[发明专利]仿生轮足两用式机器人

说明书

技术领域

本发明属于机器人装置领域，尤其一种仿生轮足两用式机器人。

背景技术

移动机器人腿通常为同结构均布，无论是轮式还是关节式机器人，其各条腿的结构和尺寸通常相同，这样有利于设计及控制，也有利于模块化。但是在自然界中生物的腿虽然通常是对称分布的，但在不同位置上其腿的尺寸、结构及功能不尽相同。因此迫切需要一种结构简单、地形适应性强、功能多样的机器人结构。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种结构简单、地形适应性强、功能多样的仿生轮足两用式机器人。该机器人模仿哺乳动物腿部骨架、采用轮腿结合运动模式、模块化设计理念，保证机器人快速、灵活运动。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：仿生轮足两用式机器人，包括车身，其特征是在车身两侧对称设置有由大腿和小腿组成的前腿和后腿，所述前腿的大腿长度比小腿长，后腿的大腿长度比小腿短，所述大腿上分别设置有两个车轮，在车体内设置有第一级驱动电机，所述前腿和后腿的大腿和一个车轮分别与第一级驱动电机驱动轴相连，由离合器控制选择驱动第一大轮或大腿，在所述大腿上设置有第二级驱动电机，所述第二级驱动电机的驱动轴与大腿的另一车轮和小腿连接，由离合器控制选择驱动第二大轮或小腿；小腿末端设置有车轮，所述小腿末端车轮的直径小于大腿车轮的直径，在小腿末端的车轮上设置有电磁抱闸以控制其随转或止转。

所述大腿上设置的两个车轮的直径相同。

所述前大腿或后小腿的短连杆长度为前小腿或后大腿的长连杆长度的一半，小腿末端设置的车轮直径加大腿上设置的车轮直径及轮间间隙为所述的长连杆长度。

本发明的效果是：本发明中由车体和两条大腿长小腿短的前腿和两条大腿短小腿长的后退组成四腿机器人；四条腿的第一级动力由车体内输出与大腿相连，由离合器控制选择驱动第一大轮或大腿；第二级动力输入布置在大腿上与小腿相连，也有离合器控制选择驱动第二大轮或小腿；小腿末端的机器人足为一个被动小轮，有电磁抱闸控制其随转或止转。本发明的轮足两用式移动机器人腿部模仿哺乳动物腿骨结构。采用生物腿可折叠的特点设计各个关节比例，使短连杆长度为长连杆长度的一半，小轮直径加大轮直径及轮间间隙尺寸为长连杆长度，保证结构的紧凑性；同时考虑前腿作为姿态、方位控制，采用前大腿长、小腿短的结构，后退作为发力腿，为保证机器人快速前进，采用后大腿短、小腿长的结构。该机器人可以有紧凑型轮式、伸展型轮式、摆大腿轮式、关节式多种运动方式，结构紧凑，运动灵活，地面适应性强，且移动速度快，针对特殊地形变换运动姿态有利于降低能量损耗。采用轮足两用腿模块，既节省能耗及结构空间，又能使机器人具有快速组装、置换、修复等功能。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的离合器与大轮毂及长连杆连接部分局部剖视图；

图3为本发明的隐藏前左、后右腿及车壳后原理图的三维实体图

图4为本发明的伸展型轮式移动时的结构示意图；

图5为本发明的撑大腿轮式移动时的结构示意图；

图6为本发明的关节式移动时的结构示意图；

图7为本发明的关节式移动时的结构示意图。

图中：车身1、前左小腿2、前左大腿腿3、后左小腿4、后右大腿5、后右第二大轮6、后右第一大轮7、后右小轮8、前右第一大轮9、前右小轮10、前右第二大轮11、离合器第一从动片12、离合器主体13、离合器第二从动片14、第七轴承安装孔15、长连杆与离合器从动片连接螺纹孔16、内置摄像机17、前左第一电机安装座18、前左第一电机19、前左第一电机驱动器20、车内电池21、车载计算机22、后右第一变速器23、后右第一联轴节24、后右第一轴承25、后右第一轴承座26。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明。

图1中，仿生轮足两用式机器人，包括车身1，在车身的两侧分别设置有前左小腿2、前左大腿3、后左小腿4、后右大腿5、后右第二大轮6、后右第一大轮7、后右小轮8、前右第一大轮9、前右小轮10、前右第二大轮11。

图2中，离合器第一从动片12、离合器主体13、离合器第二从动片14、第七轴承安装孔15、长连杆与离合器从动片连接螺纹孔16、内置摄像机17。

图3中，前左第一电机安装座18、前左第一电机19、前左第一电机驱动器20、车内电池21、车载计算机22、后右第一变速器23、后右第一联轴节24、后右第一轴承25、后右第一轴承座26。