[发明专利]一种中间腿足机构及其轮足式机器人

说明书

本发明公开了一种中间腿足机构及其轮足式机器人，包括旋转执行器、大腿杆、小腿杆和足，旋转执行器设置于车体上，旋转执行器与大腿杆上端连接，大腿杆的下端与小腿杆的上端铰接，足与小腿杆的下端连接，旋转执行器与大腿杆之间连接有主动推拉机构，大腿杆与小腿杆之间连接有滑移推拉机构。本发明为机器人提供支撑，协助机器人行走越障，提高机器人的通过性和稳定性。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种中间腿足机构及其轮足式机器人。

背景技术

随着时代的发展与进步，多足机器人的可靠性和灵活性使得其被广泛地应用于诸多领域。其中四足机器人在多足机器人中占据重要地位，四足机器人弥补了两足机器人缺乏一定平稳特征和负载性的缺点，同时又防止了六足、八足机器人结构繁琐，控制困难的问题。因此四足机器人的探索和发展可以产生重大的社会效用和内涵，而目前四足机器人本身也存在着一些问题，如平稳性不足六足、八足机器人，因此通过性也存在一定的缺陷。为解决此问题，本专利提出一种中间腿足机构，为机器人提供各个方向的支撑，辅助机器人行走越障，提高四足机器人的稳定性、负载性和通过性，同时不影响高度运动时的步态，相对六足机器人降低了一定的控制难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种中间腿足机构及其轮足式机器人，为机器人提供支撑，协助机器人行走越障，提高机器人的通过性和稳定性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种中间腿足机构及其轮足式机器人，包括旋转执行器、大腿杆、小腿杆和足，旋转执行器设置于车体上，旋转执行器与大腿杆上端连接，大腿杆的下端与小腿杆的上端铰接，足与小腿杆的下端连接，旋转执行器与大腿杆之间连接有主动推拉机构，大腿杆与小腿杆之间连接有滑移推拉机构。

按照上述技术方案，旋转执行器包括安装盘、安装法兰和关节电机，关节电机固设于车体上，关节电机的输出端与安装盘连接，安装法兰与安装盘连接固定，大腿杆的一端与安装法兰铰接，关节电机驱动安装盘及安装法兰带动大腿相对车体旋转。

按照上述技术方案，主动推拉机构为主动推拉杆，主动推拉杆的一端与安装法兰铰接，另一端与大腿杆铰接。

按照上述技术方案，滑移推拉机构包括主动丝杆滑台和刚性杆，主动丝杆滑台固设于大腿杆上，刚性杆的一端与主动丝杆滑台上的滑台铰接，另一端与小腿杆铰接。

按照上述技术方案，主动丝杆滑台的丝杆与大腿杆的长度方向平行。

按照上述技术方案，大腿杆包括两个平行的大腿板，两个大腿板的两端通过连杆相互连接，主动推拉机构和滑移推拉机构均布置于两个大腿板之间。

按照上述技术方案，足通过销轴与小腿杆铰接，足的横截面为半圆形或扇形，足的弧形外表面布置有防滑纹路橡胶。

一种轮步式机器人，包括以上所述的中间腿足机构。

按照上述技术方案，所述的轮步式机器人还包括整车控制器和传感器，主动推拉机构为主动推拉杆，滑移推拉机构为主动丝杆滑台，整车控制器分别与传感器、主动推拉杆和主动丝杆滑台连接，所述的中间腿足机构布置于机器人车体的前端和后端，机器人车体的四角布置有腿轮。

按照上述技术方案，当机器人处于平坦的道路需要快速通过时，所述的中间腿足机构选择中腿收起模式通过，当处于复杂路面上时，所述的中间腿足机构选择中腿协助行走模式通过，当遇到壕沟、垂直障碍等需要越障的情况时，所述的中间腿足机构选择中腿协助越障模式通过，当处于有较大侧倾坡度的路面时，所述的中间腿足机构选择中腿支撑模式通过；

中腿收起模式下，主动推拉杆和主动丝杆滑台运动到一定位置，足离地，大腿杆倾斜，小腿杆平行于地面；