[實用新型]一種三輪足式串并混聯機器人

有效

• 申請號: 201220133929.8
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN202593676U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 艾青林;樓勇亮;陳教料
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028;B25J5/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

技術領域

本實用新型屬于多足步行機器人領域，尤其是涉及一種三輪足式串并混聯機器人機構。

技術背景

目前國內外機器人的行走機構按移動方式可以分為輪式、腿式、履帶式等。然而，它們各自都存在著相應的缺陷，輪式結構速度快，控制靈活，但越障能力有限。腿式結構適應能力強，觀賞性也好，但能耗大，控制復雜，且不適于對靈活性、快速性要求高的場合。履帶式移動機器人重量大，能耗高等。

發明內容

為了克服移動行走機器人不能兼顧結構簡單、靈活性和快速性的不足，本實用新型提出了一種在簡化結構的同時，具有良好的靈活性和快速性的三輪足式串并混聯機器人。

為了解決上述技術問題提出的技術方案為：

一種三輪足式串并混聯機器人，所述三輪足式串并混聯機器人包括運載平臺、電池、控制系統、攝像頭和3個6自由度的輪足組合式運動支鏈，所述運載平臺上安裝電池、控制系統和攝像頭，在所述運載平臺下方安裝所述輪足組合式運動支鏈，所述輪足組合式運動支鏈包括偏航關節、偏航關節支架、上俯仰關節、大腿、中俯仰關節、中俯仰關節支架，上橫滾關節、小腿、下俯仰關節、下俯仰關節支架、下橫滾關節、動力輪支架和動力輪，所述偏航關節與所述運載平臺下方固定連接，所述偏航關節安裝在偏航關節支架上方，所述偏航關節支架側邊安裝上俯仰關節，上俯仰關節與大腿上端固定連接，所述大腿下端與中俯仰關節連接，所述中俯仰關節安裝在中俯仰關節支架上，所述中俯仰關節支架與下橫滾關節連接，所述下橫滾關節與小腿上端連接，所述小腿下端與下俯仰關節連接，所述下俯仰關節安裝在下俯仰關節支架上，所述下俯仰關節支架與下橫滾關節連接，所述下橫滾關節與動力輪支架連接，所述動力輪支架上安裝動力輪。

進一步，所述偏航關節、上俯仰關節、中俯仰關節、上橫滾關節、下俯仰關節、下橫滾關節均采用旋轉關節，所述旋轉關節包括關節外殼、左端輸出軸承、左端蓋、絕對編碼器固定套筒、絕對編碼器、輸出法蘭、波發生器橢圓塞、波發生器軸承、柔輪、鋼輪、固定架、鍵、輸入法蘭、行星輪變速器、套筒、直流伺服電機、制動器、增量編碼器、增量編碼器固定套筒、右端輸出軸承和右端蓋；絕對編碼器通過絕對編碼器固定套筒定位于絕對編碼器底座，關節外殼通過左端輸出軸承與絕對編碼器底座可轉動連接，關節外殼同時通過螺釘與固定架固接，固定架通過螺栓固接諧波減速器的鋼輪，諧波減速器的柔輪通過螺栓與輸入法蘭固接在一起，輸出法蘭與波發生器橢圓塞用螺釘相接，而行星輪變速器的輸出軸通過鍵與輸出法蘭連接，套筒通過螺栓分別與輸入法蘭和增量編碼器底座固定連接，所述行星輪變速器、直流伺服電機、制動器和增量編碼器位于套筒內，制動器與增量編碼器連接，直流伺服電機輸出軸一端與制動器連接，直流伺服電機輸出軸另一端與行星輪變速器連接，關節外殼與右端蓋通過右端輸出軸承轉動連接，增量編碼器通過增量編碼器固定套筒定位并固定在右端蓋內。

再進一步，所述的運載平臺每邊的夾角為60°，運載平臺呈正三角形狀。

本實用新型的技術構思為：由于現有的輪式、腿式、履帶式機構都有優缺點，如果將其中的2種或是多種結構相結合，發揮各自的優勢，彌補彼此的不足，就可以使機器人的行走性能得到很大的改善。

三輪足式串并混聯機器人具有剛度大、承載能力強、運動形式靈活、體積伸縮比大、越障及爬陡坡能力強、多功能作業等特點。這使得該機器人具有廣闊的軍事與太空作業用途，適合在月球或者火星表面等復雜環境中，協助甚至替代宇航員執行太空探險任務。因此，研究三輪足式串并混聯機器人對于開發新結構多足步行機器人，拓寬多足步行機器人的應用領域具有重要的理論與工程意義。

本實用新型具有的有益的效果是：

1.本實用新型提供的新型三輪足式串并混聯機器人機構的工作空間比單一的輪式、腿式、履帶式機構的要大的多，可以完成大空間范圍的越障、翻越陡坡及其他任務；

2.本實用新型的新型三輪足式串并混聯機器人機構的各運動支鏈的“小腿”可以折疊進“大腿”里，“大腿”則沿著運載平臺三角形各邊方向排列，這種結構使得整個機器人都收縮至運載平臺三角形范圍之內，這種體積收縮比大的特點使得三輪足式串并混聯機器人雖然關節部件數量眾多，但收縮之后的體積卻不大，非常便于攜帶，特別適合于內部空間有限的航天器的停放與運載；

3.新型三輪足式串并混聯機器人機構還具有其他多種功能。運載平臺內側安裝電池和電腦控制器，可控制機器人運動，并對機器人各關節電機供電。