伸部3214，连接部3213连接第一架体11，延伸部3214向上延伸。第二滚动件3212为u型滑轮，第二滚动件3212设在延伸部3214上，第二滚动件3212止
抵在第二挠性联动组件32的挠性件312上，以使第二挠性联动组件32的挠性件312向第一架体11远离第二架体12的一侧弯曲。
91.第一架体11上设有第一竖直面，第一架体11的重心在第一竖直面内，v型滑轮、直立柱及定滑轮支架3132均设在第一竖直面内，第四架体14上设有第二竖直面，第四架体14的重心在第二竖直面内，第二安装座3211的延伸部3214与u型滑轮均设在第二竖直面内，第二架体12上设有第三竖直面，第二架体12、第三架体13的重心均在第三竖直面内；其中，第一竖直面与第二竖直面关于第三竖直面对称，通过设置第一竖直面与第二竖直面关于第三竖直面对称，使整个越障机器人100的重心集中在竖直面内，提高越障机器人100的稳定性。
92.从动行进机构40设置在第一架体11和第二架体12的连接处，从动行进机构40包括固定座41和设在固定座41上的从动轮42，固定座41包括从动轮连接筒411、从动轮固定件412及轴承152。从动轮42内装有轴承152，轴承152的外圈与从动轮42的轮毂固连，内圈一侧通过从动轮连接筒411上的阶梯特征定位。从动轮固定件412具有螺纹孔特征，与从动轮连接筒411上的螺纹配合，用以固定轴承152内圈另一侧。从动轮连接筒411与机架10相连。
93.当越障机器人100在平坦地面行进时，在重力作用下，主动轮21、从动轮42均与地面接触，四连杆机构中的第一架体11、第二架体12均处于与地面平行的状态。电机23连接两对主动轮21，即前轮和后轮，整个越障机器人100在电机23的驱动下前进。当越障机器人100遇到地面颠簸或尺度不大的障碍物200时，由于四连杆机构具有1个自由度，因此随着四连杆机构姿态的改变，仍可保证主动轮21、从动轮42均与地面接触，在主动轮21、从动轮42与地面的摩擦力及向前行进的驱动力共同作用下，可实现越障。此时，挠性联动机构30中的绳索均处于放松状态，卷绕件311处的电机23不工作，四连杆机构完全处于被动态。
94.当遇到尺度较大的障碍物200时，例如障碍物200的高度高于主动轮21的半径，则四连杆机构需要在挠性联动机构30的驱动下主动运动，实现主动轮21、从动轮42由低处向高处的抬升，从而使得整个越障机器人100越过障碍。该越障过程分为3个阶段。3个阶段中，通过绳索牵引四连杆机构，可先后将前轮、中轮、后轮抬升到障碍物200高度。其中，前轮、中轮、后轮为按照前后方向依次命名的主动轮21、从动轮42、主动轮21。
95.如图10所示为第一阶段的末状态(第二阶段的初状态)。如图9所示，第一阶段开始的标志是前轮遇到障碍物200。该阶段中，中轮、后轮及其之间的第二架体12保持始终与越障前的地面平行。安装在第一架体11上的电机23工作，牵引绳索收缩，穿过第一滚动件3133，拉起第一架体11，使第一架体11绕第一连接点逆时针转动。第三架体13、第四架体14作为从动杆件，跟随第一架体11运动，直至前轮抬升至障碍物200高度，电机23停止运转。在这一过程中，考虑到另外两根绳索长度也会不断变化，因此另外两个电机23也会以一定的转速运转，以实现运动的协调。
96.如图11所示为第二阶段的末状态(第三阶段的初状态)。第一阶段结束后，将绳索收紧。该阶段中，前轮、后轮分别位于较高地面和较低地面，其相当于四连杆机构和曲柄滑块机构的复合机构。在该阶段中，固定在第三架体13上的电机23工作，牵引绳索收缩，绳索拉动中轮，使中轮抬升至障碍物200高度。相对于后轮而言，相当于以四连杆机构的第四架体14为原动件，第二架体12绕第二连接点逆时针转动。在该过程中，前轮相对于后轮的水平距离会先增大后减小，前轮处可视作左右滑动的滑块，该过程中先向右滑动，再向左滑动，整个系统的自由度仍为1。与第一阶段类似，在这一过程中，考虑到另外两根绳索长度也会
不断变化，因此另外两个电机23也会以一定的转速运转，以实现运动的协调。
97.如图12所示，第三阶段的末状态姿态与平坦地面行进时基本相同，只是此时整个机器人已经位于比原状态更高的障碍物200高度。第二阶段结束后，将绳索收紧。该阶段与第一阶段类似。该阶段中，安装在第一架体11上的电机23工作，牵引绳索收缩，穿过第二滚动件3212，拉起第三架体13。第四架体14、第二架体12作为从动杆件，跟随第三架体13运动，直至后轮抬升至障碍物200高度，电机23停止运转。与前两阶段类似，在这一过程中，考虑到另外两根绳索长度也会不断变化，因此另外两个电机23也会以一定的转速运转，以实现运动的协调。
98.在越障的三个阶段中，都需要间歇性地控制越障机器人100向前行进，否则就会导致主动轮21、从动轮42只是提升了高度，而没有实际接触到更高的障碍物200表面。前轮和后轮均与电机23相连，通过主动的电机23与卷绕件311的电机23的联动控制，可以实现机器人轮子抬升和向前行进两个分运动的协调。
99.本发明提出一种越障机器人100，既可依靠四连杆机构的适应性实现被动越障，也可通过四连杆机构变换实现主动越障，实现小压力角下的杆件驱动，越障机器人100可翻越非结构化复杂障碍，相比于现有的越障机器人100本发明的越障机器人100具有轻量化、灵活性好、主被动越障融合和控制策略简单的特点。
100.根据本发明实施例的越障机器人100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
101.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
102.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。