[发明专利]复合腿足机构及3-UPS并联轮足复合弹跳机器人

说明书

本发明复合腿足机构及3‑UPS并联轮足复合弹跳机器人，其中，复合腿足机构，包括上半圆环、下半圆环，还包括并联摆动机构，所述上半圆环、下半圆环拼接成圆环时形成车轮，既实现轮式移动又在所述并联摆动机构的控制下实现足式行走；所述上半圆环、下半圆环重叠时实现弹跳移动。其目的在于提供一种灵活性高、承载力强的适用于月球崎岖地面探测的复合腿足机构及3‑UPS并联轮足复合弹跳机器人。

技术领域

本发明涉及一种有驱动行走推进装置的机器人，特别是涉及一种复合腿足机构及3-UPS并联轮足复合弹跳机器人。

背景技术

四足步行机器人按照腿部结构的不同，可分为串联、并联和混联机器人。现有的轮足复合机器人或是弹跳机器人大多采用串联形式的关节连接方式，造成单腿在负载能力和足端动态特性上存在缺陷。基于串联结构的移动机器人，单腿刚度较小，无法承担承载性要求高的任务；串联关节累计误差影响机器人单腿足端的运动精度；若采用高承载的液压结构，又会产生液压驱动的噪声问题以及使单腿的灵活性降低。

移动机器人按照运动方式分为足式、轮式、履带式和蠕动式等，其中以足式和轮式应用最广泛。轮式运动具有较高的运动速度、稳定性和负载能力，是最为成熟的运动形式，但是其避障能力和非结构化环境中运动性能不够理想。足式运动速度和效率较低，但是其足端轨迹是一系列离散点，可利用孤立的地面支撑，因此具有很强的避障能力和地形适应性。弹跳机器人作为一种移动平台，移动灵活，在崎岖地形具有很大优势，遇到沟壑或者障碍物可以轻松越过，特别是在月球低重力的环境下，其空间移动能力远高于单纯轮式或者足式机器人。

但是，目前复合运动机器人领域发展较慢，缺少能在多种运动模式下运行的复合机器人。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种灵活性高、承载力强的适用于月球崎岖地面探测的复合腿足机构及3-UPS并联轮足复合弹跳机器人。

为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种复合腿足机构，包括上半圆环、下半圆环，还包括并联摆动机构，所述上半圆环、下半圆环拼接成圆环时形成车轮，既实现轮式移动又在所述并联摆动机构的控制下实现足式行走；所述上半圆环、下半圆环重叠时实现弹跳移动。

进一步的，包括静平台，所述静平台通过所述并联摆动机构连接动平台，所述动平台与所述上半圆环连接并驱动其转动。

进一步的，所述上半圆环的圆弧部分周向镂空且镂空处内壁设置齿形成圆弧状齿条，所述圆弧状齿条上连接有宽齿轮，所述宽齿轮的轴一端连接齿轮驱动器，另一端连接下半圆环。

进一步的，所述上半圆环的直线部分两端对称间隔开设有一对长孔，所述长孔上滑动连接有弹簧连接块，两个弹簧连接块之间连接一弹簧且分别转动连接第一弹簧杆、第二弹簧杆，所述第一弹簧杆、第二弹簧杆的另一端相互铰接后固定连接弹跳足端。

进一步的，所述并联摆动机构包括对称固定于所述静平台上的基座以及连接于基座上的旋转驱动器、直线驱动器，所述直线驱动器上滑动连接有端部铰接于动平台上的并联杆，所述旋转驱动器、直线驱动器分别驱动所述并联杆上下摆动、伸长缩短并通过动平台带动车轮进行足式行走。

进一步的，所述直线驱动器通过连接块与所述基座转动连接。

另一方面，本发明还提供了一种包括上述任一复合腿足机构的3-UPS并联轮足复合弹跳机器人。

进一步地，3-UPS并联轮足复合弹跳机器人包括机身，所述复合腿足机构对称设置于机身两侧。

进一步地，3-UPS并联轮足复合弹跳机器人还包括姿态调节机构，所述姿态调节机构包括所述机身中心处开设的空腔、滑动连接在所述空腔内的滑块以及设置于所述机身内且与所述空腔连通的若干液体循环通道，所述滑块在液体作用下在所述空腔内缓慢滑动以调节机身的平衡。