[發明專利]輪腿機構、腿部機構、輪腿機構控制方法及機器人

在審

• 申請號: 202111615631.0
• 申請日: 2021-12-27
• 公開（公告）號: CN114212162A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 范聰;韓子勇;劉輝;秦也辰;劉春桃
• 申請（專利權）人: 北京理工大學前沿技術研究院;北京理工大學
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028;F16F15/06
• 代理公司: 北京君慧知識產權代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 吳紹群

本申請公開了一種機器人輪腿機構，輪腿機構的腿部包括：上安裝部；小腿支架安裝有行走輪，小腿支架具有連接部和延長臂；小腿驅動件轉動連接于上安裝部；大腿支架一端轉動連接于上安裝部，另一端形成下安裝部，下安裝部與小腿支架的連接部轉動連接；連接桿一端連接小腿驅動件，另一端連接小腿支架的延長臂，連接桿形成有抵接部；鎖止件安裝于大腿支架，且鎖止件在連接桿的移動方向上具有多個安裝位置；彈性件兩端連接鎖止件與抵接部，彈性件能夠在抵接部與位于安裝位置的鎖止件之間儲存彈性勢能，并釋放彈性勢能以驅動連接桿相對鎖止件移動。其可以在多種運動模式下切換，結構簡單，可自由切換高度，具有良好的高速行駛穩定性。

技術領域

本申請涉及機器人技術領域，具體涉及一種輪腿機構、腿部機構、輪腿機構控制方法及機器人。

背景技術

地面行走機器人的運動方式分為輪式、足式、履帶式以及復合式等，以適應不同的工作環境。其中，輪足式機器人是一款集輪式機構與四足行走機構于一體的能在較復雜地形環境下行走運動的機器人，該機器人將輪式行走和四足行走兩種運動形式相結合，前者適于平坦地面的輪式快速移動，后者適于較復雜地面(如廢墟)上或越障時的四足行走。

但是，現有的輪足式機器人輪式狀態下高速行駛穩定性較差，且現有的輪足式機器人通常采用多個氣缸、液壓裝置等，導致輪足式機器人尤其是其腿部結構復雜，同時由于結構復雜導致非常不利于輪足式機器人的形態根據不同環境進行調整。因此，研究一種結構簡單且能夠方便快速地調整，而且高速行駛時穩定性高的機器人是本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

為了解決上述機器人腿部結構復雜，高速行駛穩定性差，無法快速適應不同的工作環境的技術問題，本申請提供了一種機器人輪腿機構，其結構簡單，且能夠較為靈活快捷地更改輪腿機構的高度，以適應不同的工作環境，在以車模式高速行駛時具有良好的穩定性。

為了解決上述機器人使用時存在的問題，本申請提供了一種機器人，該機器人可以在多種運動模式下切換，以適應不同的使用環境，結構簡單，可自由切換高度，具有良好的高速行駛穩定性。

為實現上述目的，本申請提供一種機器人輪腿機構，所述輪腿機構包括腿部和安裝于所述腿部的行走輪，所述腿部包括：安裝件，其能夠安裝于機器人本體，所述安裝件包括能夠相對所述機器人本體轉動的上安裝部；大腿支架，其一端連接于所述上安裝部，另一端形成下安裝部；小腿支架，其安裝有所述行走輪，所述小腿支架具有轉動連接于所述下安裝部的連接部，且所述小腿支架在所述連接部背離所述行走輪的一側形成延長臂；小腿驅動件，其連接于所述上安裝部；連接桿件，其一端連接所述小腿驅動件，另一端連接所述延長臂，所述小腿驅動件能夠驅動所述連接桿件在所述大腿支架的延伸方向上移動，以帶動所述小腿支架繞所述下安裝部轉動，所述連接桿件形成有抵接部；限位組件，包括限位件和鎖止件，所述限位件與所述大腿支架沿所述連接桿件的延伸方向移動配合，所述鎖止件能夠將所述限位件鎖止固定在所述大腿支架；彈性件，其兩端分別連接所述限位件和所述抵接部，所述彈性件能夠在所述抵接部與位于所述限位件之間儲存彈性勢能，并釋放彈性勢能以驅動所述連接桿件相對所述限位件移動。

在機器人輪腿機構的可選的實現方式中，所述鎖止件包括沿所述連接桿件的移動方向延伸的第一鎖止條、第二鎖止條、帶動所述第一鎖止條和所述第二鎖止條相向或相背移動的驅動部，所述限位件具有位于所述第一鎖止條和所述第二鎖止條之間的限位部，所述驅動部能帶動所述第一鎖止條和所述第二鎖止條相向移動鎖止所述限位部或相背移動松開所述限位部。

在機器人輪腿機構的可選的實現方式中，所述第一鎖止條和所述第二鎖止條均設置為齒條，所述限位部為嚙合在兩個齒條之間的齒輪。限位部限位部限位部

在機器人輪腿機構的可選的實現方式中，所述限位件包括阻尼缸，所述連接桿件為滑動連接于所述阻尼缸的活塞桿，所述阻尼缸外側形成有止檔部，所述彈性件設置于所述止檔部與所述抵接部之間。限位部