[发明专利]一种轮径可变的半步态软体机器人小车

权利要求书

1.一种轮直径可变的半步态软体机器人小车，其特征在于：所述小车包括带支架的空心轮毂、柔性脚、轴承、轴承座、绕线槽、细钢丝绳、空转槽、花键、花键槽、塔形弹簧、端盖、步进电机、推拉式电磁铁、固定架、柔性杆，前部连接件、后部连接件和控制模块；

其中轴承一、第一个轴承座、绕线槽以步进电机回转中心线为中心，第一个轴承座套在轴承一上，有轴承一的那一端靠近步进电机，绕线槽用胶粘接在第一个轴承座远离步进电机的那一端上，上述连接结构构成内侧回转部件；将内侧回转部件以轴承一外端面对步进电机前端面的方式固定在步进电机转轴上；四根细钢丝绳一端固定在绕线槽外侧的步进电机转轴上，另一端从绕线槽侧面的四个孔分别引出；将空转槽粘接在绕线槽远离步进电机的那一侧端面上；将花键固定在步进电机转轴上使得花键靠近步进电机那一侧的端面与空转槽远离步进电机那一侧的端面在同一平面上；花键槽、轴承座、轴承以步进电机回转中心线为中心，将花键槽套在花键上，将第二个轴承座不装轴承二的那一面粘接在花键槽远离步进电机的那一侧端面，将轴承二装入第二个轴承座内，上述连接结构构成外侧回转部件，将外侧回转部件安装在步进电机回转轴上，使花键槽装有花键的那一侧端面与空转槽远离步进电机那一侧端面贴合固定；塔形弹簧装在步进电机转轴尾部，端盖固定在步进电机转轴末端；上述连接构成回转部件；

所述轮直径可变的半步态软体机器人小车的车轮由柔性脚按一定角度粘接在带支架的空心轮毂的四个支架末端构成；将上述的回转部件装入到带支架的空心轮毂的空心轴上，使两侧的轴承端面与轮毂端面对齐，并使回转部件与带支架的空心轮毂相固定；将绕线槽引出的四根细钢丝绳分别固定在柔性脚上并靠近柔性脚与带支架的空心轮毂的连接处；上述连接结构构成一个轮径可变的车轮；

所述轮直径可变的半步态软体机器人小车的车架由柔性杆的首尾两端分别粘接在固定架连接杆的中点位置上构成；

所述轮直径可变的半步态软体机器人小车的轮径可变的车轮通过其中的步进电机固定在车架的固定架的槽中，限制其径向自由度；每个步进电机两侧各布置一个推拉式电磁铁，推拉式电磁铁与固定架之间用螺栓固定；步进电机的前后端面分别与推拉式电磁铁的推杆首尾两端固定；按照上述轮径可变的车轮与车架的连接方式，在车架的固定架上对称安装4个轮径可变的车轮；

所述轮直径可变的半步态软体机器人小车的控制模块分布在柔性杆与固定架连接点的两侧。

2.如权利要求1所述的一种轮直径可变的半步态软体机器人小车，其特征在于：所述轴承座、绕线槽、空转槽、花键槽的外径相同，且与带支架的空心轮毂的空心轴之间的连接为过盈配合，使固定能更加紧密。

3.如权利要求1所述的一种轮直径可变的半步态软体机器人小车，其特征在于：所述花键与花键槽之间为间隙配合，花键槽边缘做倒圆，使花键更容易进入键槽。

4.如权利要求1所述的一种轮直径可变的半步态软体机器人小车，其特征在于：所述柔性脚顶端的回转半径大于柔性脚与带支架的空心轮毂连接处的回转半径。

5.如权利要求1所述的一种轮直径可变的半步态软体机器人小车，其特征在于：通过前部连接件将推拉式电磁铁的推杆前端和步进电机的前端面连接固定，通过后部连接件将推拉式电磁铁的推杆末端和步进电机的后端面连接固定，使得步进电机能够随着推拉使电磁铁的推杆运动而发生轴向运动。

6.如权利要求1所述的一种轮直径可变的半步态软体机器人小车，其特征在于：小车正常行驶时，固定在步进电机转轴上的花键卡在花键槽中，电机转轴带动车轮旋转，实现机器人小车的运动；变换车轮直径时，给相应的推拉式电磁铁通电，利用推拉式电磁铁产生的拉力将步进电机向后拉出一段距离，使得花键退出花键槽，进入空转槽，步进电机转动时，轮子不转，步进电机的转轴转动，使细钢丝绳缠绕在转轴上，细钢丝绳拉动柔性脚，使柔性脚向车轮中心收拢，从而减小车轮半径；需要车轮直径变大时，步进电机反向转动，柔性脚产生恢复力，带动细钢丝绳一起伸展，轮子直径变大；轮子最大直径为柔性脚自然伸展时的直径，车轮直径变化完成后，通过推拉式电磁铁的复位弹簧和塔形弹簧使步进电机和推拉式电磁铁的推杆复位。