本實用新型涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種具有偏心輪的機器人用中心位置可控車輪。

背景技術(shù)：

隨著科技進步，機器人行走機構(gòu)已經(jīng)開始應(yīng)用，但是現(xiàn)有的機器人行走機構(gòu)由于結(jié)構(gòu)所 限，路面適應(yīng)性差，遇到路面障礙時無法跨越，遇到臺階無法攀爬，導(dǎo)致其使用環(huán)境受很大限制，無法全面推廣。隨著機器人研究的深入，目前機器人的車輪，也有采用彈性懸架進行支撐，然而，這種車輪的路面崎嶇吸收能力差，仍不能改善機器人在復(fù)雜環(huán)境的行走適應(yīng)能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種具有偏心輪的機器人用中心位置可控車輪，該具有偏心輪的機器人用中心位置可控車輪能對車輪實現(xiàn)自驅(qū)動，同時車輪具有偏心柱，且偏心柱的中心位置能實現(xiàn)動態(tài)控制，從而能大幅提高機器人復(fù)雜環(huán)境的行走適應(yīng)能力。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種具有偏心輪的機器人用中心位置可控車輪，包括外輪圈、轉(zhuǎn)子、偏心輪一和偏心輪二。

偏心輪一套裝在偏心輪二的外周，轉(zhuǎn)子套裝在偏心輪一的外周，外輪圈同軸固定套裝在轉(zhuǎn)子的外周。

偏心輪一分別與偏心輪二和轉(zhuǎn)子相鉸接，偏心輪一的外環(huán)面上設(shè)置有環(huán)狀凹槽，環(huán)狀凹槽內(nèi)鑲嵌有線圈；當(dāng)線圈通電后，線圈能提供轉(zhuǎn)子及外輪圈轉(zhuǎn)動的驅(qū)動扭矩。

偏心輪一和偏心輪二各連接一個驅(qū)動裝置，偏心輪一和偏心輪二均能在相應(yīng)驅(qū)動裝置的作用下實現(xiàn)獨立轉(zhuǎn)動。

偏心輪二通過連接座與機架固定連接。

偏心輪一的驅(qū)動裝置為驅(qū)動電機一，偏心輪二的驅(qū)動裝置為驅(qū)動電機二。

位于偏心柱外周的偏心輪二圓形端面上從內(nèi)至外依次設(shè)置有內(nèi)齒圈和外齒圈；驅(qū)動電機二固定在連接座上，驅(qū)動電機二的齒輪與內(nèi)齒圈相嚙合；驅(qū)動電機一固定在偏心輪一上，且驅(qū)動電機一的齒輪與外齒圈相嚙合。

還包括連接支架，驅(qū)動電機一通過連接支架固定在偏心輪一上。

偏心輪二的圓形端面上設(shè)置有偏心柱，連接座鉸接在偏心柱上。

本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)后，能對車輪中驅(qū)動軸的中心位置實現(xiàn)動態(tài)控制，能夠大幅提高機器人復(fù)雜環(huán)境的行走適應(yīng)能力。

附圖說明

圖1顯示了本實用新型一種具有偏心輪的機器人用中心位置可控車輪的立體示意圖。

圖2顯示了本實用新型具有偏心輪的機器人用中心位置可控車輪的剖面立體示意圖。

圖3顯示了偏心輪二的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4顯示了本實用新型具有偏心輪的機器人用中心位置可控車輪的工作原理示意圖。

圖5顯示了機器人在水平地面上行駛時，驅(qū)動車輪中偏心柱位置調(diào)節(jié)控制的示意圖。

圖6顯示了機器人在崎嶇不平路面行駛時，驅(qū)動車輪中偏心柱位置調(diào)節(jié)控制的示意圖。

圖7顯示了機器人跨越障礙時，驅(qū)動車輪中偏心柱位置調(diào)節(jié)控制的示意圖。

圖8顯示了機器人具有多輪行走機構(gòu)且跨越障礙時，驅(qū)動車輪中偏心柱位置調(diào)節(jié)控制的示意圖。

其中有：1.外輪圈；2.轉(zhuǎn)子；3.偏心輪一；31.環(huán)狀凹槽；32.線圈；4.驅(qū)動電機一；41.連接支架；5.偏心輪二；51.外齒圈；52.偏心柱；53.內(nèi)齒圈；6.驅(qū)動電機二；61.連接座；7.機架；8.車輪圓心。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體較佳實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

如圖1和圖2所示，一種具有偏心輪的機器人用中心位置可控車輪，包括外輪圈1、轉(zhuǎn)子2、偏心輪一3、偏心輪二5、連接支架41和連接座61。

偏心輪一套裝在偏心輪二的外周，轉(zhuǎn)子套裝在偏心輪一的外周。

偏心輪一的外環(huán)面與轉(zhuǎn)子的內(nèi)環(huán)面相鉸接，偏心輪一的內(nèi)環(huán)面與偏心輪二的外環(huán)面相鉸接。

外輪圈同軸固定套裝在轉(zhuǎn)子的外周，外輪圈與轉(zhuǎn)子形成一體結(jié)構(gòu)。

偏心輪一的外環(huán)面上設(shè)置有環(huán)狀凹槽，環(huán)狀凹槽內(nèi)鑲嵌有線圈；當(dāng)線圈通電后，線圈能提供轉(zhuǎn)子及外輪圈轉(zhuǎn)動的驅(qū)動扭矩。

偏心輪一和偏心輪二各連接一個驅(qū)動裝置，偏心輪一和偏心輪二均能在相應(yīng)驅(qū)動裝置的作用下實現(xiàn)獨立轉(zhuǎn)動。

偏心輪一的驅(qū)動裝置優(yōu)選為驅(qū)動電機一4，偏心輪二的驅(qū)動裝置優(yōu)選為驅(qū)動電機二6。驅(qū)動電機一4和驅(qū)動電機二6均優(yōu)選為伺服電機。作為替換，偏心輪一和偏心輪二的驅(qū)動裝置也可以為現(xiàn)有技術(shù)中的其他裝置，如驅(qū)動氣缸等。

如圖3所示，偏心輪二的圓形端面上設(shè)置有偏心柱52。

驅(qū)動電機一優(yōu)選通過連接支架41固定在偏心輪一上。

連接座上優(yōu)選設(shè)置有兩個圓孔，其中一個圓孔用于鉸接在偏心輪二的偏心柱上，另一個圓孔用于安裝驅(qū)動電機二。

位于偏心柱外周的偏心輪二圓形端面上從內(nèi)至外依次設(shè)置有內(nèi)齒圈53和外齒圈51。

驅(qū)動電機二的齒輪與內(nèi)齒圈相嚙合，驅(qū)動電機一的齒輪與外齒圈相嚙合。

如圖4所示，通過驅(qū)動電機一和驅(qū)動電機二實現(xiàn)對偏心輪一和偏心輪二進行驅(qū)動，實現(xiàn)偏心輪一和偏心輪二的角度控制，進而實現(xiàn)驅(qū)動車輪中心位置，也即偏心柱位置的控制。如圖4所示，以車輪圓心為原點，偏心柱的中心距為（ex，ey）。

然后，線圈通電，產(chǎn)生扭矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)對車輪的驅(qū)動。

一種具有偏心輪的機器人用中心位置可控車輪的中心位置控制方法，線圈通電，實現(xiàn)對機器人中驅(qū)動車輪的驅(qū)動，機器人行駛；然后，通過兩個驅(qū)動裝置分別對偏心輪一和偏心輪二進行驅(qū)動，實現(xiàn)對偏心輪一和偏心輪二角度的控制，進而實現(xiàn)對驅(qū)動車輪中心位置的控制，使機器人能適應(yīng)不同的路面環(huán)境狀況；在不同路面環(huán)境狀況下，驅(qū)動車輪中心位置的控制方式具體如下。

1）如圖5所示，當(dāng)機器人在水平地面上行駛時，通過兩個驅(qū)動裝置對偏心輪一和偏心輪二角度的控制，使偏心柱與車輪圓心的連線始終呈水平狀態(tài)，且偏心柱與車輪圓心之間的直線距離值保持恒定；假設(shè)中心向前移動ex的距離；此時，相當(dāng)于向前的驅(qū)動（滾動）扭矩為M=G×ex，其中，M表示驅(qū)動扭矩，G為重力，圖7中N表示水平地面對車輪的支撐力；從而使車輪能在無驅(qū)動扭矩的情況下實現(xiàn)滾動。

2）當(dāng)機器人在崎嶇不平路面行駛時，通過對前后車輪中偏心輪一和偏心輪二角度的控制，根據(jù)路面狀況，使前后車輪的偏心柱在豎直直線上上下移動，從而使前車輪的偏心柱和后車輪的偏心柱連線保持水平狀態(tài)，也即使與偏心柱固定連接的機架處于水平狀態(tài)。

因此，當(dāng)?shù)孛娉霈F(xiàn)崎嶇不平時，可以更好適應(yīng)地面環(huán)境的變化。并且使用保持機架處于水平狀態(tài)。這是現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)的。現(xiàn)有技術(shù)大多采用彈性支撐，彈性支撐當(dāng)遇見崎嶇不平的地面環(huán)境時，會出現(xiàn)晃動。如果機器人上裝載有精密測試儀器時，這種晃動會對儀器的測量精度產(chǎn)生巨大影響。而本實用新型，可以保證機器人在復(fù)雜環(huán)境中，平穩(wěn)移動，且不會產(chǎn)生晃動。

另外，圖6中，ey表示當(dāng)以車輪圓心為原點時，驅(qū)動軸軸心的豎向坐標(biāo)值。

3）如圖7所示，當(dāng)機器人行駛過程中車輪遇到路面上的障礙物時，通過兩個驅(qū)動裝置對偏心輪一和偏心輪二角度的控制，使車輪的偏心柱移動到障礙物支撐點前方水平距離為el的位置，則車輪能在無外力驅(qū)動的作用下，實現(xiàn)自動跨越障礙物。

如圖8所示，機器人具有多輪行走機構(gòu)時，當(dāng)機器人行駛過程中遇到路面上的障礙物時，通過兩個驅(qū)動裝置對偏心輪一和偏心輪二角度的控制，使即將與障礙物接觸的車輪逐個抬起，實現(xiàn)避障。

本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)與方法后，能對車輪中驅(qū)動軸的中心位置實現(xiàn)動態(tài)控制，能夠大幅提高機器人復(fù)雜環(huán)境的行走適應(yīng)能力。

以上詳細描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬于本實用新型的保護范圍。