[发明专利]一种能够进行轮履变换的车轮

说明书

本发明涉及地面移动机器人技术领域，特别涉及一种机器人的移动机构。一种能够进行轮履变换的车轮，包括：轮圈、包覆在轮圈外部的履带、中心支撑结构、轮履变换结构以及驱动机构；其中轮圈沿周向均分为六个圆弧段，相邻圆弧段之间铰接；支撑结构包括：三个滑块以及三根弹簧柱；本发明将完整的车轮轮圈分为六个圆弧段，每个圆弧段相互铰接然后与滑块连接，滑块安装在中心轴上并与曲柄相连构成车轮结构和其基本的变形结构，轮履变换驱动机构驱动该结构进行轮履变换。车轮形态下，本装置由车轮驱动机构进行驱动；履带形态下，本装置由履带驱动机构进行驱动。本发明通过轮形态和履带形态的转换解决了不同地形下机器人移动的问题。

技术领域

本发明涉及地面移动机器人技术领域，特别涉及一种机器人的移动机构。

背景技术

在很多复杂和危险环境下不适合人类进行直接作业。这个时候就需要地面移动机器人来进行操作，移动机器人以其体积小，运动灵活等特点成为了一个研究热点。移动机器人最基本的移动方式有轮式和履带式，其中轮式结构运行比较平稳，机动能力较强，但是越障能力和在复杂地形表现比较差。履带式行走装置能够适应沙土、泥泞等松软的地形，但存在速度较低，转弯性能较差的特点。

发明内容

本发明的目的是：针对轮式结构和履带结构的优缺点，提供一种能够进行轮履变换的车轮。

本发明的技术方案是：一种能够进行轮履变换的车轮，包括：轮圈、包覆在所述轮圈外部的履带、中心支撑结构、轮履变换结构以及驱动机构；

所述轮圈沿周向均分为六个圆弧段，相邻所述圆弧段之间铰接；

所述中心支撑结构包括：同轴设置在所述轮圈中心的中心轴以及设置在所述中心轴外圆周的中部沿周向均匀间隔分布三个限位轴和三个弹簧座；其中所述限位轴的一端固定在中心轴上，另一端加工有限位轴肩；

所述轮履变换结构包括：三个滑块、三根弹簧和三角板；所述滑块与所述限位轴一一对应，所述弹簧与所述弹簧座一一对应；所述滑块的一端套在与之对应的限位轴外部，与限位轴滑动配合，另一端固定在对应位置处相邻两圆弧段的铰接处；所述弹簧的一端与所述弹簧座相连，另一端与对应位置处相邻两圆弧段的铰接处相连；在所述中心轴的轴向一端设置有三角板，三个所述滑块各通过一个曲柄分别连接在所述三角板的三个顶点处；

所述驱动机构包括：履带驱动机构、车轮驱动机构和轮履变换驱动机构；

所述轮履变换驱动机构用于驱动所述三角板绕轮圈的轴线转动，所述三角板转动时，通过曲柄推动与之对应的滑块沿限位轴的轴向向外或相内运动，以实现车轮在轮式形态和履带形态之间的切换；

所述车轮驱动机构通过驱动所述中心支撑结构转动，带动车轮转动；

所述履带驱动机构用于驱动所述履带运动。

本装置使用了一种曲柄滑块结构，将完整的车轮轮圈分为六个圆弧段，每个圆弧段相互铰接然后与滑块连接，滑块安装在中心轴上并与曲柄相连构成车轮结构和其基本的变形结构，并通过轮履变换驱动机构驱动该结构进行轮履变换。车轮形态下，本装置由车轮驱动机构进行驱动；履带形态下，本装置由履带驱动机构进行驱动。

有益效果：

(1)本发明通过轮形态和履带形态的转换解决了不同地形下机器人移动的问题，在平坦地面时采用轮形态，提高机器人机动效率，在复杂环境下采用履带形态，提高机器人通过复杂地形的能力。

(2)采用该种轮履变换形式，变换的过程中履带的变形量小。

附图说明

图1为实施例1中车轮形态下的结构示意图；

图2为实施例1中履带形态下的结构示意图；

图3为实施例1中车轮结构的结构示意图；