[发明专利]基于球面并联机构的轮腿式移动机器人

摘要

本发明涉及机器人领域，特别是一种基于球面并联机构的轮腿式移动机器人，解决了现有轮腿式机器人存在的机械结构非常复杂，控制方法复杂、返修率较高的问题，包括底盘和在底盘长度方向对称设置的轮腿系统，轮腿系统包括结构及规格完全相同的I号轮腿系统、II号轮腿系统、III号轮腿系统和IV号轮腿系统。本发明其腿部结构为两支链的球面并联机构，每条支链为RPR结构，因此其腿部末端可以在其末端球面上运动，满足了腿部运动的灵活性，且由于并联机构的引入大大提高了机器人的承载能力，采用多个离合器协调的工作模式，减少了电机数目，节约了成本，降低了控制难度。

主权项

一种基于球面并联机构的轮腿式移动机器人，包括底盘（1）和沿底盘（1）长度方向对称设置的四个结构及规格完全相同的轮腿系统，其特征在于：轮腿系统包括轮结构和腿部结构，腿部结构为两支链的球面并联机构且每条支链为RPR结构，轮腿系统包含I号轮腿系统（I）、II号轮腿系统（II）、III号轮腿系统（III）和IV号轮腿系统（IV），I号轮腿系统（I）包括I号电机（4），I号电机（4）装设在底盘（1）的电机槽内，I号电机（4）连接有减速器（5），减速器（5）固定在轴承座（2）上，轴承座（2）固定在底盘（1）上，减速器（5）的输出轴通过联轴器（3）连接有I号电磁离合器（24），I号电磁离合器（24）固定在离合器座（11）上，离合器座（11）固定在底盘（1）上，减速器（5）的输出轴在位于其与I号电磁离合器（24）的输入轴间连接有I号同步轮（6），I号电磁离合器（24）的输出轴上设置有II号同步轮（25），II号同步轮（25）通过IV号同步带（21）连接有VIII号同步轮（20）；I号同步轮（6）通过I号同步带（7）连接有III号同步轮（15），III号同步轮（15）两端的输出轴上分别连接有II号电磁离合器（9）和III号电磁离合器（17），II号电磁离合器（9）的输出轴上连接有IV号同步轮（8），III号电磁离合器（17）的输出轴上连接有V号同步轮（23），IV号同步轮（8）通过II号同步带（14）连接有VI号同步轮（13），VI号同步轮（13）固接在外轴（12）上，V号同步轮（23）通过III号同步带（18）连接有VII号同步轮（19），VII号同步轮（19）固接在中间轴（16）上，外轴（12）通过轴承和配套的轴承座固定在底盘（1）上，中间轴（16）装在外轴（12）内，且通过轴承和配套的轴承座与底盘（1）固定，外轴（12）与中间轴（16）间设置有润滑油，内轴（10）装在中间轴（16）内，中间轴（16）与内轴（10）间设置有润滑油，内轴（10）通过轴承和配套的轴承座与底盘（1）固定，且内轴（10）的一端与VIII号同步轮（20）连接，内轴（10）的另一端与轮胎（35）连接；外轴（12）末端连接有支撑杆一（33），支撑杆一（33）固接有II号电机（34），支撑杆一（33）铰接有连杆一（22），连杆一（22）的一端与II号电机（34）的电机轴固接，连杆一（22）的另一端固接有滑块一（26），滑块一（26）套设在圆弧腿一（27）上，中间轴（16）的末端固接有支撑杆二（32），支撑杆二（32）上固接有III号电机（31），支撑杆二（32）铰接有连杆二（30），连杆二（30）的一端与III号电机（31）的电机轴固接，连杆二（30）的另一端固接有滑块二（26a），滑块二（26a）套设在圆弧腿二（28）上，圆弧腿二（28）固接有行走腿（29），圆弧腿二（28）和行走腿（29）的连接处与圆弧腿一（27）的端部铰接。