[发明专利]一种多行走方式轮腿式机器人

说明书

本发明公开了一种多行走方式轮腿式机器人，包括前后左右分布的四个轮腿装置，四轮腿装置连接在同一机身上；轮腿装置与机身铰接，两侧轮腿装置对称设置，后方的两轮腿装置之间具有收纳前方两轮腿装置的空间；机身呈可收折的折叠结构，以通过机身收折缩减前后轮腿之间轴距；机身上还连接有用于收折和展开的变形驱动装置。优选，该变形驱动装置呈曲柄连杆结构，并利用曲柄连杆的两个死点状态实现对机身两个状态的锁紧。本发明的有益效果是，通过机身的折叠变形，实现四足运动、双足运动以及轮式移动之间的相互切换，使机器人具有较强的运动能力，复杂地形适应性好，方便通过台阶、沟壑等地形，且平坦路面移动性能优越，应用环境适应能力强。

技术领域

本发明涉及一种机器人，特别是一种多行走方式轮腿式机器人。

背景技术

随着移动机器人技术的不断成熟与发展，其应用也越来越广泛，在工程探险、反恐防爆、军事侦察灾难搜救、星际探测等领域将会得到更广泛的应用。移动性能是移动机器人的一个重要特性，单一的行走方式在地形等方面受到一定的限制。如传统的轮式机器人、腿式机器人和履带式机器人等在移动性能方面除了自身具备的特点外，仍存在较大的局限性。为使移动机器人具有更好的移动性以及实用性，研制具有较强环境适应能力和机动性的多行走方式的轮腿式机器人成为移动机器人领域研究的热点。此外，多行走方式的轮腿式机器人在国内外也得到了广泛的研究和发展。由于大多数轮-腿机器人自由度多并且结构复杂，行走方式较为单一，不仅各个关节协调控制复杂，而且对多变环境的适应性能较差。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种多行走方式轮腿式机器人，该机器人具有轮式四足结构和可变形机架，通过机架变形实现四足行走、双足行走以及轮式行走运动方式的切换。从而具备三种行走方式的优异特性，极大提高对多变环境的适应能力要求。以充分发挥四足行走方式越障能力强，复杂地形适应性好，适合机器人在凹凸不平的崎岖地形行走工作、双足行走方式更适合机器人上下台阶、跨越沟壑等地形；以及轮式移动控制灵活，平坦路面性能较为优越，可使机器人获得较大的移动速度等优异特性。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。

一种多行走方式轮腿式机器人，包括前后左右分布的四个轮腿装置，四轮腿装置连接在同一机身上；所述轮腿装置与所述机身铰接，两侧轮腿装置对称设置，后方的两轮腿装置之间具有收纳前方两轮腿装置的空间；所述机身呈可收折的折叠结构，以通过机身收折缩减前后轮腿之间轴距；机身上还连接有用于收折和展开的变形驱动装置。

采用前述技术方案的本发明，由于机器人前后左右分布的四个轮腿装置，四轮腿装置连接在同一机身上；因此，该机器人具有普通四腿机器人的四足行走方式，其越障能力强，复杂地形适应性好，适合机器人在凹凸不平的崎岖地形行走工作。同时，四腿呈轮腿结构，还具备轮式移动功能，其控制灵活，平坦路面性能优越，可使机器人获得较大的移动速度。并通过折叠结构机身和左右轮腿的对称设置，以便根据需要对机身进行折叠收折，并分别通过对两前腿和两后腿的一致性控制，以及前后腿的协调性控制，从而形成两足机器人结构，实现双足行走方式，以更加适合上下台阶、跨越沟壑等复杂地形运行。从而可实现多种行走方式切换，满足复杂多变地形的不同行走方式需求，达到一机的多场景应用目的。

优选的，所述机身包括横向设置的主轴，主轴两端分别设有两个相互铰接的支撑杆，两个支撑杆形成一侧的机身纵梁，四个支撑杆的自由端分别与对应的轮腿装置铰接；同一机身纵梁的两个支撑杆之间形成有用于两个极限位置限位的限位结构，两个极限位置限位结构分别用于机身纵梁展开成水平状态和收折成竖直状态的两个极限位置限制；变形驱动装置具有通过支撑杆和/或通过主轴驱动机身纵梁收折或展开变形的结构。以便通过变形驱动装置驱动主轴或第一支撑杆，或者同时对二者综合协调驱动，使主轴和第一支撑杆转动，利用轮腿装置四足触地时第一支撑杆与轮腿装置铰接点高度不变的特性，使主轴轴线高度发生变化，实现支撑杆转动，达到机身纵梁展开和收折目的；并在收折或展开至极限位置时停顿在极限位置状态，实现四足变两足或恢复四足状态目的。