[实用新型]六轮/腿半球形外壳探测机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于星球探测设备领域，特别涉及一种适用于星球探测的六轮/腿半球形外壳探测机器人。

背景技术

随着星球探测领域研究的不断兴起，对不同运动形式，能够更好的适应复杂探测环境的机器人有着越来越广泛的需求。探测机器人必须对复杂地形要有很好的适应性，还要具有稳定高速的行驶能力。当前领域内研究有关星球探测机器人多以轮式探测车为主，如勇气号火星探测车等，也有部分以步行运动和履带式运动的探测机器人，按运动形式区分，目前主要有这三种运动形式，这三者皆有其自身的优点，但也存在运动形式单一的缺点，轮式机构越障能力差，步行机构运动速度缓慢，控制复杂，履带式运动磨损快，由于这些缺陷的存在，大大降低了探测机器人对各种不同复杂环境的适应能力。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是，针对当前已知技术中轮式探测车对复杂地貌适应能力差、现有的足式步行探测机器人运动速度慢、控制较复杂等诸多不足之处，就要提出改进的方案，本实用新型的目的是提供一种六轮/腿半球形外壳探测机器人，该探测机器人可根据实际的地形地貌改变自身运动方式以适应复杂的特殊环境，综合了多足稳定性好、步行适应性强、轮式行驶速度快等多方面优点，实现优势互补。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种六轮/腿半球形外壳探测机器人，包括本体和连接在本体上的运动机构，其特征在于：所述的本体包括上、下底盘，位于上端的视觉机构以及半球形外壳，其中上、下底盘由平行放置的两层圆形盘式结构组成，该构件夹层内设置有供机器人运动的能源模块，在上下底盘之间圆周边缘平均分布有作为运动机构的六支轮/腿结构；位于上底盘中部设有支撑负载的隔层支撑构件，该支撑构件固定着可升降的所述视觉机构，该视觉机构的周向旋转和俯仰运动的由三个锥齿轮相互啮合的组件。通过两个主动锥齿轮的同向和异向旋转，带动第三个齿轮上下俯仰和周向旋转，该组件则与视觉元件连接实现功能；半球形本体外壳结构可以将机器人驱动器、控制器以及部分传感器密闭于其内部，实现保护作用以抵抗恶劣的外部环境；半球形本体外壳表面布满太阳能电池，不需要转动角度来接收光能，在相同体积下拥有最大的接收面积。

所述运动机构由六支轮/腿状运动结构共同组成，该结构为同时具有腿、轮式运动的混合机构，各轮、腿相互独立，腿部具有在水平和竖直方向扭转的各个关节，腿部末端轮与步行的足有共同的旋转轴，可以实现轮式运动及步行运动等各种运动方式，通过步行的足的旋转收放实现运动形式的改变。

所述视觉机构的锥齿轮组，包括两个同向异向旋转的主动锥齿轮和俯仰及周向旋转的第三个锥齿轮。

六组运动机构其运动关节采用模块化设计，所述腿部各关节，每个关节都由一个电机带动一对锥齿轮啮合，传递关节在空间中的转动速度和角度，实现运动姿态的改变。

在六条腿中有两条具有操作臂的功能，可以实现较复杂的探测操作。如搬运物体，拆装零部件等。

概括而言，运动机构由6组结构基本相同且相互独立的腿轮式的混合机构组成。所述的腿各关节，每条腿具有4个转动关节，自上而下分别为①横摆关节，②髋关节，③膝关节，④踝关节。

该机器人中的视觉机构，在非工作状态下该机构可以收缩在机器人本体内部，在工作状态下可以升出本体；三个锥齿轮中两个由电机控制的主动锥齿轮，通过同向和异向转动带动第三个锥齿轮精确实现圆周运动和俯仰运动。当机器人以轮式运动进行前进时，足旋转收起，此时同轴的轮与地面接触，六组轮腿结构通过横摆关节控制，形成三前三后的布局，通过对轮的运动控制完成轮式运动。

此外，机器人还可以实现轮腿混合式的运动，腿的运动同时带动轮子的运动，如滑旱冰的运动方式。

还可在车身上安装附属设施，进行特殊环境下的操作。本实用新型的有益效果是：

1、可通过改变机器人不同的运动方式来适应特殊环境

在探测车行进过程中，会遇到各种复杂特殊的地形地貌，如遇地势崎岖时，一般轮式探测车则无法通过，类似的在完成较大范围的探测任务时，步行机器人由于其运动缓慢，降低了工作效率，而本实用新型实现了在一个机器人本体上的运动机构具备了同时适合各种不同工作环境的能力。本实用新型有着很好的适应性和通过性，本实用新型的机器人本体的高低也可通过大小腿的俯仰折叠进行调节，当腿全部伸展时，有着很好的通过性和越障性。

2、便于运输和储存