[发明专利]一种模块化可变构型的足轮式机器人

说明书

本发明公开一种模块化可变构型的足轮式机器人，属于空间操作领域。本发明的一种模块化可变构型的足轮式机器人，以双足轮式机器人为单体模块，单体模块能够独立运动，也能够任意拼接成不同构型的多足轮式机器人，每个单体模块同时携带不同的载荷，各个单体模块载荷之间协同工作，实现四足、六足、八足等多足轮式运动，解决现有足轮式机器人构型单一，运动方式单一，不能满足多样化任务需求的问题。

技术领域

本发明涉及一种模块化可变构型的足轮式机器人，属于空间操作领域。

背景技术

随着机器人技术的发展，陆续出现一系列具有良好适应性与机动性的移动机器人，以协助或替代人类完成繁重或危险的工作。移动机器人主流运动方式为足式运动或轮式运动。轮式机器人在平坦连续地形上运动速度快、稳定性好、控制简单、能量利用率高、负载比大，适用于人工修建的室内以及道路环境，但是多数轮式机器人仅能跨越尺寸小于轮半径的障碍，不具备全地形通过性。而足式机器人能够在离散支撑点上落足，具备全地形通过性，适用于非结构化地形上的工作，但是运动规划和运动控制较为复杂，实际运动速度慢，能量利用率低、负载比小。因此出现足轮式机器人，结合轮式机器人和足式机器人的优势，在一般地形下，采用轮式运动以提升移动速度，降低能量消耗，而在崎岖地形下，切换为足式运动进行前进，具有全地形通过性，在以平坦地形为主，同时兼有部分崎岖地形的情况下体现出优异的运动特性。

关于足轮式机器人，如申请公布号为CN110525535A，名称为“一种双轮足混合自平衡机器人”的专利申请，公开了一种结构紧凑的一种双轮足混合自平衡机器人；例如申请公布号为CN114348135A，名称为“一种六足轮腿式爬行机器人”的专利申请，公开了一种可以调整构型的六足轮腿式爬行机器人。但是目前的足轮式机器人均为单一构型，仅能以某种单一构型进行运动，而所涉及的调整构型也仅是改变部件间距，没有实现各个模块自由组合，不能满足多样化的任务需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种模块化可变构型的足轮式机器人，以双足轮式机器人为单体模块，单体模块能够独立运动，也能够任意拼接成不同构型的多足轮式机器人，每个单体模块同时携带不同的载荷，各个单体模块载荷之间协同工作，实现四足、六足、八足等多足轮式运动，解决现有足轮式机器人构型单一，运动方式单一，不能满足多样化任务需求的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明公开的一种模块化可变构型的足轮式机器人，基本构成单元包括：双足轮式机器人模块化单体和连接装置；

所述双足轮式机器人模块化单体包括：1组机身和2组轮腿结构；

2组所述轮腿结构对称固定于所述机身两侧；

所述机身包括：外壁、主控板、惯性测量单元、电源管理板、电池以及电池架；

所述外壁呈长方体状，包括：前壁、后壁、左壁、右壁、上壁、下壁、块状连接件以及条状连接件；

所述前壁、所述后壁、所述左壁、所述右壁、所述上壁以及所述下壁通过所述块状连接件以及所述条状连接件固接为整体；

所述前壁、所述后壁、所述左壁、所述右壁、所述上壁以及所述下壁两两相邻的公共边通过所述条状连接件固定；

所述前壁、所述后壁、所述左壁、所述右壁、所述上壁以及所述下壁相邻的公共角通过所述块状连接件固定；

所述主控板、所述惯性测量单元、所述电源管理板、所述电池以及所述电池架分别固定于所述外壁内部，所述外壁实现保护以及隔离作用；

所述主控板、所述惯性测量单元以及所述电源管理板均为小型电路板，固定在所述后壁上；

所述主控板用于实现对所述双足轮式机器人模块化单体的控制；