一种结构稳定的室内机器人行走结构

1.本发明属于机器人结构领域，尤其是涉及一种结构稳定的室内机器人行走结构。


背景技术：

2.随着经济的发展，科技水平也是在迅速的发展，机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。
3.现有的室内机器人行走结构，是以全方位移动平台作为全向轮为驱动部件的底盘移动机构。全向轮是平台实现全方位运动的关键部件，其基本原理是驱动轮可以通过轮子边缘上的若干滚子在轮子轴线方向上做自由滚动，以实现驱动轮在前进和平移两个自由度上运动的功能。
4.现在机器人行走结构有这样的不足：确定移动方向后，只能依靠该方向滚轮进行移动，带动整体装置进行移动，不能控制多组滚轮同步改变方向进行移动，并且，在改变滚轮的方向的同时，不能控制所有滚轮同步驱动，采用两滚轮驱动移动，影响装置的稳定性。


技术实现要素：

5.本发明主要目的是提供一种结构稳定的室内机器人行走结构，能够根据需要实现四驱移动或四组滚轮同步工作。四驱移动时行走的结构更加稳定；四组滚轮转向同步工作时，控制前后两组滚轮角度同时改变，实现同步转向，更快到达指定位置。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
7.本发明公开的一种结构稳定的室内机器人行走结构，包括底架、横轴以及安装在所述横轴两端的滚轮，所述底架的内部固定有四组限位架，且所述限位架两两平行设置，每组所述限位架上均活动安装有一组传动件，所述横轴的局部安装在所述传动件内部，平行设置的两组所述传动件之间设置有传动轴，所述传动轴的两端分别固定有第一锥轮以及第二锥轮，所述第一锥轮和所述第二锥轮的侧面均啮合连接有一组传动件，另外两组所述传动件的其中一组侧面啮合连接有第三锥轮，两组所述横轴之间安装有转向杆。
8.优选地，上述的结构稳定的室内机器人行走结构，其中所述底架的侧面两两对称开设有四组外限位槽，所述横轴的两端穿过所述外限位槽位于所述底架的外侧，所述滚轮位于所述底架的侧面。
9.优选地，上述的结构稳定的室内机器人行走结构，其中所述底架上端安装有盖板，所述盖板的背面固定有四组限位架，所述底架上固定的限位架和所述盖板上固定的限位架位置相对应，所述盖板上均匀开设有多组通孔，所述通孔的内部安装有连接栓，所述底架和所述盖板之间通过连接栓相连接。
10.优选地，上述的结构稳定的室内机器人行走结构，其中所述传动件的外侧开设有环形状的卡槽，所述传动件安装在上下两组所述限位架内部，所述限位架局部位于所述卡槽的内部，所述传动件内部开设有弧形状的滑槽，所述传动件上左右贯穿开设有内限位槽，
所述传动件的一侧开设有锥齿。
11.优选地，上述的结构稳定的室内机器人行走结构，其中所述横轴上固定有圆台状的第一转向块，所述横轴的中心位置固定有圆台状和圆柱状组合体的第二转向块，所述第二转向块的侧面对称固定有两组凸块，所述底架上安装有两组限位座，所述限位座内部开设有环形状凹槽，所述凸块安装在所述凹槽的内部，所述第二转向块和所述第一转向块相邻设置，靠近末端的所述横轴上固定有连接块，所述连接块上对称固定有滑块，所述连接块局部位于所述内限位槽的内部，所述滑块安装在所述滑槽的内部。
12.优选地，上述的结构稳定的室内机器人行走结构，其中所述横轴和所述限位座构成旋转结构，所述连接块的横截面宽度小于所述内限位槽的宽度，所述滑块和所述滑槽构成滑动结构。
13.优选地，上述的结构稳定的室内机器人行走结构，其中所述底架上平行固定有两组下轴承座，所述下轴承座上通过螺栓安装有上轴承座，所述传动轴上平行固定有多组卡环，所述卡环位于所述下轴承座和上轴承座之间。
14.优选地，上述的结构稳定的室内机器人行走结构，其中两组所述锥齿的侧面啮合连接有所述第一锥轮与所述第二锥轮，位于同一所述横轴上对称安装有两组所述传动件，其中一组所述传动件侧面设置的所述锥齿和所述第三锥轮相啮合，所述第三锥轮安装在电机的运作端上，所述电机安装在所述底架内部。
15.优选地，上述的结构稳定的室内机器人行走结构，其中所述转向杆的两端均位于所述第一转向块和所述第二转向块之间的同一侧，所述转向杆上并排等距离开设有三组限位孔，位于中间位置的所述限位孔内部安装有伸缩杆的伸缩端，所述底架上平行固定有两组限位杆，所述限位杆局部位于两侧的所述限位孔内部，两组所述限位杆之间设置有底座，所述底座固定在所述底架上，所述伸缩杆通过螺栓安装在所述底座上。
16.优选地，上述的结构稳定的室内机器人行走结构，其中所述限位孔的孔径和所述限位杆的横截面直径相同，所述转向杆和所述限位杆构成滑动结构，所述转向杆和所述横轴构成旋转结构。
17.本发明公开的一种结构稳定的室内机器人行走结构的工作方法为：
18.底架和盖板通过连接栓安装组装过后，往盖板上端架设智能化室内机器人其他组件，控制底架内部安装的伸缩杆和电机的启动和运行，当需要装置带动架设在其上端智能机器人时，通过控制电机启动，控制其一端安装的第三锥轮旋转，使第三锥轮通过锥齿驱动第一锥轮进行旋转，由于第一锥轮和第二锥轮通过传动轴相固定，在第二锥轮和锥齿的配合下，所以第二锥轮旋转会带动与其对应设置的传动件进行旋转，基于连接块和内限位槽的结构尺寸，会使传动件旋转的同时带动局部安装在内的横轴同步旋转，从而带动四组滚轮同步工作，实现装置的四驱行走，即使前后两组横轴同步旋转，进而使两组横轴带动其两端安装的滚轮进行旋转，进而使装置四轮驱动，四驱移动时行走结构更加稳定。通过人工架设的机器人传感器检测到需要该机器人的地方，通过伸缩杆推动转向杆进行移动，并且在限位杆和限位孔的配合下，使转向杆水平移动，通过改变转向杆位置，进而使转向杆一端推动第一转向块或第二转向块进行旋转，借助限位座内部开设的凹槽和凸块限定配合，使第二转向块可以进行水平面上的旋转，进而带动横轴旋转，改变转向杆和横轴之间的夹角，从而使横轴两端固定的滚轮角度改变，使装置运动的方向在移动过程中同步改变，进而使前
后两组横轴两端安装的滚轮改变的角度相同，进而达到同时改变四组滚轮运动角度的目的，使机器人能够更快的到达指定位置。
19.有益效果：
20.1、本发明公开的一种结构稳定的室内机器人行走结构，能够根据需要实现四驱移动或四组滚轮同步工作。基于连接块和内限位槽的结构尺寸配合，使传动件进行旋转的同时能够同时带动连接块进行旋转，驱动滚轮运动，并且借助限位座内部开设的凹槽和凸块限定配合，使第二转向块能够进行纵向旋转的同时还能进行横向旋转，第二转向块旋转能够带动横轴旋转，使滑块在滑槽的内部滑动，进而横轴上固定的连接块通过内限位槽能够在传动件内部进行旋转，从而改变横轴两端设置的滚轮的朝向，使四组滚轮在旋转过程中，能够同时改变四组滚轮运动角度，使装置成为四驱移动，行走的结构更加稳定，并且通过电机驱动第三锥轮旋转，使第三锥轮通过锥齿驱动第一锥轮进行旋转，由于第一锥轮和第二锥轮通过传动轴相固定，所以第二锥轮旋转会带动与其对应设置的传动件进行旋转，进而使两组横轴同步旋转，从而带动四组滚轮同步工作，控制装置进行移动。(所述装置指结构稳定的室内机器人行走结构)。
21.2、本发明公开的一种结构稳定的室内机器人行走结构，驱动电机工作，使电机驱动传动件旋转，借助连接块时，使前后两组横轴同步旋转，进而使两组横轴带动其两端安装的滚轮进行旋转，进而使装置四轮驱动，四驱移动时行走结构更加稳定。
22.3、本发明公开的一种结构稳定的室内机器人行走结构，通过推动转向杆进行移动，使转向杆同时同步改变前后两组横轴的角度，进而使前后两组横轴两端安装的滚轮改变的角度相同，进而达到同时改变四组滚轮运动角度的目的，四组滚轮同步工作时，能够实现，实现同步转向，更快到达指定位置，能源。
23.4、本发明公开一种结构稳定的室内机器人行走结构：通过传动件开设的滑槽结构匹配连接块上固定的滑块，使横轴能够在传动件内部进行旋转，同时传动件能够带动横轴旋转，进而使装置在移动的过程中，控制前后两组滚轮角度同时改变，实现四轮转向同步，提高行走效率。
附图说明
24.图1为本发明立体结构示意图；
25.图2为本发明分解结构示意图；
26.图3为本发明底架内部结构示意图；
27.图4为本发明底架内部局部分解结构示意图；
28.图5为本发明滚轮驱动结构示意图；
29.图6为本发明转向机构结构示意图。
30.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
31.1、底架；2、外限位槽；3、限位架；4、盖板；5、通孔；6、连接栓；7、传动件；8、卡槽；9、滑槽；10、内限位槽；11、锥齿；12、横轴；13、第一转向块；14、第二转向块；15、凸块；16、连接块；17、滑块；18、滚轮；19、限位座；20、转向杆；21、限位孔；22、伸缩杆；23、底座；24、限位杆；25、下轴承座；26、上轴承座；27、传动轴；28、卡环；29、第一锥轮；30、第二锥轮；31、电机；32、第三锥轮。
具体实施方式
32.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
33.如图1-图6所示，本实施例公开的一种结构稳定的室内机器人行走结构，包括底架1、横轴12以及安装在横轴12两端的滚轮18，底架1的内部固定有四组限位架3，且限位架3两两平行设置，每组限位架3上均活动安装有一组传动件7，横轴12的局部安装在传动件7内部，平行设置的两组传动件7之间设置有传动轴27，传动轴27的两端分别固定有第一锥轮29以及第二锥轮30，第一锥轮29和第二锥轮30的侧面均啮合连接有一组传动件7，另外两组传动件7的其中一组侧面啮合连接有第三锥轮32，两组横轴12之间安装有转向杆20。
34.底架1的侧面两两对称开设有四组外限位槽2，横轴12的两端穿过外限位槽2位于底架1的外侧，滚轮18位于底架1的侧面。通过滚轮18将底架1撑起，通过控制横轴12旋转进而带动滚轮18旋转，同时外限位槽2的设计，不会影响横轴12进行旋转，改变滚轮18的朝向。
35.底架1上端安装有盖板4，盖板4的背面固定有四组限位架3，底架1上固定的限位架3和盖板4上固定的限位架3位置相对应，盖板4上均匀开设有多组通孔5，通孔5的内部安装有连接栓6，底架1和盖板4之间通过连接栓6相连接，传动件7的外侧开设有环形状的卡槽8，传动件7安装在上下两组限位架3内部，限位架3局部位于卡槽8的内部，传动件7内部开设有弧形状的滑槽9，传动件7上左右贯穿开设有内限位槽10，传动件7的一侧开设有锥齿11。利用上下两组限位架3和卡槽8进行配合，使传动件7的位置固定，同时限定传动件7的运动方向以及位置，使传动件7只能进行旋转运动。
36.横轴12上固定有圆台状的第一转向块13，横轴12的中心位置固定有圆台状和圆柱状组合体的第二转向块14，第二转向块14的侧面对称固定有两组凸块15，底架1上安装有两组限位座19，限位座19内部开设有环形状凹槽，凸块15安装在凹槽的内部，第二转向块14和第一转向块13相邻设置，靠近末端的横轴12上固定有连接块16，连接块16上对称固定有滑块17，连接块16局部位于内限位槽10的内部，滑块17安装在滑槽9的内部，横轴12和限位座19构成旋转结构，连接块16的横截面宽度小于内限位槽10的宽度，滑块17和滑槽9构成滑动结构。借助限位座19内部开设的凹槽和凸块15限定配合，使第二转向块14可以进行纵向旋转的同时还能进行横向旋转，通过滑块17安装在滑槽9的内部，使横轴12上固定的连接块16通过内限位槽10可以在传动件7内部进行旋转，并且通过滑槽9和内限位槽10限定横轴12旋转的角度，使第二转向块14旋转带动横轴12旋转，进而改变滚轮18的朝向，并且连接块16和内限位槽10的结构尺寸设计，使传动件7进行旋转的同时可以同时带动连接块16进行旋转，驱动滚轮18运动。
37.底架1上平行固定有两组下轴承座25，下轴承座25上通过螺栓安装有上轴承座26，传动轴27上平行固定有两组卡环28，卡环28位于下轴承座25和上轴承座26之间。通过下轴承座25和上轴承座26对卡环28进行旋转，使传动轴27的位置固定，同时，限定传动轴27的运动角度和方向。
38.两组锥齿11的侧面啮合连接有第一锥轮29与第二锥轮30，位于同一横轴12上对称安装有两组传动件7，其中一组传动件7侧面设置的锥齿11和第三锥轮32相啮合，第三锥轮32安装在电机31的运作端上，电机31安装在底架1内部。通过电机31驱动第三锥轮32旋转，使第三锥轮32通过锥齿11驱动第一锥轮29进行旋转，由于第一锥轮29和第二锥轮30通过传
动轴27相固定，所以第二锥轮30旋转会带动与其对应设置的传动件7进行旋转，进而使两组横轴12同步旋转，从而带动四组滚轮18同步工作。
39.转向杆20的两端均位于第一转向块13和第二转向块14之间的同一侧，转向杆20上并排等距离开设有三组限位孔21，位于中间位置的限位孔21内部安装有伸缩杆22的伸缩端，底架1上平行固定有两组限位杆24，限位杆24局部位于两侧的限位孔21内部，两组限位杆24之间设置有底座23，底座23固定在底架1上，伸缩杆22通过螺栓安装在底座23上，限位孔21的孔径和限位杆24的横截面直径相同，转向杆20和限位杆24构成滑动结构，转向杆20和横轴12构成旋转结构。通过伸缩杆22推动转向杆20进行移动，并且在限位杆24和限位孔21的配合下，使转向杆20水平移动，通过改变转向杆20位置，进而使转向杆20一端推动第一转向块13或第二转向块14进行旋转，改变转向杆20和横轴12之间的夹角，从而使横轴12两端固定的滚轮18角度改变。
40.本实施例公开的一种结构稳定的室内机器人行走结构的工作方法为：
41.底架1和盖板4通过连接栓6安装组装过后，能够往盖板4上端架设智能化室内机器人其他组件，控制底架1内部安装的伸缩杆22和电机31的启动和运行，当需要装置带动架设在其上端智能机器人时，通过控制电机31启动，控制其一端安装的第三锥轮32旋转，使第三锥轮32通过锥齿11驱动第一锥轮29进行旋转，由于第一锥轮29和第二锥轮30通过传动轴27相固定，在第二锥轮30和锥齿11的配合下，所以第二锥轮30旋转会带动与其对应设置的传动件7进行旋转，连接块16和内限位槽10的结构尺寸设计，会使传动件7旋转的同时带动局部安装在内的横轴12同步旋转，从而带动四组滚轮18同步工作，实现装置的四驱行走，控制装置进行移动，但通过架设的机器人内部雷达(图中未画出)和摄像头(图中未画出)检测到需要该机器人的地方，能够通过伸缩杆22推动转向杆20进行移动，并且在限位杆24和限位孔21的配合下，使转向杆20水平移动，通过改变转向杆20位置，进而使转向杆20一端推动第一转向块13或第二转向块14进行旋转，借助限位座19内部开设的凹槽和凸块15限定配合，使第二转向块14能够进行水平面上的旋转，进而带动横轴12旋转，改变转向杆20和横轴12之间的夹角，从而使横轴12两端固定的滚轮18角度改变，使装置运动的方向在移动过程中同步改变，使机器人能够更快的到达指定位置。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，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多个该特征。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。
43.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”等应做广义理解，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连接，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。
44.以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说
明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。