[发明专利]一种可重构机器人

说明书

本发明公开了一种可重构机器人，包括躯体、安装在躯体上的控制器以及多个行走机构，多个行走机构安装在躯体的相对两侧，并在控制器的控制下进行躯体的运动；躯体包括多个单元节、转动关节以及调节机构；单元节具有框架和设置在框架上的滚动部；多个单元节中的框架依次排列并通过转动关节进行转动连接；其中，不同单元节中的滚动部位于框架的相对同侧；调节机构用于驱动相邻框架围绕转动关节产生转动，以驱动多个单元节中的框架相平齐而使得躯体展开为能够进行爬行的平面形态；和，驱动多个单元节中的框架相围合并首尾相接而使得躯体收缩为能够进行滚动的球形态。本发明能够根据使用场景进行形态的自由切换，具有强大的探索能力和极强的越障能力。

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及一种具有不同形态的可重构机器人。

背景技术

随着人类科学技术的发展，人类探索的步伐不断延伸，但基于现有的探测装置，在一些环境恶劣的地方难以进行野外勘探。

现有技术中的多足机器人通常为具有单一形态的爬行机器人，例如中国专利202111001946.6所公开的一种仿生蟑螂特种机器人；再例如中国专利201910617688.0所公开的一种基于Schatz机构的多足爬行机器人；上述现有技术中的多足机器人在爬行时控制对侧的腿运动相位相反，以实现平稳前进。

现有技术中还存在球形机器人，球形机器人是一种滚动行走机器人，具有运动速度快、越野性能好等特点，逐渐成为国内外智能机器人研究领域的热点之一。现有技术中的球形机器人通常采用改变重心使其运动的方式，例如中国专利202011125883.0所公开的一种球形机器人；上述现有技术中球形机器人的在复杂地面上难以控制自身重心，极大的限制了球形机器人的使用场景。

为了满足多重环境的任务要求，可重构机器人是近年来的研究热点；可重构机器人是一种能根据任务的需要和环境的变化，重新构型的机器人。然而现有技术中的可重构机器人，在重构的不同形态下往往采用不同的动力源进行驱动，例如平面形态下采用机械腿结构进行驱动，在球形态下采用重心进行驱动，这将极大的浪费了机器人的空间，减少了其功能扩展的能力。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能够根据使用场景进行形态切换的可重构机器人。

为了实现上述主要目的，本发明提供了一种可重构机器人，包括躯体、安装在躯体上的控制器以及多个行走机构，多个行走机构安装在躯体的相对两侧，并在控制器的控制下进行躯体的运动；躯体包括多个单元节、转动关节以及调节机构；

单元节具有框架和设置在框架上的滚动部；多个单元节中的框架依次排列并通过转动关节进行转动连接；其中，不同单元节中的滚动部位于框架的相对同侧；

调节机构用于驱动相邻框架围绕转动关节产生转动，以驱动多个单元节中的框架相平齐而使得躯体展开为能够进行爬行的平面形态；和，驱动多个单元节中的框架相围合并首尾相接而使得躯体收缩为能够进行滚动的球形态。

根据本发明的一种具体实施方式，调节机构包括长度可变的调节杆，调节杆的两端分别通过铰接座连接相邻单元节中的两个框架；通过改变调节杆的长度，驱动与其相连接的两个框架围绕转动关节进行转动。

进一步地，调节杆为电动推杆。

根据本发明的一种具体实施方式，转动关节为合页结构、齿轮结构或者套筒结构。

根据本发明的一种具体实施方式，每个单元节具有两个或两个以上并排设置的滚动部；多个单元节的滚动部可形成为骨架式球形壳体。

根据本发明的一种具体实施方式，单元节还包括设置在滚动部上的保护壳体。

进一步地，保护壳体为装配式弧形壳体，其包括两个或两个以上的子壳体；其中，不同的弧形壳体之间可配合形成球壳状。