[发明专利]一种轮足结合全地形行驶机器人行驶装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机器人探测工程技术领域的装置，具体是一种轮足结合式全地形机器人行驶装置。

背景技术

随着科技的进步，社会的发展，人们所探究的领域在不断的扩大，在这些活动中机器人的作用变得越来越重要，尤其是很多人类无法涉入的特殊的地形，比如地震后的现场，火星探测的表面。

所以近些年来，越来越多的人开始设想并发明机器人可能的行走方式，但主要形式可归结为两类，即轮式和腿式。纯轮式由于依靠轮子前进，故移动速度快，易操作控制；但以轮子为主体也导致其对路面要求较高，易陷入沼泽，且避障越障能力差。而腿式机器人一般采用两节连杆串联形式，中间设一个关节，它模仿人腿的运动，可以跨越障碍物，又由于与地面接触面积大，故可走过沙地、沼泽等特殊路面；但同时也存在着速度慢、且较难控制等缺点。我们所发明的轮足结合全地形行驶机器人行驶装置是一种采用将两者结合起来的运动方式的机器人行驶装置，克服了纯轮式避障越障能力差和纯腿式速度慢、难控制的缺点，可较易地通过障碍地带且移动速度快，将两者机构的优劣势互补，应用前景广，可替代绝大多数的机器人行驶装置，尤其是对特殊地形通过性要求比较高的机器人。

经对现有技术的文献检索发现，刘爱华等人在《机器人》2008年第06期，撰文“一种轮足复合式爬壁机器人机构建模与分析”，该文介绍了一种轮足结合的机器人形式装置的设计方案，并完成了对其的三维建模。但是，该机器人行驶装置依然依靠步行的方式进行前进并通过各种不同地面，行驶速度较慢，而且其通过性不能实现自主调节，效率较低，故不能适用于更广泛的场合。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的机器人普遍形式装置上的不足，提供一种有效可靠的轮足结合式全地形机器人行驶装置，不仅有较高的自主通过性，而且行驶速度较快，可以快速有效地通过不同地面，并且结构简洁，运动灵活方便，制作成本低，适用于多种场合。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所述的一种轮足结合全地形行驶机器人行驶装置，包括三个运动单元组，分别是第一大臂组，第二大臂组，三角行星臂组，其中，第一大臂组通过第一大臂阶梯轴组中的阶梯轴与第二大臂组相连接，第二大臂组通过大臂阶梯轴组中的阶梯轴与三角行星臂组相连接；整个装置共有三套齿轮组平行的分布于这三套运动单元组间，并实现传动，从而实现该装置的功能。

所述的第一大臂组包括第一大臂侧壁，齿轮，第一大臂阶梯轴组，其中，第一大臂阶梯轴组包括：第一阶梯轴，第二阶梯轴和第三阶梯轴，第一阶梯轴上通过轴承连接三个齿轮，第二阶梯轴上通过轴承连接两个齿轮，第三阶梯轴上通过轴承连接两个齿轮，在阶梯轴两侧平行连接了两个第一大臂侧壁，并用螺母在各阶梯轴端部处紧固，其中，第一大臂侧壁与该侧壁外的第一阶梯轴上的齿轮固连。阶梯轴上的齿轮分别属于三套齿轮组传动系统。

所述的第二大臂组包括第二大臂侧壁，齿轮，第二大臂阶梯轴组，阶梯轴套，其中，第二大臂阶梯轴组包括：第四阶梯轴，第五阶梯轴，第四阶梯轴通过轴承连接一个齿轮，第五阶梯轴通过阶梯轴套连接一个齿轮，阶梯轴套分别与第五阶梯轴和齿轮紧固，两个第二大臂侧壁被平行地连接在阶梯轴套外，其中,靠近三角行星臂组的第二大臂侧壁的一端与第一大臂组中的第三阶梯轴上的一个齿轮固连，另一端通过法兰轴承与第五阶梯轴连接，另一个第二大臂侧壁一端通过轴承与第三阶梯轴相连，另一端通过法兰轴承与第五阶梯轴相连，并用螺栓螺母在各阶梯轴端部处进行紧固。

所述的三角行星臂组包括三角行星臂侧壁，三角行星臂阶梯轴组，阶梯轴套，齿轮，以及滑轮，其中三角行星臂阶梯轴组包括：第六阶梯轴，第七阶梯轴，两个三角行星臂侧壁通过法兰轴承与第五阶梯轴相连，一个齿轮通过阶梯轴套与第五阶梯轴相连，该阶梯轴套分别与第五阶梯轴和该齿轮固连，第六阶梯轴通过轴承和齿轮相连，第七阶梯轴通过轴承和齿轮及滑轮相连，且第七阶梯轴上的齿轮和滑轮固连，并在各阶梯轴的端部进行紧固，其中，三角行星臂组中的齿轮与第二大臂组中的齿轮属于同一套齿轮组传动系统。

所述的第一大臂组中与第二大臂侧壁相连接的齿轮上布有与该第二大臂侧壁同轴的螺孔，并通过螺栓及螺母相连，使得第二大臂与该齿轮绕第三阶梯轴同步转动。

所述的三角行星臂组的第七阶梯轴上的滑轮与齿轮有同轴的螺孔，通过螺栓及螺母相连，使得滑轮与该齿轮绕第七阶梯轴同步转动，且滑轮直径大于齿轮直径。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过将轮式与足式行驶方式相结合可以既保持该装置非常高的自适应性和通过性，又能保证其较快的行驶速度，并且该装置结构简单可靠，灵活性高，适用性强。