[发明专利]一种全地形自适应轮步式机器人

权利要求书

1.一种全地形自适应轮步式机器人，其特征在于，包括车架、四个轮足切换总成、电池和电机液压总成，两个轮足切换总成布置于车架的前端，另外两个轮足切换总成布置于车架的后端，电池和电机液压总成固设于车架上，电池和电机液压总成与轮足切换总成连接；车架中部设有两个中间腿总成，两个中间腿总成分别设置于车架两侧；

轮足切换总成包括油气悬挂、动力传输轴摇臂、动力传输轴、横向切换机构、纵臂和腿部机构，纵臂、横向切换机构和腿部机构依次套设于动力传输轴，油气悬挂的一端铰链固定于底盘上，油气悬挂的另一端与动力传输轴摇臂的一端铰接，动力传输轴摇臂的另一端与动力传输轴的一端连接，纵臂的下端设有车轮，车轮连接有轮毂电机；油气悬挂伸缩通过动力传输轴摇臂带动动力传输轴转动，横向切换机构切换至不同状态分别与纵臂或腿部机构连接，动力传输轴通过横向切换机构带动纵臂或腿部机构动作；

腿部机构包括切换自由度浮动机构、曲柄、曲柄连杆、单自由度电机、双自由度动力杆、连杆机构、脚板连杆和脚板，曲柄连杆的一端通过曲柄与单自由度电机连接，并与切换自由度浮动机构连接，动力传输轴与双自由度动力杆连接，双自由度动力杆通过连杆机构分别与切换自由度浮动机构和脚板连杆的上端连接，脚板连杆的上端与曲柄连杆的另一端铰接，脚板连杆的下端与脚板连接；单自由度电机通过减速电机支架固设于车架上；

切换自由度浮动机构包括双自由度液压缸和上端单自由度液压缸，双自由度液压缸的一端与上端单自由度液压缸的一端铰接，上端单自由度液压缸的另一端与曲柄连杆铰接，双自由度液压缸的另一端与连杆机构连接。

2.根据权利要求1所述的全地形自适应轮步式机器人，其特征在于，车架包括前车架和后车架，前车架的后端与后车架的前端之间连接有转向总成，两个前端轮足切换总成布置于前车架上，两个后端轮足切换总成布置于后车架上；中间足总成通过中间足安装支架与后车架的前端或前车架的后端连接。

3.根据权利要求2所述的全地形自适应轮步式机器人，其特征在于，转向总成包括转向器和转向轴，前车架的后端和后车架的前端均连接有连接件，转向轴穿过后车架的连接件与前车架的连接件连接，转向轴与后车架的连接件之间设有角接触球轴承。

4.根据权利要求1~3中任意一项所述的全地形自适应轮步式机器人，其特征在于，中间腿总成包括旋转执行器、大腿杆、小腿杆和中间足端机构，旋转执行器设置于车体上，旋转执行器与大腿杆上端连接，大腿杆的下端与小腿杆的上端铰接，足与小腿杆的下端连接，旋转执行器与大腿杆之间连接有第一推拉机构，大腿杆与小腿杆之间连接有第二推拉机构。

5.根据权利要求4所述的全地形自适应轮步式机器人，其特征在于，中间足端机构包括足身外壳、轮步转换机构和足底脚爪，轮步转换机构设置于足身外壳上；

足底脚爪包括脚爪和轮体，轮体通过主销轴设置于足身外壳的下端连接， 轮体与脚爪的一端连接，脚爪的另一端与轮步转换机构连接，轮步转换机构带动脚爪及轮体绕主销轴转动；

轮步转换机构包括推拉组件和转动片，推拉组件设置于足身外壳上，推拉组件与转动片铰接，转动片的端部与脚爪铰接；

转动片与脚爪之间连接有减震器；

脚爪的个数有多个，分为前脚爪和后脚爪，每个脚爪均连接有一个轮体，各轮体通过主销轴与足身外壳连接。

6.根据权利要求5所述的全地形自适应轮步式机器人，其特征在于，推拉组件包括丝杆电机、电机轨道架、轨道和轨道滑块，轨道沿竖向布置于足身外壳上，轨道滑块设置于轨道上，丝杆电机设置于足身外壳上，丝杆电机通过丝杆与轨道滑块连接，丝杆电机驱动丝杆带动轨道滑块沿轨道上下移动，轨道滑块通过滑块销轴与转动片铰接。

7.根据权利要求1所述的全地形自适应轮步式机器人，其特征在于，横向切换机构包括套设于动力传输轴上的两个制动盘和接合齿套，两个制动盘分别与纵臂和腿部机构连接，并分别布置于接合齿套的两侧，接合齿套连接有拨片，接合齿套内圈通过花键与动力传输轴连接，制动盘的内圈布置有内齿花键，接合齿套的外圈布置有外齿花键，接合齿套沿轴向来回移动通过花键与两个制动盘中的一个啮合。

8.根据权利要求1所述的全地形自适应轮步式机器人，其特征在于，连杆机构包括缸体底座、侧边连杆和下端液压杆连杆，缸体底座的两端分别与双自由度动力杆的一端和侧边连杆的一端铰接，双自由度液压缸的缸体与缸体底座连接固定，双自由度液压缸的液压杆与上端单自由度液压缸的一端铰接，侧边连杆的另一端与下端液压杆连杆的一端铰接，上端单自由度液压缸的另一端与曲柄连杆的一端铰接，下端液压杆连杆的另一端与双自由度动力杆的另一端和脚板连杆铰接。