[发明专利]一种用于两栖球形机器人的轮腿式复合驱动机构

权利要求书

1.一种用于两栖球形机器人的轮腿式复合驱动机构，其特征在于，包括：沿球形机器人底部周向分布的两个以上机械腿(1-2)和位于球形机器人底部中心的可升降滑动关节(1-1)；

所述可升降滑动关节(1-1)上升时，其底部的万向滚轮不与路面接触，落下时，其底部的万向滚轮与路面接触，并将球形机器人抬高到设定高度；

四个机械腿(1-2)能够沿球形机器人周向移动，配合处于落下状态的升降滑动关节(1-1)，实现球形机器人的旋转；

四个机械腿(1-2)的底部设有能够进行俯仰运动的喷水电机(2-5)，当球形机器人在水下运动且不接触到水底时，通过喷水提供水下运动动力；当球形机器人在崎岖路面运动时，喷水电机(2-5)底部接触路面，升降滑动关节(1-1)底部的万向滚轮不与路面接触，通过摆动喷水电机(2-5)，实现球形机器人的爬行前进或后退；当球形机器人在平坦路面运动时，可升降滑动关节(1-1)底部的万向滚轮与路面接触，配合喷水电机(2-5)的摆动实现球形机器人的滑行前进或后退。

2.如权利要求1所述的一种用于两栖球形机器人的轮腿式复合驱动机构，其特征在于，所述机械腿(1-2)还包括：下支架(2-2)、第一舵机(2-3)、舵盘(2-4)、轴承(2-6)、第二舵机(2-8)及上支板(2-9)；

所述下支架(2-2)为由底板和两个相对侧板组成的U型架；

第二舵机(2-8)安装在上支板(2-9)的一端，且其输出轴穿过上支板(2-9)后，固定在球形机器人底部的中间板上；上支板(2-9)的另一端与下支架(2-2)的底板固定连接；喷水电机(2-5)一侧通过圆盘2-7和轴承2-6安装在下支架的相对应的侧板上，另一侧喷水电机(2-5)通过舵盘(2-4)与下支架(2-2)外侧的第一舵机(2-3)固定，第一舵机(2-5)再与下支架2-2固定，在舵盘2-4与第一舵机2-3输出轴采用螺丝固定；第二舵机(2-8)工作时，能够带动整个机械腿(1-2)沿球形机器人的周向转动；第一舵机(2-3)工作时，能够控制喷水电机(2-5)以第一舵机(2-3)与轴承(2-6)的轴线为转动中心进行转动。

3.如权利要求2所述的一种用于两栖球形机器人的轮腿式复合驱动机构，其特征在于，所述机械腿(1-2)还包括万向轮(2-1)，两个万向轮(2-1)安装在下支架(2-2)的底板上，当球形机器人行走时，万向轮(2-1)与球形机器人的中间板底面相接触。

4.如权利要求1所述的一种用于两栖球形机器人的轮腿式复合驱动机构，其特征在于，所述机械腿(1-2)沿球形机器人周向移动的角度为0°～90°。

5.如权利要求1所述的一种用于两栖球形机器人的轮腿式复合驱动机构，其特征在于，所述可升降滑动关节1-1，其特征在于，包括：舵机(4-1)、移动平台(4-2)、支撑腿(4-3)、可升降滑动关节固定杆(3-1)、上横梁(3-2)、下横梁(3-8)、固定导向杆(3-5)及丝杠(3-6)；

所述移动平台(4-2)上安装有用于与固定导向杆(3-5)滑动配合的导向套(3-12)以及用于与丝杠(3-6)配合的内螺纹套(3-7)；

支撑腿(4-3)的底部安装有万向滚轮(4-4)；

上横梁(3-2)通过可升降滑动关节固定杆(3-1)固定在球形机器人底部的中间板上，其下表面通过两个以上固定导向杆(3-5)与下横梁(3-8)固定连接为一体；

移动平台(4-2)位于上横梁(3-2)与下横梁(3-8)之间，两个以上所述固定导向杆(3-5)中的一个以上穿过移动平台(4-2)上的导向套(3-12)，用于对移动平台(4-2)的上下移动起导向作用；移动平台(4-2)的下端面安装有两个以上支撑腿(4-3)，且两个以上支撑腿(4-3)均位于下横梁(3-8)的外侧；当移动平台(4-2)下移至支撑腿(4-3)接触平坦路面时，通过该支撑腿(4-3)给球形机器人提供支撑；

用于带动丝杠(3-6)转动的舵机(4-1)固定在可升降滑动关节固定杆(3-1)上；丝杠(3-6)穿过移动平台(4-2)的内螺纹套(3-7)并与所述内螺纹套(3-7)螺纹连接后，其一端安装在下横梁(3-8)上，另一端穿过上横梁(3-2)后与舵机(4-1)的输出轴同轴连接。