[發明專利]輪-履復合式移動機器人

有效

• 申請號: 201711307104.7
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107891918B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 王憲倫;何臣;侯振國;秦然
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B62D55/02
• 分類號: B62D55/02
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團代

本發明為一種新型的輪?履復合式移動機器人，可用于野外偵查和特種作業，由兩個前輪腿系統，機身，后輪腿系統，左右履腿系統四部分組成。三個車輪具有獨立的驅動轉向結構，使機器人移動更加靈活。兩個獨立的前輪腿系統中的腿機構使用平行四連桿結構，且裝有扭轉彈簧的特殊模式轉換系統與機身相連，機器人在越障時，前輪腿系統可以隨地形起伏在一定范圍內被動上下擺動，對地形具有良好的適應性，保證車輪在越障時始終與地面間的良好接觸，提高越障通過能力；同時，依靠模式轉換系統，兩個前輪腿系統可以由被動擺動轉變為在一定范圍內的主動擺動，可以用來輔助翻越障礙及調整車身的重心高低位置，提高其對豎直高臺類障礙的翻越能力與移動穩定性。

技術領域：

本發明涉及一種機器人，具體涉及一種能夠在非結構化地形下機動行駛，具有較高機動性，較高越障性和較高的自適應性的輪-履復合式移動機器人。

背景技術：

隨著社會的發展，機器人技術的成熟，機器人已經不只被期望用于工業環境中進行勞動生產，在其他方面如軍事、水下探測、空間探測、搶險救災、核工業等領域都需要能夠在非結構化環境下完成作業任務的機器人。因此對能夠在非結構化環境下積極適應并靈活移動的“特種機器人”的研究越來越受到各個國家的一致重視。

現有移動機器人的移動機構主要分為四類：輪式、腿式、履帶式、復合式(如輪腿式、輪履式等)。任何一種移動機構在特定的環境中都具有其獨特的優勢，但也存在一些自身無法克服的不足和缺陷。相比較之下，復合式移動機器人較只具有單一類型移動機構的機器人具有更好的環境適應性，但目前各國的復合式移動機器人受本身結構的限制，越障性能并非理想，因此積極開展對復合移動機構的創新及研究工作具有重要意義。

發明內容：

本發明克服現有技術的不足，所要解決的技術問題是提供一種能夠在非結構化地形下機動行駛，具有較高機動性，較高越障性和較高的自適應性的輪-履復合式移動機器人。

本發明采取的技術方案是：一種輪-履復合式移動機器人，機器人系統采用對稱結構，主要由兩個前輪腿系統，機身，后輪腿系統，左右履腿系統，四部分組成。在相對平坦且較硬的地面上移動時，主要考慮其機動性能與移動靈活性，要求機器人移動機構移動速度快，轉向靈活，能夠實現原地360度旋轉且移動控制簡單；為提高其移動的隱蔽性與行駛及轉向的平穩性，應要求車體重心盡量降低。在通過沼澤、沙地等松軟地面時，要求保證一定的移動速度的同時具有良好的通過性，避免因車輪陷入地面所受摩擦阻力過大而不能移動的狀況，因此要求機器人移動機構具有較小的接地比壓與良好的牽引性能。在通過崎嶇路面時，要求良好通過性能，因此機器人結構與地面間應具有較高的離地間隙，同時為了協調上述所提“車體重心盡量降低”設計要求，則移動機器人應具有能夠主動調整自身重心高低的優良懸架結構，以滿足通過崎嶇路面時，每個輪子都能與地面進行良好接觸，傳遞充足動力要求的同時保證移動機器人具有較好的移動平順性，為搭載的儀器設備提供較平穩的搭載平臺，利于保證偵查質量。與相似尺寸類型的機器人相比較，具有較強的垂直臺階的翻越能力，同時為保證良好的隱蔽性，要求結構簡單，體積小，重量輕。而翻越豎直臺階的能力往往與機器人本身的結構尺寸密切相關，設計了一套整體協作機動的翻越策略。

本發明的有益效果為：可以在復雜、非結構化環境下作業，具有很好的靈活性、幾何通過性、越障性、抗傾覆性、行駛平順性等特性。輪-履復合式移動機構兼有輪式移動結構和履帶式移動機構的優點，具有較強環境適應性，在相對平坦且較硬的地面上移動時，具有良好的機動性能與移動靈活性；在通過沼澤、沙地等松軟泥濘地面時，保證一定的移動速度的同時具有良好的通過性和牽引性能；在通過崎嶇路面時，具有良好通過性能而且具有較強的垂直斷面翻越能力，同時保證良好的隱蔽性，要求結構簡單，體積小，重量輕。

附圖說明：

圖1為本發明輪-履復合式移動機器人的整體裝配圖；

圖2為本發明輪-履復合式移動機器人的整體裝配圖；

圖3為本發明輪-履復合式移動機器人的轉向驅動機構的結構示意圖；