[发明专利]一种轮腿复合式移动机器人的多自由度机械轮腿结构

权利要求书

1.一种轮腿复合式移动机器人的多自由度机械轮腿结构，包括髋关节链传动锁定摆动机构，大腿丝杠滑台升降张拉伸缩机构，膝关节抗冲击弹簧缓冲机构，小腿电动缸力反馈伸缩机构、轮毂大角度转向结构和电动轮毂，其特征在于:所述髋关节链传动锁定摆动机构包括框顶连板、框底连板、主传动轴、主动链轮、第一髋关节支板、从传动轴、滑台下连板、从动链轮、链条、第二髋关节支板和链条张紧支架，所述框顶连板和框底连板与中心机架连接，第一伺服电机和第一减速器与电机连接架板固连且位于中心机架上部，主传动轴分别与第一减速器、主动链轮连接，第一髋关节支板上端与框顶连板固连，下端与框底连板固连，第二髋关节支板上端与框顶连板连接，下端与框底连板固连，电磁制动器支架与框顶连板固连，牙嵌式电磁制动器上部与电磁制动器支架固连，下部与从传动轴连接，滑台上连板与框顶连板连接，从传动轴和从动链轮连接，框底连板与滑台下连板通过圆柱滚子轴承连接；第一伺服电机通过第一减速器带动主传动轴和主动链轮转动，通过链条链传动带动从传动轴转动，从而实现机械腿绕从动轴的转动；

所述大腿丝杠滑台升降张拉伸缩机构包括第二伺服电机、大腿上连板、支撑杆、大腿下连板、滑块、丝杠滑台框架、电机支撑座、第二减速器，所述丝杠滑台框架与滑台上连板、滑台下连板固连；第二伺服电机和第二减速器与电机支撑座连接，电机支撑座与丝杠滑台框架固连，支撑杆与滑块和大腿上连板固连，丝杠滑台框架与大腿下连板连接；丝杠滑台框架、大腿上连板、大腿下连板和膝关节内连杆组成平行四边形机构；第二伺服电机通过第二减速器和联轴器带动滚珠丝杠转动，滑块上下移动带动支撑杆转动，实现平行四连杆机构的垂直方向转动，完成机械腿的各种升降动作；

所述膝关节抗冲击弹簧缓冲机构包括膝部连杆、第二连杆光轴、膝关节外连杆、膝关节内连杆、第一连杆光轴、弹簧连板、第一阻尼弹簧、第二阻尼弹簧，所述第一连杆光轴穿过膝关节内连杆和大腿上连板与膝关节内连杆通过深沟球轴承连接，大腿下连板与膝关节内连杆铰接，膝关节内连杆、膝关节外连杆和小腿下连杆铰接，第一阻尼弹簧与膝关节内连杆、膝关节外连杆固连，第二阻尼弹簧与膝关节内连杆、膝关节外连杆固连，第一阻尼弹簧和第二阻尼弹簧外侧通过弹簧连板防止其径向窜动，弹簧连板外侧有防松螺母防止其轴向窜动，第一连杆光轴和第二连杆光轴两端有防松螺母防止其轴向窜动，膝部连杆上设有滑槽，膝关节外连杆相对于膝部连杆相对运动，利用阻尼弹簧连接膝部内、外连杆，对外部冲击起到缓冲作用；

所述小腿电动缸力反馈伸缩机构包括第三减速器、第三伺服电机、小腿上连杆、第三连杆光轴、轮毂框架、第四连杆光轴、小腿下连杆、电动缸，所述第二连杆光轴穿过小腿上连杆与膝关节外连杆与小腿上连杆通过深沟球轴承连接，膝关节内连杆、膝关节外连杆和小腿下连杆铰接；第三连杆光轴穿过小腿上连杆和轮毂框架与小腿上连杆通过深沟球轴承连接，第四连杆光轴穿过小腿下连杆和轮毂框架与小腿下连杆通过深沟球轴承连接，电动缸杆端与小腿上连杆连接，电动缸缸体端与小腿下连杆连接，小腿上连杆、小腿下连杆与膝部外连杆和轮毂转向结构中的轮毂框架组成平行四连杆机构；第三伺服电机通过第三减速器和联轴器，驱动电动缸活塞杆直线运动，实现平行四边形机构绕膝关节缓冲结构的转动，完成机械腿的伸缩动作。

2.根据权利要求1所述的轮腿复合式移动机器人的多自由度机械轮腿结构，其特征在于:所述轮毂大角度转向结构包括摆动式液压缸、轮毂转轴、车轮、轮毂电机、刹车支架、轮毂侧板、轮毂止转板、轮毂横板，所述轮毂框架上部和下部分别有安装孔，小腿上连杆和轮毂框架上部安装孔通过第三连杆光轴连接，小腿下连杆和轮毂框架下部安装孔通过第四连杆光轴连接，轮毂转轴穿过轮毂框架底部与轮毂横板通过法兰盘固连，轮毂转轴与轮毂框架通过深沟球轴承连接，摆动式液压缸与轮毂转轴连接，轮毂横板与轮毂侧板连接，轮毂止转板与轮毂侧板固连，轮毂止转板与刹车支架铰接，轮毂电机位于车轮内侧并与轮毂侧板固连；当压力油进入摆动式液压缸油腔时，推动轮毂转轴旋转运动，另一腔的油排回油腔；当压力油反向进入油腔时，轮毂转轴反向运动，从而实现轮毂的转向；通过控制压力油流向，轮毂转轴可实现-178°～178°大角度旋转。