[发明专利]机器人的轮足式变形腿足机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人的轮足式变形腿足机构。

背景技术

仿生机器人在很多领域具有重要和广阔的应用前景，腿足机构是多足机器人行走的执行机构，它是多足机器人实现多种步态不干涉行走的关键环节，腿足机构的研究设计具有重要意义、在现有技术中，仿生机器人的行走方式中，主要是单一的轮式运动方式，轮式机器人机动速度快，但跨越障碍、适应不同地形和机身灵活运动的能力稍有欠缺；或者双足或多足的足式运动方式，足式机器人在具有地形适应性强的优点同时，存在运动速度慢，机体平衡控制困难的不足。

现有技术中有轮、足功能结合式机器人腿足机构，轮部机构和足部机构分开设置为各自独立机构，缺点是行走部本体中需要预留轮部、足部结构两个位置或需手动切换，不仅占用空间而且操作繁琐；轮子机构直接为行走部的末端，不能够变形，缺点是足部轮式电机由于和腿部垂直，伸出腿部很多，行走时很容易和物体干涉，或需使用价格昂贵的特制电机；轮子机构在足部机构末端，轮足切换变形需独立的电机执行切换，缺点是需要在轮部和腿部增加电机，在行走时切换电机受力较大容易损坏。

在结合实践中应用的需求，亟待需要一种不仅结构简单，而且能够将轮、足运动相互整合于一体的腿足机构，在台阶或不平的路边上使用足式运动可扩大机器人运动范围，在平整的路面上可切换为轮式运动方式，同时要求机器人运行平稳，运行速度显著得到提高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种机器人轮足式变形切换腿足机构以实现轮式、足式变形切换，而且要求该腿足机构具备结构简单、运行稳定等优良特性。

为实现上述目的，一种机器人的轮足式变形腿足机构，该机器人包括本体，所述腿足机构包括：本体支撑件、连接部、主腿、小腿及轮足，其中，所述本体支撑件的顶端固定连接于本体上，本体支撑件中包括一个本体支撑件伺服电机，所述本体支撑件伺服电机设有垂直于本体支撑件的动力输出轴，所述动力输出轴传动连接连接部的一端，以带动本体抬升或下降；所述连接部的另一端连接固定于主腿，通过连接部的牵引使得主腿和本体连动；所述主腿包括一个主腿伺服电机，所述主腿伺服电机设有垂直于主腿的动力输出轴，所述动力输出轴传动带动主腿相对于连接部运转；所述小腿中包括一个小腿伺服电机，小腿的一端经转轴铰链连接于主腿底部，小腿绕所述转轴相对于主腿成0°～90°夹角转动，小腿伺服电机的动力输出轴传动连接轮足，以实现轮式运动；还包括一个柔性牵拉部件，连接固定于小腿与主腿之间。

优选地，所述小腿的右端设有弧形部，弧形部中设有一组通孔，转轴插设于通孔中使得小腿与主腿枢接，小腿的左端设有一组螺纹孔，螺纹孔中装配螺钉使得小腿伺服电机在小腿中固定。

优选地，所述柔性牵引部件为弹簧或橡皮筋。

如上所述，本发明的一种机器人轮足式变形切换腿足机构，具有以下有益效果：将轮足设于腿足机构的末端，轮足切换变形只需通过腿足机构动作变形就可进行相互切换，在足式行走中将小腿伺服电机收缩于主腿内，结构变形即可成轮式行走，整体结构紧凑、体积小、机构简单，行走时不易与外部物体干涉，稳定性好，机动性能强。

附图说明

图1是本实施例中一种机器人轮式运动腿部结构示意图；

图2是本实施例中一种机器人足式运动腿部结构示意图；

图3、图4、图5为腿部机构变换状态结构示意图；

其中，图1至图3中，

本体支撑件1、连接部2、主腿3、小腿4、轮足5、柔性牵拉部件6、转轴7。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。