[发明专利]一种轮履式可重构变形轮

说明书

本发明公开一种轮履式可重构变形轮，包括固定装置、轮履形态变形装置和履带行进装置；固定装置包括变形轮支撑架和U型支撑架；变形轮支撑架为变形轮的受力主体；U型支撑架安装在变形轮支撑架上并位于变形轮内部；轮履形态变形装置包括变形传动机构和变形连杆结构，变形传动机构用于驱动变形连杆结构可相对于变形轮支撑架伸出或缩回；履带行走装置的传动部分安装在变形轮支撑架上，弹性履带包覆于变形轮的外部轮廓并与变形连杆结构相接触。该轮履式可重构变形轮，具有自由切换两种形态能力和高承载能力，并且实施方式简单，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。

技术领域

本发明涉及机器人底盘技术领域，特别是涉及一种轮履式可重构变形轮。

背景技术

就我国现状来看，目前我国城市化进程加快，城市基础设施建设进程也明显加快，但西部等欠发达地区城市化水平仍有待提高，因此我们生存环境中的地形也多种多样，既包括城市中的硬质街道，楼梯以及花园绿地，也包括偏远地区的山地，雪地，甚至泥泞沼泽，不论是在军事作战或是抢险救灾中，均需要适应复杂地形移动底盘，来保证任务的顺利实施。

就全球范围来看，世界各国也在抓紧对能够应对复杂地形的移动底盘进行开发与研究，例如美国在第二次世界大战之后参与的局部战争，均表现出对无人机以及地面设备的巨大需要，因此其于1997年就开始实施“城市地区军事作战先进概念技术演示计划(MOUTACTD)”，该计划旨在使美军城市作战更易于接受，可行性更高，避免造成作战人员伤亡，从而达到战略目标以及政治目的。同时一些其他发达国家例如英、法、德、日等国家也在对相关特种地面作战平台进行研究。

一般来说，机器人底盘的运动方式分为轮式，履带式，腿式以及他们的结合方式轮腿式，腿履式，轮履式和轮履腿式。单从轮式，履带式和腿式三个运动方式来看，在相同情况下，轮式可达运动速度最高，其能量效率最高，其控制方式以及机械结构最简单，但越障能力例如爬坡和爬楼梯能力较差；履带式可达速度相比轮式较低，能量效率较低，其控制方式和轮式大致相同，机械结构复杂度较低，越障能力适中，能适应大多数复杂路面；腿式能达到的速度较低，机械结构复杂度较高，越障能力最高，但控制方式复杂，可靠性较差；因此在三者的结合中，包含腿式结构的运动方式需要的控制更为复杂，在复杂环境中的可靠性较差，因此设计制作一种轮履式可重构变形轮能有效的应对较为复杂陆地环境，从而达到救援的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮履式可重构变形轮，以解决上述现有技术存在的问题，具有自由切换两种形态能力和高承载能力，并且实施方式简单，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式可重构变形轮，该变形轮包括固定装置、轮履形态变形装置、履带行进装置；所述固定装置位于变形轮中央位置，作用是为其他装置提供安装位置；所述轮履形态变形装置安装在所述固定装置左右两侧，作用为完成变形轮履态与轮态之间的相互转化；所述的履带行走装置安装在固定装置的中央和变形轮外部，作用为使变形轮移动。

优选地，所述的固定装置包括变形轮支撑架、U型支撑架和保护壳组成；所述的变形轮支撑架为轮子的受力主体，支撑架上有可与各个装置进行同轴心配合的通孔；所述的U型支撑架形状呈“U”型，且存在两个呈左右对称分布的孔，与变形轮固定连接安装在变形轮内部，为所述轮履形态变形装置和履带行进装置提供安装圆柱孔；所述的保护壳呈圆形，上方具有若干圆柱孔，通过若干螺丝、螺母与所述变形轮支撑架安装在一起，对变形轮内部起到保护作用。