[發明專利]一種多行走方式輪腿式機器人

有效

• 申請號: 201810249773.1
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108327812B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 李奇敏;張夢平;張治成;趙祥凱
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 孔祥超

本發明公開了一種多行走方式輪腿式機器人，包括前后左右分布的四個輪腿裝置，四輪腿裝置連接在同一機身上；輪腿裝置與機身鉸接，兩側輪腿裝置對稱設置，后方的兩輪腿裝置之間具有收納前方兩輪腿裝置的空間；機身呈可收折的折疊結構，以通過機身收折縮減前后輪腿之間軸距；機身上還連接有用于收折和展開的變形驅動裝置。優選，該變形驅動裝置呈曲柄連桿結構，并利用曲柄連桿的兩個死點狀態實現對機身兩個狀態的鎖緊。本發明的有益效果是，通過機身的折疊變形，實現四足運動、雙足運動以及輪式移動之間的相互切換，使機器人具有較強的運動能力，復雜地形適應性好，方便通過臺階、溝壑等地形，且平坦路面移動性能優越，應用環境適應能力強。

技術領域

本發明涉及一種機器人，特別是一種多行走方式輪腿式機器人。

背景技術

隨著移動機器人技術的不斷成熟與發展，其應用也越來越廣泛，在工程探險、反恐防爆、軍事偵察災難搜救、星際探測等領域將會得到更廣泛的應用。移動性能是移動機器人的一個重要特性，單一的行走方式在地形等方面受到一定的限制。如傳統的輪式機器人、腿式機器人和履帶式機器人等在移動性能方面除了自身具備的特點外，仍存在較大的局限性。為使移動機器人具有更好的移動性以及實用性，研制具有較強環境適應能力和機動性的多行走方式的輪腿式機器人成為移動機器人領域研究的熱點。此外，多行走方式的輪腿式機器人在國內外也得到了廣泛的研究和發展。由于大多數輪-腿機器人自由度多并且結構復雜，行走方式較為單一，不僅各個關節協調控制復雜，而且對多變環境的適應性能較差。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供一種多行走方式輪腿式機器人，該機器人具有輪式四足結構和可變形機架，通過機架變形實現四足行走、雙足行走以及輪式行走運動方式的切換。從而具備三種行走方式的優異特性，極大提高對多變環境的適應能力要求。以充分發揮四足行走方式越障能力強，復雜地形適應性好，適合機器人在凹凸不平的崎嶇地形行走工作、雙足行走方式更適合機器人上下臺階、跨越溝壑等地形；以及輪式移動控制靈活，平坦路面性能較為優越，可使機器人獲得較大的移動速度等優異特性。

為實現前述目的，本發明采用如下技術方案。

一種多行走方式輪腿式機器人，包括前后左右分布的四個輪腿裝置，四輪腿裝置連接在同一機身上；所述輪腿裝置與所述機身鉸接，兩側輪腿裝置對稱設置，后方的兩輪腿裝置之間具有收納前方兩輪腿裝置的空間；所述機身呈可收折的折疊結構，以通過機身收折縮減前后輪腿之間軸距；機身上還連接有用于收折和展開的變形驅動裝置。

采用前述技術方案的本發明，由于機器人前后左右分布的四個輪腿裝置，四輪腿裝置連接在同一機身上；因此，該機器人具有普通四腿機器人的四足行走方式，其越障能力強，復雜地形適應性好，適合機器人在凹凸不平的崎嶇地形行走工作。同時，四腿呈輪腿結構，還具備輪式移動功能，其控制靈活，平坦路面性能優越，可使機器人獲得較大的移動速度。并通過折疊結構機身和左右輪腿的對稱設置，以便根據需要對機身進行折疊收折，并分別通過對兩前腿和兩后腿的一致性控制，以及前后腿的協調性控制，從而形成兩足機器人結構，實現雙足行走方式，以更加適合上下臺階、跨越溝壑等復雜地形運行。從而可實現多種行走方式切換，滿足復雜多變地形的不同行走方式需求，達到一機的多場景應用目的。

優選的，所述機身包括橫向設置的主軸，主軸兩端分別設有兩個相互鉸接的支撐桿，兩個支撐桿形成一側的機身縱梁，四個支撐桿的自由端分別與對應的輪腿裝置鉸接；同一機身縱梁的兩個支撐桿之間形成有用于兩個極限位置限位的限位結構，兩個極限位置限位結構分別用于機身縱梁展開成水平狀態和收折成豎直狀態的兩個極限位置限制；變形驅動裝置具有通過支撐桿和/或通過主軸驅動機身縱梁收折或展開變形的結構。以便通過變形驅動裝置驅動主軸或第一支撐桿，或者同時對二者綜合協調驅動，使主軸和第一支撐桿轉動，利用輪腿裝置四足觸地時第一支撐桿與輪腿裝置鉸接點高度不變的特性，使主軸軸線高度發生變化，實現支撐桿轉動，達到機身縱梁展開和收折目的；并在收折或展開至極限位置時停頓在極限位置狀態，實現四足變兩足或恢復四足狀態目的。