[发明专利]一种用于无人变胞车的轮足式折叠腿

说明书

本发明涉及机器人腿的技术领域，具体的是一种用于无人变胞车的轮足式折叠腿，包括一对折叠腿机构，每个折叠腿机构包括由上至下依次连接的髋关节机构、大腿总成、膝关节机构、小腿总成和轮足；髋关节机构包括髋关节电机、第一谐波减速器、大腿连接板和第一轴承机构，大腿连接板带动大腿总成绕髋关节电机的输出轴转动；膝关节机构包括膝关节电机、第二谐波减速器、小腿连接板和第二轴承机构；小腿连接板带动小腿总成绕膝关节电机的输出轴转动，因此本发明的轮足式折叠腿可实现轮足驱动行走也可实现跨步行走；同时髋关节机构和膝关节机构分别包括一个电机，大大降低了折叠腿机构的尺寸及重量，有利于对轮足式折叠腿的轻量化设计。

技术领域

本发明涉及机器人腿的技术领域，具体的是一种用于无人变胞车的轮足式折叠腿。

背景技术

无人变胞车是一种具有广谱道路适应性的交通工具，通过变形可在结构路面上以汽车态高速行驶，在非结构路面上以轮足实现跨步行走。该无人变胞车应用场合十分广泛，主要应用在工作路面大多崎岖不平、具有障碍物的场合，民用方面主要用于工业生产搬运、地震勘探、灾难救险、星球探测(月球车)；军用方面主要用在反恐防暴、反恐侦测，甚至可以应用在未来战场上。

传统的两足式机器人的腿部结构不能同时满足结构路面的轮式高速行驶及非结构路面的高通过性。例如波士顿动力公司的两足式机器人Atlas，可以实现通过迈步行走来通过沟壑以及楼梯台阶等非结构道路，但是由于足部不是驱动轮，不能实现轮式驱动下的快速行驶和快速冲下楼梯，这样会大大降低机器人的运动效率。波士顿动力公司的另一种机器人Handle的足部是轮子，虽然可以实现在足轮驱动下的快速行驶和快速冲下楼梯，但是不能通过迈步行走来通过沟壑或者楼梯台阶等非结构道路。最重要的是，传统的两足机器人的腿部机构是不能折叠收拢的，因此传统的两足式机器人的腿部结构不适合用于无人变胞车中，需要设计一种用于无人变胞车的轮足式折叠腿。

发明内容

本发明为克服背景技术中的问题，本发明提供一种用于无人变胞车的轮足式折叠腿，该无人变胞车变形为汽车态时可以用四个电动轮实现轮式行驶，也可以打开轮足式折叠腿变形为类人态，在类人态时即可以独立电机驱动的轮足行驶，也可以腿部实现迈步行走等动作，满足无人变胞车类人态时在非结构面的高通过性。

具体技术方案如下：一种用于无人变胞车的轮足式折叠腿，包括一对折叠腿机构；

每个折叠腿机构包括由上至下依次连接的髋关节机构21、大腿总成、膝关节机构23、小腿总成24和轮足25；

所述髋关节机构21包括带减速器的髋关节电机、大腿连接板211和第一轴承机构，大腿连接板211为U形板；所述髋关节电机通过第一轴承机构设于大腿连接板211内；

所述大腿总成包括圆柱状的大腿22，大腿22的上端为法兰盘，大腿22的下端为棱柱；大腿22通过法兰盘固定连接着髋关节机构21的大腿连接板211的底部；

所述膝关节机构23包括带减速器的膝关节电机、小腿连接板231和第二轴承机构，小腿连接板231为U形板；所述膝关节电机通过第二轴承机构设于小腿连接板231内；

所述大腿22通过棱柱固定连接着膝关节机构23的第二轴承机构中的轴承座；

所述小腿总成24包括一对减震器241，一对减震器241的上端固定连接着小腿连接板231的底部；

所述轮足25为全伺服舵轮，一对减震器241的下端和轮足25的舵轴固定连接。

进一步，所述带减速器的髋关节电机包括髋关节电机212和第一谐波减速器213，髋关节电机212为关节电机；髋关节电机212的输出轴通过第一谐波减速器213和大腿连接板211的一侧板固定连接；大腿连接板211的底板固定连接着大腿22上端的法兰盘。

进一步，所述大腿连接板211的两侧板外侧分别固定连接着第一短轴214；