[发明专利]轮腿机器人

说明书

一种轮腿机器人，包括机架、两个轮腿机构、两个扩展关节机构和第一驱动组件；机架包括机身和两根传动轴，两根传动轴分别设于机身的相对两侧；两个轮腿机构对称设置，两个轮腿机构分别通过两个扩展关节机构可转动安装在两根传动轴上；第一驱动组件固定在机架上，第一驱动组件用于驱动两个扩展关节机构分别绕两根传动轴转动；每个轮腿机构包括第二驱动组件、辐轮和腿部框架，第二驱动组件和辐轮安装在腿部框架上，第二驱动组件用于驱动辐轮转动。上述轮腿机器人不仅具有良好的机动性能，而且结构精简，控制方式简单，成本低廉，可以快速大量制造和部署。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种轮腿机器人。

背景技术

机器人是当今机电一体化的代表成果，广泛地与电子技术、计算机工程以及人工智能等多领域科学紧密联系。在全国各个行业中，机器人的地位步步攀升，不仅在轻重工业、农业、服务业甚至在医疗行业中扮演着及其重要的角色，而且在安全搜救、空间勘察、侦察等危险环境有着不可替代的作用。其中，移动机器人在机器人领域较为广泛。

随着机械产业的蓬勃发展以及材料制造工艺的巨大进步，市场上涌现出一大批微型移动机器人产业。在移动机器人中，影响较为广泛的有轮式机器人和足式机器人，大批应用在勘察运输方面。轮式机器人速度快、效率高，在简单地形环境拥有极好的运动优势，但是越障、地形适应方面比较差。例如，体型较大的轮式(履带式)机器人，搭载较大型的勘察设备，一旦发生侧翻意外，不仅会损坏仪器，还会对工作开展造成不必要的麻烦，而且在狭窄环境下作用较小，同时适应地形和避障的能力差。而腿式机器人几乎可以适应各种复杂地形，有着良好的自由灵活度，但是在机动性方面不强，结构复杂，成本较高，还有平衡控制算法设计难度大。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种在越障、地形适应方面比较好，且结构简单，性能稳定的轮腿机器人。

一种轮腿机器人，包括机架、两个轮腿机构、两个扩展关节机构和第一驱动组件；

所述机架包括机身和两根传动轴，两根所述传动轴分别设于所述机身的相对两侧；

两个所述轮腿机构对称设置，一个所述轮腿机构和一个所述扩展关节机构固定连接，另一个所述轮腿机构和另一个所述扩展关节机构固定连接，一个所述扩展关节机构可转动安装在一根所述传动轴上，另一个所述扩展关节机构可转动安装在另一根所述传动轴上；

所述第一驱动组件固定在所述机架上，所述第一驱动组件用于驱动两个所述扩展关节机构分别绕两根所述传动轴转动；

每个所述轮腿机构包括第二驱动组件、辐轮和腿部框架，所述第二驱动组件和所述辐轮安装在所述腿部框架上，所述第二驱动组件用于驱动所述辐轮转动。

在一个实施例中，所述第一驱动组件包括第一驱动电机和第一齿轮组，所述第一驱动电机和所述第一齿轮组连接，所述第一齿轮组和所述扩展关节机构连接，所述第一驱动电机通过驱动第一齿轮组从而控制两个所述扩展关节机构分别绕两根所述传动轴转动。

在一个实施例中，所述第一齿轮组包括呈直线依次排列且啮合的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，以及固定设于所述第一驱动电机的转轴上的第五齿轮，所述第五齿轮和所述第二齿轮或第三齿轮啮合；

所述第一齿轮和一个所述扩展关节机构固定连接，所述第四齿轮和另一个所述扩展关节机构固定连接，所述第一齿轮和所述第四齿轮分别相对于两根所述传动轴可转动。

在一个实施例中，所述第一驱动电机为直流减速电机。

在一个实施例中，每个所述轮腿机构包括两个所述辐轮，两个所述辐轮分别设于所述腿部框架的两端，每个所述辐轮相对于所述腿部框架可转动。