[发明专利]一种新型的轮腿式越障平台

说明书

技术领域

本发明属于越障移动平台应用领域，涉及了轮式机器人机构与半圆形腿式机器人腿机构。

背景技术

目前，移动机器人采用的主要运动模式有轮式驱动和腿式驱动。轮式机器人有以下优点：应用范围广、可靠性高、能量利用率高、控制方法简单易操作、行走稳定快速、制造成本低、能成功的借鉴现在汽车技术的丰富经验；缺点是轮式结构必须面对复杂地形上的几乎所有的点，并且驱动轮对环境的适应能力较差，所以在许多复杂环境受到了一定的限制。腿式机器人的优点是地形适应能力强、能越过障碍物或者壕沟；缺点是效率比较低。腿式机器人目前用于星际探测仍然十分困难。

由于单一的行走方式受到很大的限制，所以复合式的移动机器人受到了业界的普遍关注，特别是轮腿式结构因为其高效、高速、高机动性和较强的地形适应能力而得到最为广泛的应用，轮腿复合式机器人是机器人发展的一个非常重要的分支，它是腿和轮通过不同的组合方式而形成的一种新型的移动机器人。比较典型的例子是年加拿大麦吉尔大学智能机器中心的机器人专家设计的一款新型的，具有六个半圆形腿的机器人“Rhex”，首次引入半圆形腿的概念，该结构不仅拥有像轮式腿那样具有结构简单、运动速度快、效率高、易于控制的优点，而且能够顺利通过大部分自然界的离散非连续的地形。

虽然半圆形腿式机器人有诸多优点，但是在平整路面上行走会引起震荡，不如轮式机器人行走平稳，根据这点，本发明提出一种可以在轮式与半圆形腿式之间切换的机器人腿结构。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种运动速度快、效率高、易于控制的新型轮腿式越障平台。本发明结构简单，适应性强，充分结合了轮式与腿式的优点。

本发明的技术方案是：本发明的新型轮腿式越障平台，包括有四个驱动机构、四个轮腿机构和车体，轮腿机构与驱动机构组合对称分布在车体周围，轮腿机构通过驱动机构连接车体；驱动机构由两台伺服电机与齿轮组成，一台伺服电机负责驱动轮腿机构前行，另一台伺服电机通过齿轮带动轮腿机构中的齿条，以此来调节轮腿机构的驱动轴心；轮腿机构由两个半圆形腿、一个齿条与一个直流电机组成；当平台在平整路面上，轮腿机构是在初始状态下，两个半圆形腿组成一个整圆形的轮子；当平台处在复杂地形中，需要越障时，驱动机构中的伺服电机会通过齿轮带动齿条，使整个轮子相对车体向下移动，使驱动轴心移至轮子边缘，此时直流电机碰到触点通电，将轮子折叠为一个半圆形腿，实现轮式到腿式的变换。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明的驱动机构示意图

图3为本发明的轮腿机构示意图

图4为本发明的轮式工作模式示意图

图5为本发明的半圆形腿式工作模式示意图

【附图符号说明】1.驱动机构；2.驱动机构；3.驱动机构；4.驱动机构；5.轮腿机构；6.轮腿机构；7.轮腿机构；8.轮腿机构；9.车体；10.伺服电机板；11.伺服电机；12.伺服电机；13.齿轮；14.齿轮；15.齿轮；16.导向件；17.触点；18.齿条；19.半圆形腿；20.直流电机；21.导杆；22.支撑板；23.连接片。

具体实施方式

如图1所示，本发明的新型轮腿式越障平台，其特征在于驱动机构1与轮腿机构5、驱动机构2与轮腿机构6、驱动机构3与轮腿机构7、驱动机构4与轮腿机构8组合对称分布在车体周围，可以明显看出轮腿机构通过驱动机构连接车体9，每个轮腿机构都由各自的驱动机构驱动前行。

如图2所示，是本发明的驱动机构，可以看出在伺服电机板10上，装有伺服电机11、伺服电机12，伺服电机12驱动齿轮13，齿轮13与齿轮14相啮合，齿轮14通过轴承与伺服电机板10连接。导向件16通过螺栓固定在齿轮14上，驱动结构就是通过导向件16连接并驱动轮腿机构，伺服电机11连接齿轮15，伺服电机2通过齿轮15带动轮腿机构的齿条，进而调节轮腿机构的位置。在伺服电机板的下端装有两个触点17，它的功能是给轮腿机构中的直流电机供电。

如图3所示，是本发明的轮腿机构，可以看出，一个整圆形的轮子是由两个半圆形腿19组成的，在轮子中间装有支撑板22，支撑板22上装有齿条18与导杆21，两者是与驱动机构的导向件16配合，导杆21起到了导向的作用。在支撑板下端装有直流电机20，直流电机20驱动连接片23，连接片23与其中一个半圆形腿19通过螺栓连接。当直流电机20通电时，直流电机20通过连接片23将轮子折叠为半圆形腿。