[发明专利]轮足一体化机器人

权利要求书

1.轮足一体化机器人，其特征在于：包括机身主体(1)、轮足盘(2)、腿(3)；四条腿(3)沿机身(1)的两侧对称布置；四条腿(3)分为两组，每组两条腿，每组的两条腿(3)最底部关节固定在轮足盘(2)，机身主体(1)内安装有总控电机(4)、控制板(5)和电池(6)；电池(6)与控制板(5)连接，控制板(5)与总控电机(4)连接，总控电机(4)与轮足盘(2)连接，轮足盘(2)与腿(3)连接；控制板(5)与总控电机(4)及机器人的舵机相连，用于控制机器人运动。

2.根据权利要求1所述的轮足一体化机器人，其特征在于：腿由舵机、支撑主体、旋转关节、半轮和锁死结构构成，共分为四个区；第一区包括轮足盘(2)、第一支撑主体(15)、第一舵机(7)、第一旋转关节(11)；轮足盘(2)与第一支撑主体(15)通过第一舵机(7)与第一旋转关节(11)连接；在以足式运动时，第一支撑主体(15)在第一舵机(1)的带动下能够绕第一旋转关节(11)旋转；在以轮式运动时，第一支撑主体(15)在第一舵机(1)的带动下旋转至水平方向，然后不再旋转；第二区包括第一支撑主体(15)、第二支撑主体(16)、第二舵机(8)和第二旋转关节(12)；第一支撑主体(15)和第二支撑主体(16)通过第二舵机(8)和第二旋转关节(12)连接；在以足式运动时，第二支撑主体(16)在第二舵机(8)的带动下可能够绕第二旋转关节(12)旋转；在以轮式运动时，第二支撑主体(16)在第二舵机(8)的带动下旋转至水平方向然后不再旋转；第三区包括第二支撑主体(16)、第一半轮(13)、第三舵机(9)、第一半轮(13)、第二半轮(14)、第四舵机(10)；第二支撑主体(16)和第一半轮(13)通过第三舵机(9)连接；第一半轮(13)和第二半轮(14)通过第四舵机(10)连接；在进行轮足转换时，第二半轮(14)在第四舵机(10)的带动下旋转半圈然后通过锁死结构(17)进行锁死，将第一半轮(13)和第二半轮(14)拼成完整可旋转轮，从而实现轮足结构的转换。

3.根据权利要求1所述的轮足一体化机器人，其特征在于：所述控制板(5)上设有定位模块、摄像头模块、麦克风、Wi-Fi模块、综合检测模块以及轮足控制模块，所述定位模块、摄像头模块、麦克风、Wi-Fi模块、综合检测模块均与轮足控制模块相连。

4.根据权利要求1所述的轮足一体化机器人，其特征在于：所述机身主体(1)由主体框架、外置金属保护壳构成；腿(3)与机身主体(1)的主体框架通过双头螺栓轴向连接，外置金属保护壳与机身主体(1)上部固定连接。

5.根据权利要求1所述的轮足一体化机器人，其特征在于：所述定位模块包括gps系统和GY953 AHRS惯性传感器，能够根据规划完成巡逻任务的路线。

6.根据权利要求1所述的轮足一体化机器人，其特征在于：所述总控电机(4)、控制板(5)经由所述电池(6)供电，并由轮足控制模块控制产生运动脉冲信号；轮足控制模块将运动脉冲信号分别传至四条腿的足轮盘(2)位置处，足轮盘(2)既连接机身主体(1)与四条腿；轮足控制模块作为控制四条腿的运动脉冲信号载体，对第一舵机(7)进行控制，为腿部运动提供第一个自由度的运动控制，使各腿的第一旋转关节(11)能够进行水平运动；同时，传递至第二舵机(8)、第三舵机(9)的运动信号也由控制板(5)经由足轮盘(2)位置进行传递。

7.根据权利要求1所述的轮足一体化机器人，其特征在于：轮足转换及两种状态分别运动的过程中，控制板(5)给出统一的运动脉冲信号以完成对各舵机的同步控制，通过步态分析计算不同状态下舵机的控制信号状态；控制板(5)发出运动脉冲信号，对应舵机接收并完成相应运动状态，即可通过控制板(5)同步控制四足中各舵机的运动状态以完成机器人的各运动步态。

8.根据权利要求1所述的轮足一体化机器人，其特征在于：所述摄像头模块安装在机身主体(1)的前部及后部，可以监控周围环境，实现无死角监控；麦克风采用麦克风传感器MAX9814，麦克风传感器MAX9814安装在机身主体(1)的顶部，并由一个圆柱体支撑；Wi-Fi模块ESP-12S内嵌于机身主体(1)，能够通过移动设备进行连接和控制；通过Wi-Fi模块提供巡逻、监控和报警功能；所述轮足控制模块包含遥控和声控两种模式，当地形平坦时采用轮控制模式，当地形较为崎岖或较为复杂时则采用足控制模式；综合检测模块包括湿度传感器SHT30、压力压强传感器MY2901和红外传感器HC141；湿度传感器SHT30和压力压强传感器MY2901安装在机身主体(1)的内部，红外传感器HC141安装在机身主体(1)表面。