[发明专利]用于仿人机器人、多足步行机上的脚用轮式移动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种脚用轮式移动装置，具体涉及一种用于仿人机器人、多足步行机上的脚用轮式移动装置。 

背景技术

当今包括仿人机器人在内的腿式移动机器人研究技术中，诸如日本本田公司的ASIMO、日本通产省工业技术研究院的HRP2等机器人能够以最快6km/h的速度在平整地面稳定步行、爬楼梯，但在环境适应能力上仍然局限性很大。腿式移动机器人中，双足步行机和多足步行机(多足是指三足或三足以上)行走时，步行机的诸多关节需要至少十台电机驱动才能步行移动，因此步行机的本体在步行移动时耗能较大，尤其对于全自立型移动机器人，本体上搭载的直流电池等能量供给有限，可用时间短，为此，必须考虑在实现同样的移动条件下如何减小能量消耗。 

腿式移动机器人在不平整路面上步行移动时较轮式移动机器人在越障能力方面具有优越性。但在平整路面上，轮式移动较步行移动在速度方面具有易于提高的优势，轮式移动机器人的移动稳定性也较双足步行机器人(腿式移动机器人)好。因此，必须考虑如何弥补腿式移动机器人在平整路面上移动速度不如轮式移动机器人易于提高和稳定的问题。另处，腿式移动机器人关节多，驱动元件多，需要至少十台电机驱动各关节协调运动才能获得稳定步行移动，因此，实现快速稳定步行移动的控制较复杂。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于仿人机器人、多足步行机上的脚用轮式移动装置；以解决现有的仿人机器人、多足步行机等腿式移动机器人在平整路面上不易实现稳定快速移动、不易控制、在步行移动时耗能较大的问题。 

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：用于仿人机器人、多足步行机上的脚用轮式移动装置由移动方式转换机构和轮式移动机构和计算机控制系统组成，所述移动方式转换机构由导向立柱、升降板、支撑件、第一驱动电机、第一带轮、第一同步带、第二带轮、转动螺杆和螺母组成；所述轮式移动机构由第二电机、第三带轮、第二同步带、第四带轮、支撑轴和驱动轮组成；所述支撑件水平固设在脚外侧的上部，且所述支撑件位于脚外侧端面底部上设有的外沿的上方并与脚固接，升降板与螺母固接成一体，所述升降板套装在导向立柱上，导向立柱的一端安装在外沿上，导向立柱的另一端安装在支撑件上，转动螺杆与导向立柱平行设置，所述螺母套装在转动螺杆上，转动螺杆的一端安装在外沿上，转动螺杆的另一端安装在支撑件上，第一带轮安装在第一驱动电机的输出轴上，第一带轮通过第一同步带与第二带轮连接，第二带轮安装在转动螺杆穿出支撑件的端部上；第三带轮安装在第二电机的输出轴上，第三带轮通过第二同步带与第四带轮连接，第四带轮安装在支撑轴的一端上，驱动轮安装在支撑轴的另一端上，支撑轴穿出第四带轮的端部，支撑轴的外端安装在升降板上，支撑轴的内端安装在螺母上，计算机控制系统用来控制移动方式转换机构和轮式移动机构。

本发明的有益效果是：本发明的应用可使仿人机器人(双足)、多足步行机实现在步行方式与轮式移动方式之间进行切换，进而实现仿人机器人、多足步行机在平整路面上稳定快速移动，而且易于控制。本发明采用少数的几个电机就可以驱动整个仿人机器人或多足步行机的轮式移动，其中步行方式转换机构用驱动电机为间歇式工作，因此轮式移动驱动最少仅用2台电机连续工作，由于电机数量较少，使耗能大大减小，使仿人机器人或多足步行机本体上携带的直流电池可用时间较长，而且相对于腿式移动来说在控制上要简单的多。本发明是给目前研究的仿人机器人及多足步行机赋予一种轮式移动机能，本发明具有结构紧凑、不影响仿人机器人及多足步行机原有的步行移动功能，本发明的应用实现了通过计算机控制系统根据环境需要使机器人在步行移动方式与轮式移动方式间进行转换的功能。本发明可以提高目前仿人机器人及多足步行机在平整路面上移动的快速性、稳定性以及节能特性。 

附图说明

图1是本发明所述装置的结构原理图(驱动轮着地脚抬起)，图2是本发明所述装置的结构原理图(驱动轮抬起脚着地)，图3是具体实施方式二的结 构示意图，图4是具体实施方式三的结构示意图，图5是具体实施方式四的结构示意图，图6是图5在手指伸开状态下的仰视图，图7是将本发明安装在右脚的结构示意图，图8是将本发明安装在左脚的结构示意图，图9是应用本发明的仿人机器人的结构示意图(带有控制系统)，图10是本发明的控制系统构成的原理图。 

具体实施方式