[发明专利]一种轮腿结构的机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了一种轮腿结构的机器人及其控制方法。该机器人包括机身，机身上设有旋转的连接轴，连接轴与车轮连接，机身上设有旋转的套杆，连接轴与套杆之间设有离合器，套杆与机械腿连接。该控制方法中，机器人正常行驶时，通过独立驱动机构带动连接轴、车轮运动；当机器人遇到难以跨越的障碍物时，控制离合器闭合，此时机械腿随连接轴一同转动，实现机械腿的旋转运动，通过各机械腿与车轮的配合，完成越障行为。本发明的有益效果：面对障碍物时，利用腿部结构与车轮协同运行越过障碍；当自身出现重心偏移、机身被卡住或侧翻时，通过调整支撑机构的伸缩推杆，及时恢复正常行驶姿态；当处于相对平坦的路面时，使用车轮实现高速行驶，提高作业效率。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体为一种轮腿结构的机器人及其控制方法。

背景技术

随着科学技术的发展，机器人在各个领域发挥着越来越重要的作用。目前常见的复杂地形作业机器人有轮式机器人、履带式机器人、腿式机器人。其中轮式机器人具有速度快、效率高、运动噪声低等优点。但越障能力差、地形适应能力差、转弯半径大，在复杂环境中难以运行。与轮式机器人相比，履带式机器人越障能力较强、地形适应能力强，可原地转向。但速度较慢、效率低、运动噪声过大。腿式机器人对地形的适应性较强，腿部具有多个自由度，运动的灵活性也更强，可以通过调节腿的长度调整重心，因此不易翻倒，稳定性更高。但腿式机器人结构设计与控制系统比较复杂，运动速度较慢。目前市面上常见的轮腿式机器人通常将轮与腿结合，结构复杂且不稳定。

由于工作现场的环境恶劣，极端环境遥操作机器人的精准运维面临诸多困难。遥操作机器人的计算与存储等资源严重受限，难以提供强大的算力支持；远程集中运维手段无法实现快速响应。

为有效解决小算力与大数据、慢传输与快响应的突出矛盾，可构建云边协同的分布式运维技术体系，充分发挥云端计算资源丰富、边缘计算响应实时的特点，实现优势互补。达到精准运维、精准控制的目的。如何控制轮腿式机器人在复杂地形执行任务与掌握机器人部件状态信息，是当前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种轮腿结构的机器人及其控制方法，解决了现有轮腿式机器人结构复杂且不稳定的问题。

本发明将机械腿与车轮分别安装，通过离合器实现机械腿与车轮的独立控制，在平坦路面使用车轮运动，遇到障碍物时通过机械腿与车轮配合翻越障碍物，同时机械腿与车轮的连接轴中安装伸缩推杆，可以在轮腿式机器人失去重心或发生侧翻等情况下提供支撑，使机器人恢复正常行驶状态。针对复杂地形下资源配置不充分问题，可通过云边协同技术，实现有限资源的合理开发应用。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种轮腿结构的机器人，包括机身，机身上设有旋转的连接轴，连接轴与车轮连接，机身上设有旋转的套杆，连接轴与套杆之间设有离合器，套杆与机械腿连接。

进一步的，所述的机身的四角均设有车轮、机械腿和连接轴。

进一步的，所述的机械腿的末端为弯曲状，机械腿的中部设有镂空结构。

进一步的，所述的连接轴与独立驱动机构连接。

进一步的，所述的独立驱动机构为驱动电机，驱动电机的输出端与连接轴连接。

进一步的，所述的套杆套设在连接轴上。

进一步的，所述的离合器包括内接触板和外接触板，内接触板设在连接轴上，外接触板设在套杆上，内接触板与外接触板相对设置，外接触板与电磁阀连接。

进一步的，所述的连接轴与轴向伸缩机构连接。

进一步的，所述的轴向伸缩机构包括伸缩电机，伸缩电机与伸缩推杆连接，伸缩推杆的两端分别连接两侧的连接轴。