可折叠两轮移动机器人

摘要

本发明属于地面移动机器人领域，具体涉及可折叠两轮移动机器人，包括：摄像机(A)、车身变形机构(B)、左车轮(C1)、右车轮(C2)；本发明提供的两轮移动机器人能够单自由度实现折展变形，可变形的车身和车尾是一体化的，车尾会和车身一起展开缩放，并根据不同轮距调整长度，车身机构变形有两个极限位置，且调整范围大，折叠时便于存储、运输，展开后，可通过车身机构变形调整两个尾部变形杆之间的夹角大小，使得摄像机处于不同的方向，便于对周围环境进行观察，具有良好的推广意义。

权利要求

1.可折叠两轮移动机器人，其特征在于，包括：摄像机(A)、车身变形机构(B)、左车轮(C1)、右车轮(C2)；

所述车身变形机构(B)由左轮杆(B‑1)、第一三叉车身杆(B‑2)、第一尾部变形杆(B‑3)、第二尾部变形杆(B‑4)、第二三叉车身杆(B‑5)、右轮杆(B‑6)、第一车身变形杆(B‑7)、支撑套筒(B‑8)、第二车身变形杆(B‑9)组成；

左轮杆(B‑1)左侧设有第一安装孔(B‑1‑1)，两端设有第二安装孔(B‑1‑2)、第三安装孔(B‑1‑3)；右轮杆(B‑6)右侧设有第一安装孔(B‑6‑1)，两端设有第二安装孔(B‑6‑2)、第三安装孔(B‑6‑3)；第一三叉车身杆(B‑2)为三叉形状，三个端部设有第一叉支安装孔(B‑2‑1)、第二叉支安装孔(B‑2‑2)、第三叉支安装孔(B‑2‑3)，中心设有中心安装孔(B‑2‑4)；第二三叉车身杆(B‑5)为三叉形状，三个端部设有第一叉支安装孔(B‑5‑1)、第二叉支安装孔(B‑5‑

2)、第三叉支安装孔(B‑5‑3)，中心设有中心安装孔(B‑5‑4)；第一尾部变形杆(B‑3)、第二尾部变形杆(B‑4)、第二车身变形杆(B‑9)两端分别开有一个安装孔；第一车身变形杆(B‑7)两端和中部分别开有一个安装孔；

左轮杆(B‑1)的第三安装孔(B‑1‑3)与第一三叉车身杆(B‑2)的第一叉支安装孔(B‑2‑

1)转动连接，第一三叉车身杆(B‑2)的第二叉支安装孔(B‑2‑2)与第二尾部变形杆(B‑4)一端安装孔转动连接，第二尾部变形杆(B‑4)另一端安装孔与第一尾部变形杆(B‑3)一端安装孔转动连接，第一尾部变形杆(B‑3)另一端安装孔与第二三叉车身杆(B‑5)的第二叉支安装孔(B‑5‑2)转动连接，第一三叉车身杆(B‑2)的第三叉支安装孔(B‑2‑3)与第一车身变形杆(B‑7)一端安装孔转动连接，第一车身变形杆(B‑7)另一端安装孔与右轮杆(B‑6)的第二安装孔(B‑6‑2)转动连接，右轮杆(B‑6)的第三安装孔(B‑6‑3)与第二三叉车身杆(B‑5)的第三叉支安装孔(B‑5‑3)转动连接，第二三叉车身杆(B‑5)的第一叉支安装孔(B‑5‑1)与第二车身变形杆(B‑9)一端安装孔转动连接，第二车身变形杆(B‑9)另一端安装孔与左轮杆(B‑1)的第二安装孔(B‑1‑2)转动连接，第一三叉车身杆(B‑2)的中心安装孔(B‑2‑4)与第二三叉车身杆(B‑5)的中心安装孔(B‑5‑4)通过支撑套筒(B‑8)转动连接；

所述左车轮(C1)包括车轮(C1‑1)、车轮驱动电机(C1‑2)；车轮(C1‑1)中心有一个安装孔；车轮(C1‑1)安装孔与车轮驱动电机(C1‑2)输出轴固定连接；右车轮(C2)与左车轮(C1)结构和尺寸完全相同；

摄像机(A)底部与第一车身变形杆(B‑7)中部安装孔固定连接，车轮驱动电机(C1‑2)右侧与左轮杆(B‑1)左侧的第一安装孔(B‑1‑1)固定连接，右车轮(C2)的连接方式与左车轮(C1)完全相同并且关于车身变形机构(B)对称。

2.根据权利要求1所述的可折叠两轮移动机器人，其特征在于：所述第一三叉车身杆(B‑2)包括第一三叉车身杆第一杆(B‑2‑Ⅰ)、第一三叉车身杆第二杆(B‑2‑Ⅱ)、第一三叉车身杆第三杆(B‑2‑Ⅲ)；所述第二三叉车身杆(B‑5)包括第二三叉车身杆第一杆(B‑5‑Ⅰ)、第二三叉车身杆第二杆(B‑5‑Ⅱ)、第二三叉车身杆第三杆(B‑5‑Ⅲ)；

其中，第一三叉车身杆第一杆(B‑2‑Ⅰ)与第二车身变形杆(B‑9)之间相互平行；第一三叉车身杆第二杆(B‑2‑Ⅱ)与第一尾部变形杆(B‑3)之间相互平行；第一三叉车身杆第三杆(B‑2‑Ⅲ)与右轮杆(B‑6)之间相互平行；第二三叉车身杆第一杆(B‑5‑Ⅰ)与左轮杆(B‑1)之间相互平行；第二三叉车身杆第二杆(B‑5‑Ⅱ)与第二尾部变形杆(B‑4)之间相互平行；第二三叉车身杆第三杆(B‑5‑Ⅲ)与第一车身变形杆(B‑7)之间相互平行。

说明书

可折叠两轮移动机器人

技术领域

[0001] 本申请属于地面移动机器人领域，具体涉及可折叠两轮移动机器人。

背景技术

[0002] 轮式地面移动机器人因为其运动速度快、运行平稳等特点而得到广泛的研究，现有两轮机器人车身不可变形，不便于存储、运输。如CN201710481450公开了一种两轮非同轴
自平衡移动机器人，其通过双飞轮陀螺效应控制一定负载的两轮自平衡移动机器人主体部
分能够自动保持平衡状态，具有一定抗冲击能力，能有效避开障碍物。但是由于其结构特
点，车身不可变形，过大的车身尺寸会影响其在狭窄路面上行进。

[0003] 如CN201811260025公开了一种两轮四足机器人，包括底盘，所述底盘的左右两侧分别设置有行走轮，行走轮包括轮支架、轮腿和轮腿驱动装置，其结构简单、操作方便、轮径
较大，可两轮行走，也可四足行走，腿长可调。但由于其行走轮的轮径较大且不可调整，占用
空间较大，不便于存储、运输。

发明内容

[0004] 本发明为了解决上述问题，提供了可折叠两轮移动机器人，其能够单自由度实现折展变形，可变形的车身和车尾是一体化的，车尾会和车身一起展开缩放，并根据不同轮距
调整长度，车身机构变形有两个极限位置，且调整范围大，折叠时便于存储、运输，展开后，
可通过车身机构变形调整两个尾部变形杆之间的夹角大小，使得摄像机处于不同的方向，
便于对周围环境进行观察，具有良好的推广意义。

[0005] 为了实现上述发明目的，本发明的技术方案为：

[0006] 可折叠两轮移动机器人，包括：摄像机、车身变形机构、左车轮、右车轮；

[0007] 所述车身变形机构由左轮杆、第一三叉车身杆、第一尾部变形杆、第二尾部变形杆、第二三叉车身杆、右轮杆、第一车身变形杆、支撑套筒、第二车身变形杆组成。

[0008] 左轮杆左侧设有第一安装孔，两端设有第二安装孔、第三安装孔；右轮杆右侧设有第一安装孔，两端设有第二安装孔、第三安装孔；第一三叉车身杆为三叉形状，三个端部设
有第一叉支安装孔、第二叉支安装孔、第三叉支安装孔，中心设有中心安装孔；第二三叉车
身杆为三叉形状，三个端部设有第一叉支安装孔、第二叉支安装孔、第三叉支安装孔，中心
设有中心安装孔；第一尾部变形杆、第二尾部变形杆、第二车身变形杆两端分别开有一个安
装孔；第一车身变形杆两端和中部分别开有一个安装孔。

[0009] 左轮杆的第三安装孔与第一三叉车身杆的第一叉支安装孔转动连接，第一三叉车身杆的第二叉支安装孔与第二尾部变形杆一端安装孔转动连接，第二尾部变形杆另一端安
装孔与第一尾部变形杆一端安装孔转动连接，第一尾部变形杆另一端安装孔与第二三叉车
身杆的第二叉支安装孔转动连接，第一三叉车身杆的第三叉支安装孔与第一车身变形杆一
端安装孔转动连接，第一车身变形杆另一端安装孔与右轮杆的第二安装孔转动连接，右轮
杆的第三安装孔与第二三叉车身杆的第三叉支安装孔转动连接，第二三叉车身杆的第一叉
支安装孔与第二车身变形杆一端安装孔转动连接，第二车身变形杆另一端安装孔与左轮杆
的第二安装孔转动连接，第一三叉车身杆的中心安装孔与第二三叉车身杆的中心安装孔通
过支撑套筒转动连接。

[0010] 进一步地，所述左车轮包括车轮、车轮驱动电机；车轮中心有一个安装孔；车轮安装孔与车轮驱动电机输出轴固定连接；右车轮与左车轮结构和尺寸完全相同。

[0011] 进一步地，摄像机底部与第一车身变形杆中部安装孔固定连接，车轮驱动电机右侧与左轮杆左侧的第一安装孔固定连接，右车轮的连接方式与左车轮完全相同并且关于车
身变形机构对称。

[0012] 进一步地，所述第一三叉车身杆包括第一三叉车身杆第一杆、第一三叉车身杆第二杆、第一三叉车身杆第三杆；所述第二三叉车身杆包括第二三叉车身杆第一杆、第二三叉
车身杆第二杆、第二三叉车身杆第三杆。

[0013] 其中，第一三叉车身杆第一杆与第二车身变形杆之间相互平行；第一三叉车身杆第二杆与第一尾部变形杆之间相互平行；第一三叉车身杆第三杆与右轮杆之间相互平行；
第二三叉车身杆第一杆与左轮杆之间相互平行；第二三叉车身杆第二杆与第二尾部变形杆
之间相互平行；第二三叉车身杆第三杆与第一车身变形杆之间相互平行。

[0014] 定义：

[0015] 本申请中“中部”理解为连杆的中心点位置。

[0016] 本申请“最大极限位置”理解为第一尾部变形杆与第二尾部变形杆之间的夹角为0°。

[0017] 本申请“最小极限位置”理解为第一尾部变形杆与第二尾部变形杆之间的夹角为138°。

[0018] 本发明的有益效果为：

[0019] 一般的两轮机器人车身不可变形，本申请的两轮机器人能够单自由度实现折展变形，可变形的车身和车尾是一体化的，车尾会和车身一起展开缩放，并根据不同轮距调整长
度，且有两个极限位置，通过调整车身变形机构的变形位置，能够改变两个尾部变形杆之间
的夹角大小，使得摄像机处于不同的方向，便于对周围环境进行观察，折叠后也便于储存、
运输。

附图说明

[0020] 图1为车身变形到一般位置时的示意图；

[0021] 图2为车身变形机构示意图；

[0022] 图3为左轮杆示意图；

[0023] 图4为右轮杆示意图；

[0024] 图5为第一三叉车身杆示意图；

[0025] 图6为第二三叉车身杆示意图；

[0026] 图7为左车轮示意图；

[0027] 图8为可折叠两轮移动机器人变形过程示意图；

[0028] 其中：A:摄像机；

[0029] B:车身变形机构，B‑1：左轮杆、B‑2：第一三叉车身杆、B‑3：第一尾部变形杆、B‑4：第二尾部变形杆、B‑5：第二三叉车身杆、B‑6：右轮杆、B‑7：第一车身变形杆、B‑8：支撑套筒、
B‑9:第二车身变形杆；

[0030] C1:左车轮，C1‑1：车轮、C1‑2：车轮驱动电机。

具体实施方式

[0031] 下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施
例。

[0032] 参见图1所示，可折叠两轮移动机器人，包括：摄像机A、车身变形机构B、左车轮C1、右车轮C2。

[0033] 参见图2所示，所述车身变形机构B由左轮杆B‑1、第一三叉车身杆B‑2、第一尾部变形杆B‑3、第二尾部变形杆B‑4、第二三叉车身杆B‑5、右轮杆B‑6、第一车身变形杆B‑7、支撑
套筒B‑8、第二车身变形杆B‑9组成；

[0034] 左轮杆B‑1左侧设有第一安装孔B‑1‑1，两端设有第二安装孔B‑1‑2、第三安装孔B‑1‑3；右轮杆B‑6右侧设有第一安装孔B‑6‑1，两端设有第二安装孔B‑6‑2、第三安装孔B‑6‑3；
第一三叉车身杆B‑2为三叉形状，三个端部设有第一叉支安装孔B‑2‑1、第二叉支安装孔B‑
2‑2、第三叉支安装孔B‑2‑3，中心设有中心安装孔B‑2‑4；第二三叉车身杆B‑5为三叉形状，
三个端部设有第一叉支安装孔B‑5‑1、第二叉支安装孔B‑5‑2、第三叉支安装孔B‑5‑3，中心
设有中心安装孔B‑5‑4；第一尾部变形杆B‑3、第二尾部变形杆B‑4、第二车身变形杆B‑9两端
分别开有一个安装孔；第一车身变形杆B‑7两端和中部分别开有一个安装孔；

[0035] 左轮杆B‑1的第三安装孔B‑1‑3与第一三叉车身杆B‑2的第一叉支安装孔B‑2‑1转动连接，第一三叉车身杆B‑2的第二叉支安装孔B‑2‑2与第二尾部变形杆B‑4一端安装孔转
动连接，第二尾部变形杆B‑4另一端安装孔与第一尾部变形杆B‑3一端安装孔转动连接，第
一尾部变形杆B‑3另一端安装孔与第二三叉车身杆B‑5的第二叉支安装孔B‑5‑2转动连接，
第一三叉车身杆B‑2的第三叉支安装孔B‑2‑3与第一车身变形杆B‑7一端安装孔转动连接，
第一车身变形杆B‑7另一端安装孔与右轮杆B‑6的第二安装孔B‑6‑2转动连接，右轮杆B‑6的
第三安装孔B‑6‑3与第二三叉车身杆B‑5的第三叉支安装孔B‑5‑3转动连接，第二三叉车身
杆B‑5的第一叉支安装孔B‑5‑1与第二车身变形杆B‑9一端安装孔转动连接，第二车身变形
杆B‑9另一端安装孔与左轮杆B‑1的第二安装孔B‑1‑2转动连接，第一三叉车身杆B‑2的中心
安装孔B‑2‑4与第二三叉车身杆B‑5的中心安装孔B‑5‑4通过支撑套筒B‑8转动连接。

[0036] 参见图3所示，所述左轮杆B‑1左侧设有第一安装孔B‑1‑1，两端设有第二安装孔B‑1‑2、第三安装孔B‑1‑3。

[0037] 参见图4所示，所述右轮杆B‑6右侧设有第一安装孔B‑6‑1，两端设有第二安装孔B‑6‑2、第三安装孔B‑6‑3。

[0038] 参见图5所示，所述第一三叉车身杆B‑2为三叉形状，三个端部设有第一叉支安装孔B‑2‑1、第二叉支安装孔B‑2‑2、第三叉支安装孔B‑2‑3，中心设有中心安装孔B‑2‑4；其包
括第一三叉车身杆第一杆B‑2‑Ⅰ、第一三叉车身杆第二杆B‑2‑Ⅱ、第一三叉车身杆第三杆B‑
2‑Ⅲ。

[0039] 参见图6所示，所述第二三叉车身杆B‑5为三叉形状，三个端部设有第一叉支安装孔B‑5‑1、第二叉支安装孔B‑5‑2、第三叉支安装孔B‑5‑3，中心设有中心安装孔B‑5‑4；其包
括第二三叉车身杆第一杆B‑5‑Ⅰ、第二三叉车身杆第二杆B‑5‑Ⅱ、第二三叉车身杆第三杆B‑
5‑Ⅲ。

[0040] 参见图7所示，所述左车轮C1包括车轮C1‑1、车轮驱动电机C1‑2；车轮C1‑1中心有一个安装孔；车轮C1‑1安装孔与车轮驱动电机C1‑2输出轴固定连接；右车轮C2与左车轮C1
结构和尺寸完全相同。

[0041] 参见图8所示，可折叠两轮移动机器人变形过程示意图，图8(a)‑图8(d)的运动顺序为本发明向最小极限位置变化的示意图，图8(d)‑图8(a)的运动顺序为本发明向最大极
限位置变化的示意图。

[0042] 摄像机A底部与第一车身变形杆B‑7中部安装孔固定连接，车轮驱动电机C1‑2右侧与左轮杆B‑1左侧的第一安装孔B‑1‑1固定连接，右车轮C2的连接方式与左车轮C1完全相同
并且关于车身变形机构B对称。

[0043] 第一三叉车身杆第一杆B‑2‑Ⅰ与第二车身变形杆B‑9之间相互平行；第一三叉车身杆第二杆B‑2‑Ⅱ与第一尾部变形杆B‑3之间相互平行；第一三叉车身杆第三杆B‑2‑Ⅲ与右
轮杆B‑6之间相互平行；第二三叉车身杆第一杆B‑5‑Ⅰ与左轮杆B‑1之间相互平行；第二三叉
车身杆第二杆B‑5‑Ⅱ与第二尾部变形杆B‑4之间相互平行；第二三叉车身杆第三杆B‑5‑Ⅲ
与第一车身变形杆B‑7之间相互平行。由此左轮杆B‑1、第一三叉车身杆第一杆B‑2‑Ⅰ、第二
三叉车身杆第一杆B‑5‑Ⅰ、第二车身变形杆B‑9构成平行四边形，第一尾部变形杆B‑3、第二
尾部变形杆B‑4、第一三叉车身杆第二杆B‑2‑Ⅱ、第二三叉车身杆第二杆B‑5‑Ⅱ构成平行四
边形，第一三叉车身杆第三杆B‑2‑Ⅲ、第二三叉车身杆第三杆B‑5‑Ⅲ、右轮杆B‑6、第一车身
变形杆B‑7构成平行四边形。

[0044] 工作过程：调整两个尾部变形杆之间的夹角大小，可以改变两轮机器人车身变形机构的变形位置，从而改变摄像机朝向，便于对周围环境进行全方位观察，当车身处于最小
极限位置时,体型收缩到一定范围内，便于储存、运输。

[0045] 以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本
发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修
改均落入本发明的保护范围。