[发明专利]一种串联式轮腿行星探测器

说明书

本发明公开一种串联式轮腿行星探测器，包括主体单元、腿部单元和轮部单元，搭载平台能够用于搭载探测设备，且同时设置腿部单元和轮部单元，利用轮部单元能够实现平面运动，且轮子可转动地与腿部单元相连，方便平面运动转向，提高了装置的运动自由度；本发明利用腿部单元能够实现类似足式机器人的行走、翻越障碍运动，提高装置运动效率；大腿组件和小腿组件均具有平行四边形机构，在减轻腿部单元质量的同时，增大了腿部单元运动空间，增强了装置翻越障碍的能力，保证了腿部单元末端运动过程中与机器人主体保持平行，轮部单元传递到腿部单元的力竖直向上。本发明结合了轮式探测器与腿式探测器的优点，在未来行星探测中能够高效的完成探测任务。

技术领域

本发明涉及探测器技术领域，特别是涉及一种串联式轮腿行星探测器。

背景技术

随着技术的发展，人类加快了对宇宙的探索步伐。探测器能够代替人类对行星等未知领域进行探测，能够极大提高探测效率，因此能够适应多地形的行星探测器至关重要。而轮腿式探测器作为一类探测器，结合了轮式与足式探测器的优势，具有较好的发展前途。现有的轮腿式探测器，主要分为串联式、并联式、一体式这三种，而串联式由于其布局不需用切换装置，目前使用较为广泛。

例如，公开号为CN113086045A的中国发明专利，公开了一种六轮腿壁面越障机器人，其通过轮腿串联方式进行布局，但是这种设计，腿部自由度较少。为增加腿部自由度，同时能够减轻腿部重量，出现腿部连杆设计方案。例如，公开号为CN113200099A的中国发明专利，公开了一种全地形轮腿式机器人，采用连杆设计，质量较轻，但这种设计的缺陷是轮腿部的运动自由度过低，不能完成平面全向运动，同时腿部连杆设计过于单薄，容易发生断裂等问题，对于未来行星探测并不十分适用。

因此，如何改变现有技术中，轮腿式行走机构的运动自由度较低且运动效率不佳的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种串联式轮腿行星探测器，以解决上述现有技术存在的问题，提高轮腿行星探测器的运动自由度和运动效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种串联式轮腿行星探测器，包括：

主体单元，所述主体单元包括搭载平台，所述搭载平台能够用于搭载探测设备和控制系统；

腿部单元，所述腿部单元包括大腿组件和小腿组件，所述大腿组件可转动地与所述搭载平台相连，所述小腿组件可转动地与所述大腿组件相连，所述大腿组件和所述小腿组件均具有平行四边形机构；

轮部单元，所述轮部单元与所述小腿组件相连且二者连接面平行于所述搭载平台，所述轮部单元包括轮子，所述轮子可转动地与所述腿部单元相连，所述轮子相对于所述腿部单元的转动轴线平行于所述搭载平台。

优选地，所述大腿组件包括大腿舵机、大腿外板和大腿内板，所述小腿组件包括小腿舵机、小腿外板、小腿内板和腿部末端连接块，所述小腿舵机连接有第一杆件，所述第一杆件与所述大腿内板铰接，所述第一杆件铰接有第二杆件，所述第二杆件的另一端与所述小腿内板铰接，所述大腿舵机与所述大腿外板相连，所述大腿外板与所述小腿外板铰接，所述腿部末端连接块与所述搭载平台之间设置有第三杆件、第四杆件以及第五杆件，所述第三杆件的一端与所述搭载平台铰接，所述第三杆件的另一端与所述第四杆件的一端铰接，所述第四杆件的另一端与所述第五杆件的一端铰接，所述第五杆件的另一端与所述腿部末端连接块铰接，所述第四杆件连接有第一固定轴，所述小腿内板、所述大腿内板、所述大腿外板以及所述小腿外板均可转动地与所述第一固定轴相连，所述第一固定轴位于所述第四杆件和所述第三杆件的铰接点与所述第四杆件和所述第五杆件的铰接点之间；所述腿部末端连接块连接有第二固定轴，所述小腿内板和所述小腿外板均分别可转动地与所述第二固定轴相连，所述大腿外板与所述大腿内板平行设置，所述腿部末端连接块与所述轮部单元相连，所述小腿外板与所述小腿内板平行设置，所述小腿舵机和所述大腿舵机均固定于所述搭载平台上；