[发明专利]一种轮履形态可重构移动救援机器人

说明书

本发明公开了一种轮履形态可重构移动救援机器人，包括车体和固定于车体上的四个轮履形态可重构行走单元；行走单元包括动力装置、传动装置、电磁离合器和形态可重构主体装置；通过电信号控制电磁离合器的吸附和分离实现形态可重构主体装置的形态转换；形态可重构主体装置包括车轮架、行走机构、收展变形机构和弹性履带；传动装置包括传动主轴和固定在上面的行走驱动齿轮，行走驱动齿轮与内齿轮啮合传动，从而完成行走任务；收展变形机构的收展运动使弹性履带变形，实现轮履运动形式的转换，有利于移动救援机器人进入复杂的地形；本发明的可重构行走单元为过约束机构，刚度高，稳定性高，可应用于灾后救援等。

技术领域

本发明涉及救援机器人技术领域，特别是涉及一种轮履形态可重构移动救援机器人。

背景技术

近年来，在世界各地，火灾、地震以及其他自然灾害带来的损失高居不下，消防救援仍然面临着巨大挑战。据统计全世界火灾以及地震灾害造成的直接和间接损失约占世界生产总值的3％，灾害造成的人员伤亡也非常惨烈，消防救援官兵在执行消防救援任务时要承担很大的风险，消防救援机器人作为特种消防设备，其应用将大大提高消防部队对受灾人员的救援能力，对减少财产损失和人员伤亡起到重要的作用。

面向灾后复杂环境工作的救援机器人设计的关键技术之一是在地面复杂环境中拥有快速有效安全的救援能力。北京理工大学研究的一款轮履复合式机器人，整体为轮履复合叠加机构，通过驱动四个摆臂来实现轮履运动形式的转换，整体结构较为庞大，救援机器人活动范围较小，进出灾害环境的能力较低。针对移动救援机器人车轮和履带复合叠加设计,整体结构庞大等问题,哈尔滨工业大学提出一种轮履变形态机器人，利用对称四杆机构，实现轮式和履带式运动形态的切换，变形轮机构简单，但驱动机构复杂，这种机构使得救援机器人移动机构具有了形态可重构的特点。

随着对救援移动机器人应用灾害救援的需求越来越广泛，出现了各种各样的轮履形态可重构救援移动机器人，但目前的存在的救援移动机器人在轮履形态重构过程中以及变形之后的刚度以及强度较低，整体结构的可靠性低。所以，亟需在现有轮履变形机构的基础上研制出具有高刚度、高稳定性、变形时间短等性能的轮履形态可重构移动救援机器人，以满足各种复杂环境的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮履形态可重构移动救援机器人，以解决上述现有技术存在的问题，其具有快速轮履形态重构能力和高通过性，且实施方式简单，可靠性高，在较多领域应用广泛，可应用于灾后消防救援时机器人的快速移动和越障救援。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种轮履形态可重构移动救援机器人，包括车体和四个轮履形态可重构行走单元，四个所述轮履形态可重构行走单元分别设置于所述车体的首端两侧及尾端两侧；

所述轮履形态可重构行走单元包括传动装置、电磁离合器、形态可重构主体装置以及动力装置；所述动力装置和所述形态可重构主体装置设置于所述车体上，所述动力装置与所述传动装置连接，所述传动装置与所述电磁离合器通过齿轮啮合连接，从而为所述形态可重构主体装置提供动力，通过电信号控制所述电磁离合器的开断，从而控制所述形态可重构行走单元轮履形态的转换。

优选地，四个所述轮履形态可重构行走单元结构相同，且相互对称布置。

优选地，所述传动装置包括两个行走驱动齿轮、不完全驱动齿轮和传动主轴；所述不完全驱动齿轮固定于所述传动主轴的首端，两个所述行走驱动齿轮固定于所述传动主轴的尾端，且两个所述行走驱动齿轮对称设置，所述行走驱动齿轮与所述形态可重构主体装置通过齿轮啮合连接，将动力传递给所述形态可重构主体装置使其行走；所述不完全驱动齿轮与所述电磁离合器上的大齿轮啮合。