[發明專利]關節履帶復合式仿生機器人

無效

• 申請號: 201110407400.0
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102627127A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 聶朝瑞;楊逢瑜;陳君輝;楊濤;楊文武;高興
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: B62D55/065
• 分類號: B62D55/065
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明涉及用于復雜地理環境下的機器人。

背景技術

探測機器人是能在保證能夠盡最大程度適應特定地形的情況下，對各種人類無法達到或者有危險進入的區域進行巡視和探測。一般在出現突發性災害等未知原因事故時，為防止第二次傷害事故而代替搜救探測人員第一時間探測事故發生地區的各種環境數據以方便營救人員順利展開下一步的各種營救工作。

發明內容

本發明的目的是提供一種關節履帶復合式仿生機器人。

本發明是關節履帶復合式仿生機器人，有四只大臂2，四個驅動輪11，四只小臂12，四個從動輪14，由由四只動力形式相同的動力單元組成，每個運動單元包括大臂2、小臂12、驅動輪11、從動輪14和小臂12外圍的履帶5，主電機17安裝在側架體3上，由主電機17在控制命令下驅動轉動的大臂2，主齒輪24安裝在動力電機8的動力輸出軸上，主齒輪24與從齒輪25嚙合，由從齒輪25驅動的驅動輪11，由驅動輪11帶動的履帶5，旋轉齒輪26安裝在旋轉電機7的輸出軸上，內齒環27與旋轉齒輪26嚙合，大臂2的末端嵌入特殊成型填料20，旋轉電機7和動力電機8安裝在填料20中，旋轉電機7和動力電機8中間的填料20中安裝有主軸21和軸承22，推力軸承23安裝在主軸21和填料20之中，設備艙19為機器人所載設備的艙室。

本發明裝置主要實現了將爬行機器人和履帶式機器人的特點有機地結合起來，使得機器人能夠翻越比自身驅動輪尺寸更高的障礙。利用傾角傳感器技術實現機器人箱體的自適應平衡控制，與此同時采用單片機技術實現各運動單元在運行時結合肢體關節的特定運動，可適應更加復雜的路面狀況。

附圖說明

圖1為本發明的關節履帶復合式機器人的主視圖，圖2為圖1中的A向視圖，圖3為圖1的俯視圖，圖4為圖1中的B-B向剖視圖；

附圖標記及對應名稱為：1：正架體，2：大臂，3：側架體，4：減重孔，5：履帶，6：角度編碼器，7：旋轉電機，8：動力電機，9：驅動輪孔，10：旋轉方向，11：驅動輪，12：小臂，13：柔性連接鍵，14：從動輪，15：齒輪箱，16：大臂連接鍵，17：主電機，18：角度傳感器，19：設備艙，20：填料，21：主軸，22：軸承，23：推力軸承，24：主齒輪，25：從齒輪，26：旋轉齒輪，27：內齒環。

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3所示，本發明的關節履帶復合式仿生機器人，有四只大臂2，四個驅動輪11，四只小臂12，四個從動輪14，由由四只動力形式相同的動力單元組成，每個運動單元包括大臂2、小臂12、驅動輪11、從動輪14和小臂12外圍的履帶5，主電機17安裝在側架體3上，由主電機17在控制命令下驅動轉動的大臂2，主齒輪24安裝在動力電機8的動力輸出軸上，主齒輪24與從齒輪25嚙合，由從齒輪25驅動的驅動輪11，由驅動輪11帶動的履帶5，旋轉齒輪26安裝在旋轉電機7的輸出軸上，內齒27與旋轉齒輪26嚙合，大臂2的末端嵌入特殊成型填料20，旋轉電機7和動力電機8安裝在填料20中，旋轉電機7和動力電機8中間的填料20中安裝有主軸21和軸承22，推力軸承23安裝在主軸21和填料20之中，設備艙19為機器人所載設備的艙室。

如圖1、圖2、圖3所示，主體由四套運動單元構成，運動單元由大臂2和小臂12組成，大臂2和小臂12之間的連接部分由一套行星齒輪箱15構成，大臂2和小臂12在機械布局上的運動是獨立的，都是受控于機器人的控制系統。小臂12的驅動輪11和齒輪箱15是一體式的，旋轉電機7為小臂12提供旋轉動力，動力電機8為驅動輪11提供轉動動力，小臂12的驅動輪11帶動履帶5運動，當轉換成為仿生爬行運動時，履帶5變為靜止。齒輪箱15內部為兩組傳動機構，分別為小臂12和驅動輪11提供動力，二者的動力為平行傳輸，其中內齒環27和齒輪箱15固定連接，旋轉齒輪26與內齒環27為小臂12的旋轉提供動力，主齒輪24與從齒輪25為履帶5提供動力。

本發明關節履帶復合式仿生機器人具有多種運動方式：

輪式運動：機器人所行走的路面較為平坦時，機器人在控制指令下達后在主電機17的調節下將大臂2調節到一定角度，然后將小臂12上擺，四個驅動輪11著地。這時機器人每個動力單元的驅動輪11的履帶5與地面接觸成一條線，等效于輪式行走。在這種模式下因為減少了驅動系統和地面的摩擦力，并且可以靈活實現前進、后退、轉向、原地轉彎等機動動作。因此可以節省機器人能源消耗，以實現機器人的長距離快速高效的運動要求。