阅读说明：本技术 一种驱动轮组件及具有该驱动轮组件的智能机器人 (Driving wheel assembly and intelligent robot with same ) 是由 李孟钦 刘旭野 王利鹏 郑卓斌 王立磊 于 2019-03-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种智能机器人,其特征在于,所述智能机器人包括：第一轮组、第二轮组、轮组切换机构；所述轮组切换机构用来升降切换第一轮组和第二轮组。本发明具有以下有益效果：提供使用横向和纵向两个方向运动的两组驱动轮系统,将各自的轮组的两对轮子进行刚性连接对机器进行直行驱动,使用轮组切换机构实现转弯的新型驱动方式,来满足不同功能型智能机器人的不同要求。(The invention discloses an intelligent robot, which is characterized by comprising: the device comprises a first wheel set, a second wheel set and a wheel set switching mechanism; the wheel set switching mechanism is used for switching the first wheel set and the second wheel set in a lifting mode. The invention has the following beneficial effects: the utility model provides a use two sets of driving wheel systems of horizontal and vertical two directions motions, carry out rigid connection with two pairs of wheels of respective wheelset and carry out the craspedodrome drive to the machine, use the novel drive mode that wheelset switching mechanism realized the turn, satisfy different functional type intelligent robot's different requirements.)

一种驱动轮组件及具有该驱动轮组件的智能机器人

技术领域

本发明属于智能机器人领域，尤其涉及一种智能机器人的驱动方式。

背景技术

由于现在人们对生活便利性要求不断的提高，智能机器人越来越受世界用户所喜爱，各种类型的，各种功能型的智能机器人蜂拥也而出，如扫地机器人、割草机器人、洒水喷药机器人。

现在市面上的轮子驱动机器人大多可分为两轮驱动或四轮驱动。其中两轮驱动机器人，抓地能力相对差，越障能力也相对较差；若驱动轮子组为刚性连接，即驱动轮组的两个轮子使用一个轮轴进行连接，两个驱动轮的速度转向始终相同，当需要实现换向转弯时，便需要设置转向轮组或装置，而转向轮组或装置的结构相对复杂，技术成本也较高；若驱动轮子组的两个轮子单独驱动，虽然可利用轮子的差速进行转弯，减少独立的转向轮组或装置，但是刚性连接相对复杂，成本也会相应高。四轮驱动机器人与两轮驱动同理，虽然越障能力相对较好，但技术成本仍然较高、同时耗能较大。

发明内容

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为解决背景技术中的技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种用于智能机器人的驱动轮组件包括：第一轮组、第二轮组、轮组切换机构；

所述第一轮组包括至少两个第一轮子、第一旋转轴、第一轴套，所述第一轮子安装在第一旋转轴上，第一旋转轴可旋转地安装在第一轴套上；

所述第二轮组包括至少两个第二轮子、第二旋转轴、第二轴套，所述第二轮子安装在第二旋转轴上，第二旋转轴可旋转地安装在第二轴套上；

所述驱动组切换机构用来升降切换第一轮组和第二轮组，包括升降动力装置、升降机构，所述升降机构分别与第一轴套、第二轴套连接，升降动力装置控制升降机构，当第一轮组上升时，第二轮组下降，当第二轮组下降时，第一轮组上升。

进一步地，为了实现上述的切换功能，在本实施例中的一个优化方案中，所述第一旋转轴和第二旋转轴为空间垂直，并且第二旋转轴相对第一旋转轴更接近地面，第一轮子的直径大于第二轮子。

进一步地，为了实现上述的切换功能，在本实施例中的一个优化方案中，所述升降机构包括：第一齿条、第二齿条、齿轮；

所述第一齿条在第一旋转轴的侧面并与之垂直，并且与第一轴套固定，所述第二齿条在第二旋转轴的侧面并与之垂直，并且与第二轴套固定，第一齿条和第二齿条平行，并且第一齿条和第二齿条的齿尖相对，所述齿轮可转动地安装在第一齿条和第二齿条之间并且相互啮合。

进一步地，为了实现上述的切换功能，在本实施例中的一个优化方案中，所述升降架构包括：第一凸轮、第二凸轮，所述升降动力装置的数量为两个；

所述两个升降动力装置分别驱动第一凸轮和第二凸轮，所述第一凸轮与第一轴套连接，所述第二凸轮与第二轴套连接。

进一步地，为了避免第一轮子或第二轮子在没有接触地面时空转浪费能源，在本实施例中的一个优化方案中，所述第一轮组还包括第一动力装置，所述第一轮子的内侧有第一微动开关，第一微动开关控制第一动力装置；

所述第二轮组还包括第二动力装置，所述第二轮子的内侧有第二微动开关，第二微动开关控制第二动力装置。

进一步地，为了使第一轮组与第二轮组的切换更加平稳，在本实施例中的一个优化方案中所述第一轮组还包括第一弹性装置，所述第一弹性装置位于任一第一轮子内侧；所述第二轮组还包括第二弹性装置，所述第二弹性装置位于任一第二轮子内侧。

本发明还提供了一种智能机器人，其特征在于包括上述地任一项所述的驱动轮组件。

进一步地，为了保证智能机器人能够平稳运行，在本实施例中的一个优化方案中，所述智能机器人底部有辅助轮。

进一步地，为了保证第一轮子和第二轮子可以发挥作用，在本实施例中的一个优化方案中，所述智能机器人底部有可供第一轮子伸缩的第一容置结构；可控第一轮子伸缩的第二容置结构。

进一步地，为了让智能机器人更好的避开障碍物，在本实施例中的一个优化方案中，所述智能机器人还包括一视觉传感装置。

本发明的有益效果：提供使用横向和纵向两个方向运动的两组驱动轮系统，将各自的轮组的两对轮子进行刚性连接对机器进行直行驱动，使用轮组切换机构实现转弯的新型驱动方式，来满足不同功能型智能机器人的不同要求。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明驱动轮切换装置组装示意图；

图2实本发明第一实施例升降机构放大示意图；

图3为本发明轮组切换机构放大示意图；

图4为本发明当轮组着地时微动开关与弹性装置组装放大示意图；

图5为本发明当轮组离开地面时微动开关与弹性装置组装放大示意图；

图6为本发明微动开关控制轮组通断电的电路图；

图7为本发明第二实施例驱动组切换机构放大示意图；

图8为本发明智能机器人底部示意图；

图9为本发明智能机器人顶部示意图；

图10为本发明控制轮组切换的电路图。

具体实施方式

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为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。另外，为了便于说明，本实施例说明中使用了左、右、内、外等方位词，但这并不限制本发明的保护范围。

在本申请列举的第一个实施例中，提出一种如图1至图6所示的一种驱动轮组件。

如图1、4所示，第一轮组1包括两个第一轮子13、第一旋转轴14、第一动力装置12，第一轮子13固定在第一旋转轴14上，并且可以随着第一旋转轴14的旋转而旋转，第一动力装置12给第一旋转轴14提供旋转的动力。

如图1所示，第二轮组2包括两个第二轮子23、第二旋转轴24、第二动力装置22，第二轮子23固定在第二旋转轴24上，并且可以随着第二旋转轴24的旋转而旋转，第二动力装置22给第二旋转轴24提供旋转的动力。

如图1所示，轮组切换机构3包括升降动力装置31和升降机构32，如图2、3所示，升降机构32可以由第一齿条321、第二齿条322、齿轮323组成，第一齿条321和第二齿条322平行，并且第一齿条321和第二齿条322的齿尖324相对，齿轮323可转动地安装在第一齿条321和第二齿条322之间并且相互啮合，升降动力装置31给齿轮323供电，带动齿轮323做顺时针运动或逆时针运动。

第一轮组1中还包括一个第一轴套15，在本实施例中，第一轴套15为一个外方内圆的结构，第一旋转轴14可旋转地安装在第一轴套15内，并且第一轴套15有一个面与第一齿条321固定，同样的，第二轮组2中还包括一个第二轴套25，也为外方内圆结构，第二旋转轴24可旋转地安装在第二轴套25内，并且第二旋转轴25有一个面与第二齿条322固定。

当齿轮323在升降动力装置31的带动下做顺时针运动时，由于齿轮323与第一齿条321传动使第一齿条321做向上地运动，从而使第一旋转轴14向上，继而使第一轮子13向上；与此同时，由于齿轮323与第二齿条322传动使第二齿条322做向下地运动，从而使第二旋转轴24向下，继而使第二轮子23向下，完成由第一轮组1到第二轮组2的切换。同理，当齿轮323在升降动力装置31的带动下做逆时针运动时，则完成由第二轮组2到第一轮组1的切换，原理同上，这里不再赘述。

如图4、5所示，第一轮组1还包括第一微动开关16，第一微动开关16位于任意第一轮子13的内侧第一微动开关16控制第一动力装置12；相同地，(图中未示出)第二轮组还包括第二微动开关，第二微动开关位于任意第二轮子23的内侧第二微动开关控制第二动力装置22。

如图4、5所示，为了使整个切换过程更加的平稳，减小震动，第一轮组1还包括一个第一弹性装置17，第一弹性装置17位于任一第一轮子13内侧，同样的，(图中未示出)第二轮组2包括一个第二弹性装置，第二弹性装置位于任意第二轮子23内侧。

如图4所示，当第一轮子13被切换至工作状态后，在下降地的过程中，当第一轮子接触到地面后，第一微动开关16被触发，第一弹性装置17被拉伸，第一动力装置12通电，第一旋转轴14开始转动并且带动第一轮子13开始转动，带动机器运行；如图5所示，当第一轮子13被切换至待机状态后，在上升过程中，由于第一轮子脱离地面，微动开关16不再被触发，第一弹性装置17被挤压，第一动力装置12断电，第一旋转轴14停止转动从而第一轮子13也停止转动，这样便可以有效防止电量浪费。第二轮子23的工作和待机状态切换方式与第一轮子13相同，这里不再赘述。微动开关也可用红外测距、光耦等传感器替代。

如图6所示，为两个轮组切换的电路图，运行开关62闭合后，供电电源63给整机供电，控制器64控制两个轮组的切换，61为整机电阻，第一动力装置12受第一微动开关16控制，第二动力装置22受第二微动开关26控制，在机器正常直线运行时，一组轮子与地面进行接触，另外一组轮子远离地面。接近地面的轮组对应的微动开关闭合，轮子处于运行或可运行状态。远离地面的轮组对应的微动开关未闭合，轮组电路断开，轮子处于不可运行状态。

在本申请列举的第二个实施例中，如图7所示，轮组切换机构还可以为两个升降动力装置31，两个升降动力装置31分别控制第一凸轮325和第二凸轮326，第一凸轮325连接第一轴套15，升降动力装置31带动第一凸轮325做升降运动，第一轴套15也会随之做升降运动，与此同时，第二轴套25也会随着被升降动力机构31驱动的第二凸轮326做升降运动，第二轴套25的运动方向与第一轴套15的运动方向相反，实现第一轮组1和第二轮组2的切换。

在本申请列举的第三个实施例中，如图8、9所示，一种智能机器人100除了包括上述第一个实施例中的所有特征外，在智能机器人100的底部还有4个辅助轮7、特种功能型装置6、第一容置结构11、第二容置结构21，智能机器人100的顶部有视觉传感装置5。

智能机器人100的底部的第一容置结构11是可供第一轮子13伸缩，同理，第二容置结构21可供第二轮子伸缩，容置结构可以但仅不限于为图示的通孔结构。

由于智能机器人100仅由第一轮组1或第二轮组2单独驱动，机器直行时最多也只能有一对轮子着地，为了保证机器能够平稳运行，机器底部需要添置至少一个辅助轮7来保证机器的平稳直行，该辅助轮7可以为万向轮。

如图10所示的电路，起始状态为第一轮组1和第二轮组2仅有一组与地面接触，60为轮组电阻、67为第一保护电阻、69为第二保护电阻，当轮组切换机构3运行时断点开关68断开，此时运行中的轮组电路断开(另一个在此之前也是断开的)，机器轮组随之停止运转，第一控制开关65闭合，升降动力装置31运转，升降机构32进行升降。若视觉传感装置5检测到单方向障碍物时，智能机器人100直接切换轮组，切换完成后，即对应轮子落地后，断点开关68闭合，轮组恢复供电，机器轮组继续运转。若视觉传感装置5检测到多方向障碍物时，断点开关68断开，此时轮组电路断开，此时机器轮组停止运转，两个轮组同时接触地面，视觉传感装置5检测到两个轮组接触地面时第二控制开关66闭合，轮组电路接通，轮组转动，第一控制开关65断开，升降动力装置31停止运转，直至机器脱困，第二控制开关66断开，第一控制开关65闭合，轮组切换机构3继续运行。

与现有技术相比，本发明实施例所述的一种智能清洁设备能够在不对机器的主体进行挪动的情况下，实现对位于机器主体底部的清洁部件的安装和拆卸；避免用户需要花费较大的力气去翻转机器才能做到拆卸和安装位于机器底部的零件，也降低了面板刮花的风险，避免因翻转造成附着于清洁部件上的垃圾抖落，满足使用者方便省时的使用需求。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，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。