[发明专利]一种轮式机器人及可分体的轮腿复合机器人

说明书

本发明涉及一种轮式机器人及可分体的轮腿复合机器人，轮式机器人包括连接模组和动力轮组，连接模组包括底座、安装于底座两侧的稳定轮组件，分别为第一稳定轮组件和第二稳定轮组件；第一稳定轮组件和第二稳定轮组件均包括传动机构、与传动机构连接的脚轮和驱动传动机构伸展或收缩的驱动电机；传动机构在伸展的状态下，脚轮向外伸出；传动机构在收缩的状态下，脚轮收纳至位于动力轮组的直径圆范围内。轮式机器人通过稳定轮组件的作用能够在停止行驶的情况下保持自身姿态稳定且无需额外消耗能量。轮腿复合机器人可分别以足式机器人或轮式机器人的形态工作，而当两种组合形态下工作时，轮腿复合机器人整体兼顾了运动效率与跨越障碍与过渡壁面的性能。

技术领域

本发明涉及机器人领域，更具体地，涉及一种轮式机器人及可分体的轮腿复合机器人。

背景技术

信号塔、输电塔、风电塔筒、石化储罐和水冷壁等的检修或维护需要可在大型复杂三维钢结构中灵活行走攀爬或爬行移动的机器人来完成。但是，不同行业设备差别巨大，例如曲率变化大、壁面不连续、法兰/台阶、空间狭窄等，要求机器人具有强大的机动能力。

如公开号为“CN109421833A”，公开日为2019年3月5日的中国专利文件公开了一种可实现导磁壁面自平衡的两轮式爬壁机器人运动机构，能够在狭窄的空间内行走，该运动机构包括移动模块、连接模块，其中移动模块由永磁磁轮、铁轮、传动轴、主动齿轮、被动齿轮、轮子外壳、电机固定装置、行走电机共同组成，永磁磁轮和铁轮组成简易磁轮，保证机器人可以在吸附在导磁壁面上，行走电机固定在轮子外壳上，并通过传动机构带动磁轮转动。连接模块由连接板构成，连接板将两个轮子固定在其两端，且两个轮子的转动轴的轴线相互平行，且不在同一条直线上，两条轴线所在平面始终平行于连接板，保证了两轮式爬壁机器人能够在导磁壁面上行驶的时候保持平衡。

但是在上述的技术方案中，机器人若需要停止运动并保持姿态，需要通过电气控制轮子不停调节自身的状态来实现，需要不断的消耗能量来维持姿态。另外，该机器人适合用于狭窄空间的工作任务，但缺乏跨越障碍物或者过渡壁面的能力。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的机器人需要消耗能量来维持自身姿态的问题，提供一种轮式机器人及可分体的轮腿复合机器人，轮式机器人通过物理自稳的方式来维持机器人的平衡，无需消耗机器人能量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种轮式机器人，包括连接模组和安装于所述连接模组两侧的动力轮组，所述连接模组包括底座、安装于底座两侧的稳定轮组件，分别为第一稳定轮组件和第二稳定轮组件；所述第一稳定轮组件和第二稳定轮组件均包括传动机构、与所述传动机构连接的脚轮和驱动所述传动机构伸展或收缩的驱动电机；所述传动机构在伸展的状态下，所述脚轮向外伸出至与所述动力轮组的直径圆范围外；所述传动机构在收缩的状态下，所述脚轮收纳至位于所述动力轮组的直径圆范围内。

在上述的技术方案中，机器人具有两种保持自身姿态稳定的方式，其中一种为现有的通过软件程序保持姿态稳定的方式；另一种是通过稳定轮组件实现姿态稳定的方式。通过稳定轮组件实现姿态稳定的方式是驱动电机驱动传动机构伸展，令脚轮向着动力轮组件边缘的方向移动，使得脚轮的边缘移动至与动力轮组的直径圆范围外，在机器人停止行走的时候，脚轮能够与动力轮组一起与行走面接触，从而令机器人在不平整的行走面上也至少有三个点与行走面接触，若行走面为波折的平面，机器人可以有四个点与行走面接触，机器人通过与行走面多点接触的方式实现了不行走的情况下保持自身姿态稳定。当机器人需要过渡壁面,特别是从平面过渡至垂直壁面的时候，驱动电机带动传动机构复位，并令脚轮处于收纳状态，使得脚轮位于动力轮组的直径圆范围内，不影响动力轮组的行走。