[發(fā)明專利]一種可變形輪腿式機器人在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010786906.6 | 申請日： | 2020-08-07 |
| 公開（公告）號： | CN111976860A | 公開（公告）日： | 2020-11-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉超;譚稀岑 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京交通大學(xué) |
| 主分類號： | B62D57/028 | 分類號： | B62D57/028 |
| 代理公司： | 北京市誠輝律師事務(wù)所 11430 | 代理人： | 楊帥峰 |
| 地址： | 100044 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 變形 輪腿式 機器人 | ||
一種基于四桿機構(gòu)的可變形輪腿式機器人由四單元模塊1、電機1、四單元模塊2、電機2和機身組成，四單元模塊1、電機1、四單元模塊2、電機2與機身固定連接，電機1通過聯(lián)軸器驅(qū)動四單元模塊1運動，電機2通過聯(lián)軸器驅(qū)動四單元模塊2運動。機器人具有輪式和輪式兩種移動模式，電機1和電機2分別驅(qū)動四單元模塊1和四單元模塊2的移動，輔助電機幫助輪腿單元越過奇異位置，通過變形提高機器人的適應(yīng)能力。機器人既具有越障及攀爬能力，也能夠在結(jié)構(gòu)化路面上快速穩(wěn)定的移動。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種可變形輪腿式機器人，具體涉及一種由基于四桿機構(gòu)的運動特點的變胞輪腿式機構(gòu)構(gòu)成的地面移動機器人。
背景技術(shù)
目前，輪腿式機器人由于其既具有輪式的穩(wěn)定快速靈活的運動特點，還具有足式的高越障性的特點，成為機器人領(lǐng)域的研究熱點，被廣泛應(yīng)用于地形探測、軍事偵查和災(zāi)難救援等領(lǐng)域。
中國專利CN 108995728 A公開了“一種高機動輪足復(fù)合機器人”，它采用同一個結(jié)構(gòu)形狀即可實現(xiàn)足式模式高抬腿和輪式模式的高速滾動功能，設(shè)計并利用推桿形狀作為輪子四分之一外輪廓，通過電機驅(qū)動四個輪腿結(jié)構(gòu)的機架相對轉(zhuǎn)動，組成整個輪子的外輪廓，進而實現(xiàn)輪足運動模式的切換。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有足式機器人具有良好的地形適應(yīng)能力和越障能力，但其移動速度較慢，移動過程噪音大；輪式機器人在結(jié)構(gòu)化路面上移動速度快，噪音小，移動過程穩(wěn)定靈活，但地形適應(yīng)能力較差，越障性能較差，為結(jié)合輪式機器人和足式機器人的優(yōu)點，進而提出一種可變形輪腿式機器人。
本發(fā)明的技術(shù)方案：設(shè)計一種可變形輪腿式機器人，其特征在于該機器人包括四單元模塊1、電機1、四單元模塊2、電機2和機身；所述的四單元模塊1、電機1、四單元模塊2、電機2與機身固定連接；所述的電機1通過聯(lián)軸器驅(qū)動四單元模塊1運動；所述的電機2通過聯(lián)軸器驅(qū)動四單元模塊2運動；所述的四單元模塊1包括輪腿單元1、輪腿單元2、輪腿單元3、輪腿單元4和四單元模塊機身；所述的輪腿單元1、輪腿單元2、輪腿單元3輪腿單元4與四單元模塊機身進行機械連接實現(xiàn)四單元模塊1的裝配；所述的四單元模塊機身包括固定軸1、同步帶、輸入軸、固定軸2、傳動軸1、機身殼體和傳動軸2；輸入軸與傳動軸1和傳動軸2通過同步帶實現(xiàn)帶傳動；輪腿單元1包括曲柄桿、曲柄輪、推桿連接塊、推桿、接頭足、輔助桿、輔助電機和變形桿；曲柄桿與曲柄輪固定連接，曲柄桿一端與傳動軸2固定連接，曲柄桿另一端與推桿連接塊一端以轉(zhuǎn)動副的形式連接，推桿連接塊另一端與推桿一端固定連接，推桿另一端與接頭足一端固定連接，且與輔助桿一端以轉(zhuǎn)動副的形式連接，輔助桿另一端與輔助電機輸出軸固定連接，變形桿一端與輔助電機固定連接，變形桿另一端與固定軸1固定連接；輪腿單元2與輪腿單元1機械結(jié)構(gòu)相同；輪腿單元4包括曲柄桿1、曲柄桿2、推桿連接塊、推桿、接頭足、輔助桿、輔助電機和變形桿；曲柄桿1與曲柄桿2固定連接，曲柄桿1一端與傳動軸2固定連接，曲柄桿1另一端與推桿連接塊一端以轉(zhuǎn)動副的形式連接，其余結(jié)構(gòu)的連接方式與輪腿單元1相同；輪腿單元3與輪腿單元4機械結(jié)構(gòu)相同。
所述的曲柄輪為圓形截面的平板結(jié)構(gòu)，中心設(shè)有通孔，用于與曲柄桿和傳動軸2連接，其輪轂上設(shè)有通孔，用于與推桿連接塊相連接；
所述的推桿連接塊橫截面為矩形，一端設(shè)有與曲柄輪或曲柄桿2相連接的通孔，另一端設(shè)有安裝槽，用于與推桿固定連接；
所述的接頭足橫截面為矩形，一端設(shè)有與推桿固定連接的安裝槽和與變形桿鉸接的通孔。
所述的推桿和輔助電機幫助機器人實現(xiàn)輪式運動模式和足式運動模式切換，當(dāng)輔助桿和變形桿共線且推桿處于原長時，輔助電機鎖定，機器人處于足式運動模式，當(dāng)變形桿和機身平行且推桿處于伸長狀態(tài)即此時輪腿單元為雙曲柄結(jié)構(gòu)時，固定軸鎖定，機器人處于輪式運動模式，其鎖定方式可采用電磁鎖等機械結(jié)構(gòu)或手動鎖定的方式。
所述的電機1和電機2分別驅(qū)動四單元模塊1和四單元模塊2的移動，輔助電機幫助輪腿單元跨越奇異位置，通過控制電機的旋轉(zhuǎn)方向，實現(xiàn)機器人前進、后退和轉(zhuǎn)向。
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