[发明专利]一种变形机器人

说明书

本发明涉及一种变形机器人，属于机器人技术领域，其特征在于：一种变形机器人，由运动机构、变形机构、执行电机和机身组成，可在四足、四轮、双足、双轮之间切换。所述运动机构是四个四连杆机构，作为机器人的肢体，其轮式与足式的切换依靠执行电机驱动的四连杆机构实现；所述变形机构由五个合页机构组成；所述机身的站立与趴俯通过执行电机驱动机器人腰部合页机构的旋转运动和与后肢相连执行电机的驱动实现；四足与双足的切换依靠机身的站立与趴俯实现；另外，该机器人还可以通过安装于肢体与机身之间的合页机构使肢体发生横向摆动，从而使机器人实现横向运动。本发明可以实现多种运动方式的切换，提高了其运动灵活性与实用性。

技术领域

本发明涉及一种变形机器人，特别是可实现从四足、四轮机器人到双足、双轮机器人的变化，属于机器人技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展和时代的进步，越来越多的具有自主性和智能性的机器人技术也涌现了出来。功能日益完备的机器人的出现，使得很多产业可以利用机器人来进行生产和作业，尤其对于一些高危工作来说，可以优先考虑让机器人去代替人工。于是，越来越多的研究者着眼于研究具有多种运动方式的机器人，使得同一机器人可以适应于更复杂的工作环境和更加广泛的领域。

目前国内外机器人的移动方式主要有轮式、足式、履带式、轮足式等。相对来说，轮式机器人可以在平坦的地面上实现快速移动，足式机器人可以在比较复杂的地面上移动，而轮足式机器人可以通过变换成为轮式机器人或足式机器人，实现更多的功能，如专利[201210101127.3]提出了一种六轮足式串并混联机器人，该机器人共有六只腿，每个腿底部各有一个可以旋转的轮子，该轮子既可以作为腿式结构的足，又可作为轮式结构的轮，但是并不能实现轮子和腿的平稳过渡；专利[200810056851.2]提出了一种轮足两用式移动机器人，该机器人采用轮腿结合的运动模式，通过安装于机身两侧的四条结构相同的且同时具有轮、足两用功能的腿来实现机器人轮式与足式的切换；专利[202010226879.7]提出了一种具有双足/四轮/四足运动模式的可重构机器人，可以通过改变驱动关节的关节运动量以及驱动方式实现机器人在双足、双轮、四足三种运动模式之间的切换。本发明着眼于发明一种结构简单、控制方便、成本低廉的变形机器人，以拓宽机器人的应用领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变形机器人，具有四种运动方式：四足、四轮、双足和双轮，并且可以在这些运动方式之间进行切换。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种变形机器人，由运动机构、变形机构、执行电机和机身组成。所述运动机构是四个四连杆机构，作为机器人的肢体，所述四连杆机构包含两个形状、大小相同的带有直杆段的圆弧面连杆和两个形状、大小相同的简单圆弧面连杆，两个带有直杆段的圆弧面连杆的直杆端铰接在一起，该铰接点作为整个四连杆机构中心点，通过皮带与两个所述执行电机相连接，两个带有直杆段的圆弧面连杆的圆弧端分别与两个简单圆弧面连杆的一端铰接，两个圆弧面连杆的另一端铰接在一起，通过控制执行电机动作驱动四连杆机构发生变形，使其转换为轮式或足式结构，以实现机器人不同运动方式的切换；所述变形机构由五个合页机构组成，其中四个合页机构分别安装在机器人的运动机构与所述机身相连的地方，并由执行电机驱动，通过执行电机驱动使合页发生旋转来实现机器人运动机构的横向摆动，第五个合页机构安装在机身的腰部位置并与执行电机相连，通过执行电机驱动使机器人前后肢靠近或远离以实现机器人重心的前后移动，从而使机器人的站立或趴俯动作更易实现；所述执行电机总共有十三个，包括驱动前肢运动的执行电机，驱动后肢运动的执行电机和驱动腰部合页机构运动的执行电机，它们共同协作实现上述功能，使机器人实现变形从而适应不同的工作环境。

本发明的有益效果是，结构简单轻便，而且易于控制、成本低廉，可以通过简单四连杆机构的变形和机器人机身的趴俯与站立，使机器人实现变形。

附图说明

图1为本发明变形机器人呈四轮运动方式时的结构示意图。

图2为本发明变形机器人呈双轮运动方式时的结构示意图。