[发明专利]一种多模态双足轮腿机器人

说明书

本发明提供了一种多模态双足轮腿机器人，包括腰部模块、左大腿模块、右大腿模块、左小腿模块和右小腿模块，所述左大腿模块、右大腿模块互为镜像，所述左小腿模块、右小腿模块互为镜像。本发明的有益效果是:具备轮足切换功能，能够针对不同的地面分别采用轮与足不同的结构来进行移动，适用于长途步行的移动应用，应用场景较多。

技术领域

本发明涉及机器人，尤其涉及一种多模态双足轮腿机器人。

背景技术

足式或者轮式机器人已经广泛应用在工业或者服务业中。但是足式机器人或者轮式机器人都有自身的不足之处。例如，足式机器人在平整路面的移动速度和运行效率远远低于轮式机器人；而轮式机器人对非结构化表的适应能力和越障能力又远远低于双足机器人。双足轮腿机器人能够同时适应平整路面和非结构化路面，通过轮式移动提升双足机器人的移动速度和运行效率，通过足式运动提升双轮机器人的路面适应能力和越障能力。并且双足轮腿的结构相较于多足结构有更好的亲和性，与人能够友好地进行交互。同时通过膝关节的转动实现腿部的屈伸，能够增加机器人的垂直工作空间，并且也可通过该种改变形态的方式来实现机器人的垂直避障。相较于轮式移动和足式移动机器人，其性能更加鲁棒，应用场景更加广泛。

现有的双足轮腿机器人的末端都是轮与地面接触，不能够针对不同的地面分别采用轮与足不同的结构来进行移动，因此其并不适用于长途步行的移动应用，应用场景十分有限。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种多模态双足轮腿机器人。

本发明提供了一种多模态双足轮腿机器人，包括腰部模块、左大腿模块、右大腿模块、左小腿模块和右小腿模块，所述左大腿模块、右大腿模块互为镜像，所述左小腿模块、右小腿模块互为镜像，所述腰部模块包括腰部安装板、腰部连接板、左大腿转动驱动组件、右大腿转动驱动组件，所述腰部安装板与所述腰部连接板连接，所述左大腿转动驱动组件、右大腿转动驱动组件互为镜像并分别连接于所述腰部连接板的左右两侧，所述左大腿模块包括大腿支撑组件和安装在所述大腿支撑组件上的膝盖转动驱动组件，所述左大腿转动驱动组件与所述大腿支撑组件连接，所述述左大腿转动驱动组件驱动所述大腿支撑组件与所述腰部模块进行相对转动运动，所述左小腿模块包括足式模块、脚踝驱动模块、膝关节传动模块、轮足切换模块、轮式模块，所述膝盖转动驱动组件与所述膝关节传动模块连接，所述膝盖转动驱动组件驱动所述膝关节传动模块与所述左大腿模块进行相对转动运动，所述膝关节传动模块与所述脚踝驱动模块连接，所述脚踝驱动模块与所述足式模块连接，所述脚踝驱动模块驱动所述足式模块与所述脚踝驱动模块进行相对转动运动，所述轮足切换模块安装在所述脚踝驱动模块上，所述轮足切换模块与所述轮式模块连接，所述轮足切换模块驱动所述轮式模块进行上下升降运动，以进行轮足切换。

作为本发明的进一步改进，所述轮足切换模块主要由轮足切换驱动电机、轮足切换电机安装件、轮足切换电机联轴器、丝杠输入端固定件、丝杠滑块、丝杠、丝杠滑动轴、丝杠固定端固定件、轮足切换模块连接件、轮式模块安装件组成，所述轮足切换电机安装件、丝杠输入端固定件、丝杠固定端固定件分别固定在所述脚踝驱动模块上，所述轮足切换驱动电机安装在所述轮足切换电机安装件上，所述丝杠、丝杠滑动轴分别平行架设在所述丝杠输入端固定件、丝杠固定端固定件上，所述轮足切换驱动电机通过轮足切换电机联轴器与所述丝杠连接，所述丝杠滑块通过丝杆螺母与所述丝杠连接，所述丝杠滑块与所述丝杠滑动轴为滑动配合，所述丝杠滑块与所述轮足切换模块连接件连接，所述轮足切换模块连接件与所述轮式模块安装件连接，所述轮式模块安装件与所述轮式模块连接。

作为本发明的进一步改进，所述丝杠滑块位于所述丝杠输入端固定件、丝杠固定端固定件之间。

作为本发明的进一步改进，所述轮式模块主要由轮缘支撑件、轮式移动动力电机、包胶组成，所述轮缘支撑件固定在所述轮式模块安装件上，所述轮式移动动力电机安装在所述轮缘支撑件的内部，所述包胶与所述轮缘支撑件为转动配合，所述轮式移动动力电机与所述包胶连接，所述轮式移动动力电机驱动所述包胶转动。