[发明专利]一种具备爬行及滚动功能的仿生移动机器人

说明书

本发明公开了一种具备爬行及滚动功能的仿生移动机器人，包括具有容置腔的躯体、与躯体连接的蹬腿组件、四组第一二自由度腿组件和两组三自由度腿组件。四组第一二自由度腿组件分别与躯体连接，且分别位于躯体的左前端、左后端、右前端和右后端。两个三自由度腿组件分别和躯体连接，且分别位于躯体的左中端和右中端。三自由度腿组件包括与躯体连接的转动件和与转动件输出轴连接的第二二自由度腿组件；转动件的输出轴竖直。第一二自由度腿组件和第二二自由度腿组件的末端均为弧形足，弧形足能够配合形成用于本发明滚动前行滚动轮。本发明具有爬行状态和滚动状态，蹬腿组件用于给滚动状态提供动力。本发明共包含15个自由度，自由度少，控制简单。

技术领域

本发明属于仿生机器人领域，尤其涉及一种具备爬行及滚动功能的仿生移动机器人。

背景技术

随着科学技术的发展，人类对未知世界的探索范围正在逐渐扩大，为了更好辅助人类探索复杂未知的领域，人类将目光转移到移动机器人。对于移动机器人来说，现有的主要运动形式中最常见的结构有足式、轮式、履带式、轮足式等。在平坦地面中，轮式车辆、履带式车辆应用广泛，具有显著的优势。但当在不平坦地面上行驶时，它们的能量消耗太大，当遇到松软或严重崎岖的地形时，车轮的优势将严重丧失。在复杂崎岖地面环境中，轮式或履带式车辆很难到达，但自然界中很多足式动物却能够在这些地面行走自如，足式运动方式在不平地面和松散地面上的运动速度较高，而能耗较少。

现有的足式机器人一般有四足、六足、八足等机器人。四足机器人的关节少，便于操控，但稳定性较差；八足机器人稳定性好，但驱动关节多，控制复杂；六足移动机器人具有良好的稳定性和操控性。为了提高在平坦地面快速移动能力，可结合轮式机器人的特点构型成轮足式结构，兼具有平坦地面的快速移动性和崎岖地面的适应性，但现有的轮足式机器人多是在腿上外加一个驱动轮，运动关节较多，自由度较多，控制较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备爬行及滚动功能的仿生移动机器人，以解决现有技术中六足移动机器人自由度较多的问题。

本发明的技术方案为：

一种具备爬行及滚动功能的仿生移动机器人，包括：

躯体，设置有容置腔；所述躯体具有与所述仿生移动机器人直线运动方向相同的前后两侧，以及与所述仿生移动机器人直线运动方向垂直的左右两侧；

蹬腿组件，与所述躯体连接；

两对第一二自由度腿组件，分别位于所述躯体左右两侧；每对的两个所述第一二自由度腿组件分别对称设置在在所述躯体前后两侧；所述第一二自由度腿组件均与所述躯体连接；

两个三自由度腿组件，对称分布于所述躯体的左右两侧，且均与所述躯体连接；所述三自由度腿组件包括转动件和第二二自由度腿组件；所述转动件的固定端与所述躯体连接，所述转动件的输出轴与所述第二二自由度腿组件连接，用于驱动所述第二二自由度腿组件绕所述转动件的输出轴的轴线转动；所述转动件的输出轴的轴线竖直；

所述第一二自由度腿组件和所述第二二自由度腿组件的末端均为弧形足；

爬行状态，所述第一二自由度腿组件和所述三自由度腿组件配合用于所述仿生移动机器人的行走；两组所述三自由度腿组件配合用于所述仿生移动机器人的转向；

滚动状态，所述转动件驱动所述第二二自由度腿组件转向至其所在平面与位于所述躯体同一侧的所述第一二自由度腿组件所处平面平行；位于所述躯体同一侧的所述二自由度腿组件和所述三自由度腿组件的所述弧形足配合形成具有缺口的滚动轮，所述蹬腿组件相对于所述缺口做伸缩运动，所述蹬腿组件伸出时穿设所述缺口，所述蹬腿组件做伸缩运动和所述滚动轮配合用于所述仿生移动机器人的滚动前行。

优选地，所述第一二自由度腿组件还包括第一驱动件、第二驱动件和第一连杆；