[实用新型]一种腿轮履复合式探测机器人

说明书

本实用新型涉及一种腿轮履复合式探测机器人，包括机器人本体、变胞并联机械腿、履带行走机构、保护轮支撑装置、变胞轮履转换机构；变胞并联机械腿安装在机器人本体的前方，其定平台与机器人本体前端固连；履带行走机构为两条布置在机器人本体的左右两侧的主履带；机器人顶端前部和后部安装有保护轮支撑装置，机器人底部后端布置有变胞轮履转换机构。本实用新型的探测机器人在整个探测过程中能够利用变胞结构以轮式行走方式通过狭小的探测管道，对探测管道出口和周围环境进行探测；之后可以利用履带式行走机构来保持较强的地形适应性，继续行进，并利用变胞并联机械腿辅助机器人越障和调整姿态，扩大环境信息采集范围。

技术领域

本实用新型属于移动机器人技术领域，具体涉及一种腿轮履复合式探测机器人。

背景技术

瓦斯爆炸、冒顶垮塌、透水、粉尘、火灾是矿山井下开采作业的五大“杀手”，对工作人员的生命常常造成严重威胁。钻孔救援是一种井下应急救援的新方式，主要包括两个阶段，第一阶段是小口径钻孔探测，第二阶段是大口径钻孔救援，小口径钻孔后井下信息的探测是钻孔救援的关键。目前的钻孔救援技术中，信息探测仪器缺乏移动行走能力，仅能获取井下孔口附近信息，搜索范围小，救援效率低；若采用探测机器人，令其穿过探测孔，快速可靠地进入事故现场，大范围进行信息探测，能够有效减少钻孔数量、赢得救援时间，对提升钻孔救援的效率和可靠性具有极其重要的意义。

复合式移动机器人可以在不同的地形条件下采用不同的行走模式，从而提高机器人的地形适应能力，主要形式有轮履式、轮腿式、腿履式或轮腿履式等。目前复合式移动机器人大多由于结构和尺寸的限制，无法适应管道行走条件；而管道机器人虽然能够顺利通过管道，但离开管道后很难适应复杂的地面环境，越障能力和稳定性都比较差。

实用新型内容

为了解决上述技术不足，提高机器人的地形适应能力，增大仪器的探测范围，本实用新型提供了一种腿轮履复合式探测机器人。该机器人以轮式行走方式通过狭小的探测管道，对探测管道和出口周围环境进行探测；之后可以利用履带式行走机构来保持较强的地形适应性，在井下地面行走，并利用变胞并联机械腿辅助机器人越障和调整姿态，通过探测管道后可以利用履带式行走机构或轮式行走机构扩大所带仪器的信息采集范围。

本实用新型是通过下述技术方案来实现的。

一种腿轮履复合式探测机器人，包括机器人本体、安装在机器人本体顶部的保护轮支撑装置和设置在机器人本体的左右两侧的履带行走机构；所述机器人本体的前方安装有变胞并联机械腿，机器人本体的后方安装有变胞轮履转换机构；保护轮支撑装置上分别设有前支撑轮和后支撑轮；

所述履带行走机构通过安装在机器人本体的驱动电机驱动带动机器人本体在探测孔中行走实现差速转向；变胞并联机械腿通过支撑轮在探测孔中支撑，变胞轮履转换机构通过安装在机器人本体上的行走电机驱动带动的行走轮在探测孔中支撑行走实现差速转向；保护轮支撑装置中的前支撑轮和后支撑轮用于在探测孔中将机器人本体支撑在探测孔内壁。

作为优选，所述履带行走机构包括对称分布在机器人本体左右两侧的左履带和右履带，在机器人本体前部一侧设有驱动电机驱动轴连接的一对主履带驱动轮，在机器人本体后部设有支撑轴连接的一对主履带从动轮，以及在机器人本体侧部的履带支撑小轮，主履带驱动轮和主履带从动轮通过主履带连接。

作为优选，所述变胞并联机械腿包括连接在机器人本体上的定平台，定平台上设有相互平行设置的第一支链和第二支链，第一支链和第二支链上分别设有转动副支链，定平台上还设有与第一支链和第二支链相垂直分布的第三支链，第三支链上设有移动副支链，通过两个转动副支链和一个移动副支链连接有动平台，动平台上设有支撑轮。

进一步，所述第一支链和第二支链的转动副支链均为可转轴线转动副，但在变化中两轴线保持相互平行，垂直于移动副的轴线，且转动副轴线旋转所形成的平面始终与定平台保持垂直；第三支链的转动副轴线垂直于所连接的两移动副的轴线，且与第一支链和第二支链的转动副轴线始终垂直。