[發明專利]輪腿式越障機器人

有效

• 申請號: 201811289103.9
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109176461B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 張軍國;胡春鶴;黃鑫濤;閆浩
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B62D57/032;B62D57/028
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 趙志遠

本發明提供了一種輪腿式越障機器人，屬于移動機器人領域，其包括相連接的機架和輪腿機構；輪腿機構包括機架關節、機械臂轉向裝置、機械臂、輪體轉向裝置和輪體裝置；機械臂轉向裝置與機架關節轉動連接，機械臂一端與機械臂轉向裝置連接，另一端連接輪體轉向裝置，輪體裝置與輪體轉向裝置轉動連接，機械臂包括伸縮驅動裝置以及能夠折疊變形的四邊形機構，伸縮驅動裝置的固定端和伸縮端分別連接四邊形機構的對角線的兩端。利用機械臂轉向裝置能夠驅動機械臂水平轉動，利用輪體轉向裝置能夠驅動輪體裝置水平轉動，機械臂通過其自身的伸縮驅動裝置實現沿高度方向的運動，達到多個自由度的全方位行駛，具有良好的越障性能。

技術領域

本發明涉及移動機器人領域，具體涉及一種輪腿式越障機器人。

背景技術

機器人技術發展迅速，其中，移動機器人是目前機器人科學技術發展最活躍的領域之一。

隨著性能的不斷完善，移動機器人的應用范圍大為擴展，不僅在工業、農業、林業、醫療、服務等行業中得到廣泛的應用，而且在城市安全、國防和空間探索領域等有害與危險場合得到很好的應用。

根據移動方式來分，可將地面移動機器人分為輪式、履帶式、足式等。近年來各國研究者對輪腿復合式移動機器人進行了大量研究。

其中輪式機器人工作高速高效，但對應用場景要求較高，往往只適用于平坦路面；足式機器人越障性及復雜地形適用性較好，可用于巖石或土坡等環境，但其效率較低且控制結構復雜。因此，設計結合了輪式和足式兩種移動方式的輪腿復合式機器人，更加符合實際復雜環境的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種輪腿式越障機器人，用以解決現有技術存在的上述技術問題，能夠實現多個自由度的全方位行駛、具有良好的越障性。

基于上述目的，本發明提供的輪腿式越障機器人，包括：機架和輪腿機構；所述輪腿機構設置在所述機架的周側并與所述機架連接；

所述輪腿機構包括機架關節、機械臂轉向裝置、機械臂、輪體轉向裝置和輪體裝置；

所述機架關節與所述機架連接，所述機械臂轉向裝置與所述機架關節轉動連接，所述機械臂一端與所述機械臂轉向裝置連接，所述機械臂轉向裝置用以驅動機械臂水平轉動，所述機械臂另一端連接所述輪體轉向裝置，所述輪體裝置與所述輪體轉向裝置轉動連接，所述輪體轉向裝置用以驅動所述輪體裝置水平轉動；

所述機械臂包括伸縮驅動裝置以及能夠折疊變形的四邊形機構，所述伸縮驅動裝置的固定端和伸縮端分別連接所述四邊形機構的對角線的兩端，通過控制伸縮驅動裝置的伸縮量以調節四邊形機構的對角線長度，使得機械臂能夠沿高度方向運動。

上述技術方案中，利用機械臂轉向裝置能夠驅動機械臂水平轉動，利用輪體轉向裝置能夠驅動輪體裝置水平轉動，同時，機械臂通過其自身的伸縮驅動裝置能夠實現沿高度方向運動，達到多個自由度的全方位行駛，具有良好的越障性。

進一步的，所述輪腿機構設置四個，四個所述輪腿機構分別均布在所述機架周側。

進一步的，所述機械臂轉向裝置采用外轉子電機，所述外轉子電機的轉軸與所述機架關節連接，所述外轉子電機外殼與所述機械臂一端連接。

進一步的，所述四邊形機構包括關節連桿、輪體連桿、第一連桿和第二連桿；

所述關節連桿與所述機械臂轉向裝置的外殼連接，所述輪體連桿與所述輪體轉向裝置連接；

所述第一連桿和所述第二連桿位于所述關節連桿和所述輪體連桿之間，所述第一連桿位于所述第二連桿上方，所述第一連桿和第二連桿的兩端部分別通過銷軸與所述關節連桿和所述輪體連桿轉動連接，所述伸縮驅動裝置的固定端與所述關節連桿通過銷軸轉動連接，所述伸縮驅動裝置的伸縮端與所述輪體連桿通過銷軸轉動連接。