[發(fā)明專利]一種適用于全地形路況的輪步式機器人足端機構(gòu)

有效

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• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112298397B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐琳;張毓振;張鴻洋;戴訓;韓承冷;張任旭;李路航;蘭兆剛;吳佳俊;曹小宇;張文斌;侯振民
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 樂綜勝

本發(fā)明公開了一種適用于全地形路況的輪步式機器人足端機構(gòu)，包括足身外殼、輪步轉(zhuǎn)換機構(gòu)和足底腳爪，輪步轉(zhuǎn)換機構(gòu)設(shè)置于足身外殼上；足底腳爪包括腳爪和輪體，輪體通過主銷軸設(shè)置于足身外殼的下端連接，輪體與腳爪的一端連接，腳爪的另一端與輪步轉(zhuǎn)換機構(gòu)連接，輪步轉(zhuǎn)換機構(gòu)帶動腳爪及輪體繞主銷軸轉(zhuǎn)動。本發(fā)明實現(xiàn)全地形路況的輪步式機器人在復雜地形穩(wěn)定行進。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于全地形路況的輪步式機器人足端機構(gòu)。

背景技術(shù)

機器人在防災救援、反恐救援等許多領(lǐng)域具備很好的應(yīng)用前景，其中足式機器人在承載能力以及穩(wěn)定性等方面具有較大的優(yōu)勢，其研制工作一直受到國內(nèi)外的重視，然而足式機器人卻存在行進速度較慢的問題，而傳統(tǒng)的輪式機器人，采用輪式行進的方式具備較快的行進速度。

輪步式機器人具備能同時在快速反應(yīng)以及輕松越障兩類功能間輕松切換，不過在應(yīng)用于救援以及軍事用途時，常常需要面對復雜的地形，比如在沙漠，碎石地以及面對一些較陡的山坡時，常見的通過直接將車輪作為足底機構(gòu)的輪步機器人就無法完美應(yīng)對，因此通過輪步切換裝置通過改變足底結(jié)構(gòu)，從而在面對復雜地形時具備優(yōu)秀的地形適應(yīng)能力以及抓地力，在需要快速行進時切換為輪式足底機構(gòu)加速行進，是機器人領(lǐng)域需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供了一種適用于全地形路況的輪步式機器人足端機構(gòu)，實現(xiàn)全地形路況的輪步式機器人在復雜地形穩(wěn)定行進。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種適用于全地形路況的輪步式機器人足端機構(gòu)，包括足身外殼、輪步轉(zhuǎn)換機構(gòu)和足底腳爪，輪步轉(zhuǎn)換機構(gòu)設(shè)置于足身外殼上；

足底腳爪包括腳爪和輪體，輪體通過主銷軸設(shè)置于足身外殼的下端連接，輪體與腳爪的一端連接，腳爪的另一端與輪步轉(zhuǎn)換機構(gòu)連接，輪步轉(zhuǎn)換機構(gòu)帶動腳爪及輪體繞主銷軸轉(zhuǎn)動；輪步轉(zhuǎn)換機構(gòu)帶動腳爪翹起或落下，實現(xiàn)腳爪的爪部與輪體之間的切換與大地接觸，當腳爪落下后，腳爪的爪部直接與大地接觸，能夠具備較大抓地力，當腳爪翹起后，腳爪的爪部離開大地，減小抓地力和阻力，使機器人具備快速行進的速度。

按照上述技術(shù)方案，輪步轉(zhuǎn)換機構(gòu)包括推拉組件和轉(zhuǎn)動片，推拉組件設(shè)置于足身外殼上，推拉組件與轉(zhuǎn)動片鉸接，轉(zhuǎn)動片的端部與腳爪鉸接。

按照上述技術(shù)方案，轉(zhuǎn)動片與腳爪之間連接有減震器。

按照上述技術(shù)方案，腳爪的個數(shù)有多個，分為前腳爪和后腳爪，每個腳爪均連接有一個輪體，各輪體通過主銷軸與足身外殼連接。

按照上述技術(shù)方案，轉(zhuǎn)動片的前端與前腳爪之間連接有前腳爪減震器，前腳爪減震器的一端通過銷軸與轉(zhuǎn)動片鉸接，前腳爪減震器的另一端通過銷軸與前腳爪鉸接；

轉(zhuǎn)動片的后端與后腳爪之間連接有后腳爪減震器，后腳爪減震器的一端通過銷軸與轉(zhuǎn)動片鉸接，后腳爪減震器的另一端通過銷軸與后腳爪鉸接。

按照上述技術(shù)方案，前腳爪的個數(shù)為兩個，后腳爪的個數(shù)1個，后腳爪布置于兩個前腳爪之間。

按照上述技術(shù)方案，腳爪與輪體連接成一體。

按照上述技術(shù)方案，推拉組件包括絲桿電機、電機軌道架、軌道和軌道滑塊，軌道沿豎向布置于足身外殼上，軌道滑塊設(shè)置于軌道上，絲桿電機設(shè)置于足身外殼上，絲桿電機通過絲桿與軌道滑塊連接，絲桿電機驅(qū)動絲桿帶動軌道滑塊沿軌道上下移動，軌道滑塊通過滑塊銷軸與轉(zhuǎn)動片鉸接。

按照上述技術(shù)方案，足身外殼上設(shè)有電機軌道架和絲桿座，絲桿電機和軌道均固設(shè)于電機軌道架上，絲桿通過絲桿座固設(shè)于足身外殼上。

按照上述技術(shù)方案，主銷軸的兩端與足身外殼套接，主銷軸的兩端均套設(shè)有橡膠輪緣，橡膠輪緣布置于主銷軸的最外端；足身外殼和各輪體均布置于兩個橡膠輪緣之間。