[發明專利]履帶?腿足復合式移動機器人

在審

• 申請號: 201710252742.7
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN106892011A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 榮學文;溫剛;周軍;馬昕;李貽斌;宋銳;李彬
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B62D55/065
• 分類號: B62D55/065;B62D57/028
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發明涉及一種履帶與腿足相結合的復合式移動機器人，屬于移動機器人技術領域。

背景技術

履帶式移動機器人在平坦路況下移動迅速而平穩，能量利用效率高，節省能量；也能夠在起伏不平的路況或諸如沙地，泥地，陡坡等路況下行駛，應用范圍廣。如CN101780817A公開的《煤礦井下危險區域探測機器人平臺》。

雖然該機器人所用履帶的構形可以根據地形條件和作業要求進行適當變化，但是在面對樓梯，石堆，樹枝這些有較高障礙物的地方，穿行比較困難或者無法穿行。而四足機器人是最佳的多足機器人形式，具有適應復雜地形、運動靈活和越障能力強等方面的巨大優勢，能夠較好地通過復雜崎嶇的環境。

發明內容

為克服現有履帶式機器人技術中的不足，本發明提出一種履帶-腿足復合式移動機器人，該機器人可根據具體地形變換機構構型，具備履帶式行進和足部輔助越障運動模式。

為了實現上述目的，本發明的履帶-腿足復合式移動機器人采用以下技術方案：

該機器人，包括履帶行走單元，在履帶行走單元的前部兩側以及后部兩側均安裝有大腿輔助越障單元，每條大腿輔助越障單元上連接一個小腿輔助越障單元。

所述大腿輔助越障單元，包括大腿軸、大腿部和大腿驅動機構，大腿軸安裝在履帶行走單元的殼體上，大腿軸的一端與大腿驅動機構連接，大腿軸的另一端上安裝有大腿，大腿的兩端均安裝有滾輪，兩個滾輪之間連接輔助履帶。大腿驅動機構包括安裝在所述殼體內的電機以及與電機連接的減速器。

所述小腿輔助越障單元，包括小腿驅動機構、回轉軸和小腿，小腿驅動機構和回轉軸安裝在大腿上，小腿驅動機構和回轉軸上分別安裝有相嚙合的輸出齒輪和傳動齒輪，小腿安裝在回轉軸上。所述小腿的下部連接有防滑足部。

履帶行走單元可以采用現有各種履帶式移動機器人。常規履帶行進模式下，大腿可輔助越障，小腿可以收縮不用，靠兩側主履帶行進；大腿伸展輔助越過較低的障礙物；小腿參與的模式下可以變為四足運動的模式。兩側大小腿都有獨立的動力系統驅動，可以在控制系統的控制下，獨立擺動，幫助越過障礙或者像四足一樣行進。

本發明在常規履帶式機器人的基礎上增加了四條大腿和小腿，大小腿可以輔助越障，既可以用傳統履帶的模式行進，也可以在越障時采用四足的模式輔助越障，既保留了履帶式機器人的行進速度平穩性和能量效率，又增加了足式機器人的高通過能力。

附圖說明

圖1是本發明履帶-腿足復合式移動機器人的立體結構示意圖，該圖同時反映足式移動模式。

圖2是本發明中大腿輔助越障單元的結構示意圖。

圖3是本發明中小腿輔助越障單元的結構示意圖。

圖4是本發明的履帶行進模式示意圖。

圖中：1.履帶行走單元，2.大腿輔助越障單元，3.小腿輔助越障單元，4.主履帶，5.正壓殼體，6.前驅動輪，7.前輪空心軸，8.左主履帶驅動機構，9.右主履帶驅動機構，10.大腿軸，11.左前大腿驅動機構，12.右前大腿驅動機構，13.大腿，14.輔助履帶，15.小腿驅動電機，16.輸出齒輪，17.傳動齒輪，18.回轉軸，19.小腿，20.防滑足部。

具體實施方式

如圖1所示，本發明的履帶-腿足復合式移動機器人，包括履帶行走單元1，在履帶行走單元1的前部兩側以及后部兩側均安裝有大腿輔助越障單元2，每條大腿輔助越障單元2上連接一個小腿輔助越障單元3。

履帶行走單元1可以采用現有各種履帶式移動機器人，如CN101780817A公開的《煤礦井下危險區域探測機器人平臺》?！睹旱V井下危險區域探測機器人平臺》的行走單元如圖2所示，包括前驅動輪6和后輪(圖中未畫出)，兩個前驅動輪6分別安裝在兩個前輪空心軸7上，兩個前輪空心軸7分別設置于正壓殼體5的前端兩側，兩個后輪通過安裝軸安裝于正壓殼體5的后端兩側，前驅動輪6與后輪之間連接有主履帶4(參見圖1)。正壓殼體5內部安裝有驅動兩個前輪空心軸7轉動的左主履帶驅動機構8和右主履帶驅動機構9，兩個前輪空心軸7與相應的驅動機構之間通過同步帶傳動連接。左主履帶驅動機構8和右主履帶驅動機構9通過同步帶驅動前輪空心軸7及其上的前驅動輪6，進而驅動左右兩側主履帶4運動。左主履帶驅動機構8和右主履帶驅動機構9均由驅動電機及與驅動電機連接的減速器構成。