[实用新型]轮腿复合移动机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，尤其是涉及一种轮腿复合移动机器人。

背景技术

腿式机器人的优点是不仅能在平坦地面上行走而且可以在崎岖地面上步行，可跨越沟壑，上下台阶，还可做无滑动的完整和单向运动，并为其上的传感器提供稳定的动态平台，因此具有广泛的适用性，但其存在缺点，即较难实现其稳定步态规划和稳定平衡控制，运动速度与能量的利用效率较低，另外，腿式机器人一般较重，且结构复杂。轮式机器人优点是，自动操作简单，动作稳定，特别适合在平坦的地面上运动，有更大的运动速度和能量利用效率，是目前广泛使用的一类机器人。但是与腿式机器人相比，其对地形的适应性较差，很难做到跨越高度和爬楼梯。

随着社会的不断发展，为解决复杂的路面行走问题，设计了方便、快速的轮腿变换的机器人，集成了轮式机器人和腿式机器人各自的优点，同时，也弥补了轮式机器人和腿式机器人各自的缺点，具有各取所长，相互弥补的特点。申请号为200810056851.2的中国专利申请公布了一种轮腿两用式移动机器人，该机器人采用轮腿结合运动模式，包括机体，机体两侧对称安装有四条结构相同的具有轮、足两用功能的腿，每条腿包括大腿和小腿，大腿的两端位于大腿内侧转动装配有两个大轮，位于机器人内部的大轮通过传动轴连接，传动轴与动力源连接，每条腿上位于机器人外部的大轮上转动装配有小腿，小腿的末端转动装配有小轮，小轮上设置有用于控制小轮从动或止转的电磁抱闸。该机器人通过传动轴上的离合器进行轮腿模式切换，上述大轮和小轮均绕腿径向延伸的各自对应的转轴转动。在切换为腿式工作时，大腿与机体保持一定角度，然后小腿绕轴旋转运动实现机器人的行走，这种轮腿复合机器人结构大多是将轮与腿结合在一起的串联结构，并无明显的“轮”运动形式和“腿”运动形式的区分，其适应地形的特性也大多是为了使机器人可以越障，而非使机器人通过使用不同的运动形式而发挥出每种运动形式最大的优势。所以，这种轮腿复合机器人在遇到故障时很容易因为结构的限制而使两种运动模式均处于瘫痪状态。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有轮腿复合机器人技术的不足之处，提供一种轮或腿两种独立运动且可相互切换的轮腿复合移动机器人。

本实用新型的技术构思为：针对现有技术中轮腿复合移动机器人设计为串联式结构可能带来并无轮或腿独立运动明显区分而造成适应性差的问题，设计了一种具有并联结构和并联控制电路系统的轮腿复合移动机器人。他可以令机器人切换两种不同的轮或腿独立运动模式，每种运动模式适应特定的地形，以便机器人可以发挥每种运动模式最大的优势。其次，为使机器人可以胜任载具与移动平台的功能，开发出可以拓展功能的嵌入式系统，增加了计算机云台与机械手作为扩展结构并开发出相应的控制系统，增强机器人的实用性。

本实用新型的技术方案为：一种轮腿复合移动机器人，其包括机体、独立安装在机体上的多个机械腿和轮部、给机械腿和轮部提供动力的电源系统、控制机械腿与轮部相互切换和控制两者行动的操控装置，以及安装在机体上的外壳；机体包括上层板支架，下层板支架，连接上、下层板支架的连接架。电源系统安装在上层板支架上，多个机械腿分布安装在上层板支架的边缘处，多个轮部分布安装在连接架的周围，每个机械腿上安装至少三个机械爪，每个机械爪的自由端能够独立朝机体的中心线靠近或远离，相互协作完成抓取球状或不规则物体。处于机器人尾部的上层板支架的一侧安装有电力操作平台，用以控制机器人的电力供应和安全保护。机器人安装的拓展组件为计算机云台，该计算机云台安装有外壳，计算机云台安装在上层板支架支架上。计算机云台内装有远程控制系统和图像采集系统组件；所述的轮部包括直流电机、联轴器、电机座、轮轴和万向轮，轮部安装在下层板支架上。为了减轻万向轮在地面上转动时产生的震动，在轮部模块与机器人上层板支架之间装有弹簧减震器和减震器安装架构成的减震结构。