集固定、原地转向功能的轮腿式六足机器人的制作方法

本实用新型涉及六足机器人领域，更具体的说，尤其涉及一种集固定、原地转向功能的轮腿式六足机器人。

背景技术：

轮腿式足的机器人对复杂地形具有较高的适应性，同时六足机器人的稳定性较高，因此轮腿式的六足机器人是一种具有较高实际应用价值的移动机器人。

现有的轮腿式机器人仍有各式各样的不足之处，例如申请号为cn201720434440.7的中国实用新型专利公开了一种轮腿变换式机器人，在轮式情况下,由伺服电机驱动轮子前行，在腿式情况下，先由伺服电机调节轮腿机构的驱动轴心，当直流电机接通后使轮子折叠为一个半圆形腿，再由伺服电机驱动半圆形腿前行；申请号为cn104608838a的中国实用新型专利公开了一种六足轮腿式爬行仿生机器人，其躯干前部、躯干后部与躯干中部之间的间距可调，轮腿的刚度也可以进行调整，使得设备的最大跨越沟渠宽度与最大攀越阶梯障碍高度均可以变化。但是，上述的实用新型专利和实用新型专利有的四足相比于六足，稳定性欠佳，且轮腿式机器人应用于各种恶劣的环境，当处于狭窄环境内或者地形很差的环境中时，对于机器人的转向可能不会有太大的空间，且轮腿式机器人在进行作业时，会有负载存在，仅以轮腿作为支撑，会降低机身的稳定性，影响作业效率。

针对上述不足，需要设计开发一种集固定、原地转向功能的轮腿式六足机器人，能够补足上述缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于解决现有的轮腿式六足机器人在复杂地形情况下的适应问题以及作业效率问题，提出了一种集固定、原地转向功能的轮腿式六足机器人，具有结构简单，成本较低的特点，能够在有些人类无法到达的地方或者是会危及到人类生命安全的地方进行作业，增加轮腿式六足机器人的实用性，增加其适用范围。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种集固定、原地转向功能的轮腿式六足机器人，包括上板、下板、上下板连接件、支撑件结构、轮腿驱动装置和轮腿结构，所述上板和下板平行设置且上板和下板通过上下板连接件固定连接，上板、下板和上下板连接件共同构成整体机架，轮腿驱动装置固定在下板上，轮腿驱动装置连接轮腿结构并驱动轮腿结构运动，所述轮腿结构和轮腿驱动装置设置有六对，六条轮腿结构均匀对称布置在整体机架的左右两侧；

所述轮腿驱动装置包括轮腿驱动电机和电机架，电机架通过螺栓固定在下板的上表面上，轮腿驱动电机固定在电机架上；所述轮腿结构包括圆弧轮腿、轮腿电机架、轮腿连接件和步进电机，所述轮腿连接件通过螺栓固定连接在圆弧轮腿的内侧面上，步进电机竖直固定在轮腿电机架上，步进电机的输出轴连接轮腿连接件，步进电机运动时驱动圆弧轮腿和轮腿电机架绕着竖直设置的步进电机的输出轴进行转动；所述轮腿驱动电机的输出轴连接轮腿结构的轮腿连接件，轮腿驱动电机运动时驱动轮腿结构整体绕着水平设置的轮腿驱动电机的输出轴进行转动；

所示支撑件结构包括支撑件架、丝杆驱动电机、撑杆、推杆、移动块和丝杆，所述支撑件架通过螺栓固定在下板的下表面上，所示丝杆驱动电机通过螺栓水平固定在支撑件架上，所述丝杆通过轴承和轴承座安装在支撑件架上，丝杆驱动电机连接丝杆的一端，移动块套装在丝杆上；所述撑杆的上端铰接在支撑件架上，推杆的一端铰接在撑杆的中部，所述推杆的另一端铰接在移动块上；丝杆驱动电机运动时驱动丝杆转动，进而带动移动块沿着丝杆直线运动，移动块沿着丝杆直线运动时带动推杆的上端水平移动，进而通过推杆的下端带动撑杆绕着撑杆与支撑件架之间的铰接轴进行转动；所述支撑件结构设置有四个，四个支撑件结构方向交错分布，四个支撑件结构等间距的分布在下板的下表面上。

进一步的，所述上下板连接件包括竖直的支撑板、水平的上连接板和水平的下连接板，上连接板的一侧连接支撑板的上端，下连接板的一侧连接支撑板的下端，支撑板、上连接板和下连接板一体式成型，上连接板通过螺栓固定在上板上，下连接板通过螺栓固定在下板上。

进一步的，所述上下板连接件设置有前后设置的一对，两块上下板连接件分别设置在上板和下板之间的前端和后端。

进一步的，所述下板和上板的左侧中部和右侧中部向外凸出，同侧的前后两个轮腿结构位于同一条水平线上，中间的轮腿驱动装置与前后的两个轮腿结构的位置错开。

进一步的，所述轮腿连接件呈弧形且弧度与圆弧轮腿一致，轮腿连接件与圆弧轮腿的上端近端部贴合并通过螺栓固定连接，步进电机的输出轴与延长线经过圆弧轮腿的圆形。

进一步的，所述推杆设置有等长的两根，两根推杆的上端分别铰接在移动块上，两根推杆的下端均铰接在撑杆的中部。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用六个轮腿结构，六个轮腿结构简单且机器人整体对称结构，结构较为简单，节省成本；本实用新型集成了固定和原地转向功能，提升了机器人的实用性和适用范围，且采用的轮足结构，大大增加了机器人对与地形的适应能力；本实用新型整体装置灵活性高，承载能力强，结构紧凑，设计合理，加工和装配工艺良好。

附图说明

图1是本实用新型一种集固定、原地转向功能的轮腿式六足机器人的整体结构示意图。

图2是本实用新型轮腿结构的结构示意图。

图3是本实用新型支撑件结构的结构示意图。

图4是本实用新型轮腿连接件的结构示意图。

图5是本实用新型轮腿电机架的结构示意图。

图6是本实用新型轮腿的结构示意图。

图中，1-上板、2-下板、3-轮腿驱动电机、4-上下板连接件、5-轮腿结构、6-支撑件、7-电机架、8-圆弧轮腿、9-轮腿电机架、10-轮腿连接件、11-步进电机、12-支撑件架、13-丝杆驱动电机、14-撑杆、15-推杆、16-移动块、17-丝杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1~6所示，一种集固定、原地转向功能的轮腿式六足机器人，包括上板1、下板2、上下板连接件4、支撑件结构6、轮腿驱动装置和轮腿结构5，所述上板1和下板2平行设置且上板1和下板2通过上下板连接件4固定连接，上板1、下板2和上下板连接件4共同构成整体机架，轮腿驱动装置固定在下板2上，轮腿驱动装置连接轮腿结构5并驱动轮腿结构5运动，所述轮腿结构5和轮腿驱动装置设置有六对，六条轮腿结构5均匀对称布置在整体机架的左右两侧，即左边三条轮腿结构5，右边三条轮腿结构5。

所述轮腿驱动装置包括轮腿驱动电机3和电机架7，电机架7通过螺栓固定在下板2的上表面上，轮腿驱动电机3固定在电机架7上；所述轮腿结构5包括圆弧轮腿8、轮腿电机架9、轮腿连接件10和步进电机11，所述轮腿连接件10通过螺栓固定连接在圆弧轮腿8的内侧面上，步进电机11竖直固定在轮腿电机架9上，步进电机11的输出轴连接轮腿连接件10，步进电机11运动时驱动圆弧轮腿8和轮腿电机架9绕着竖直设置的步进电机11的输出轴进行转动；所述轮腿驱动电机3的输出轴连接轮腿结构5的轮腿连接件10，轮腿驱动电机3运动时驱动轮腿结构5整体绕着水平设置的轮腿驱动电机3的输出轴进行转动。

所示支撑件结构6包括支撑件架12、丝杆驱动电机13、撑杆14、推杆15、移动块16和丝杆17，所述支撑件架12通过螺栓固定在下板2的下表面上，所示丝杆驱动电机13通过螺栓水平固定在支撑件架12上，所述丝杆17通过轴承和轴承座安装在支撑件架12上，丝杆驱动电机13连接丝杆17的一端，移动块16套装在丝杆17上；所述撑杆14的上端铰接在支撑件架12上，推杆15的一端铰接在撑杆14的中部，所述推杆15的另一端铰接在移动块16上；丝杆驱动电机13运动时驱动丝杆17转动，进而带动移动块16沿着丝杆17直线运动，移动块16沿着丝杆17直线运动时带动推杆15的上端水平移动，进而通过推杆15的下端带动撑杆14绕着撑杆14与支撑件架12之间的铰接轴进行转动；所述支撑件结构6设置有四个，四个支撑件结构6方向交错分布，四个支撑件结构6等间距的分布在下板2的下表面上。

所述上下板连接件4包括竖直的支撑板、水平的上连接板和水平的下连接板，上连接板的一侧连接支撑板的上端，下连接板的一侧连接支撑板的下端，支撑板、上连接板和下连接板一体式成型，上连接板通过螺栓固定在上板1上，下连接板通过螺栓固定在下板2上。

所述上下板连接件4设置有前后设置的一对，两块上下板连接件4分别设置在上板1和下板2之间的前端和后端。

所述下板2和上板1的左侧中部和右侧中部向外凸出，同侧的前后两个轮腿结构5位于同一条水平线上，中间的轮腿驱动装置与前后的两个轮腿结构5的位置错开。

所述轮腿连接件10呈弧形且弧度与圆弧轮腿8一致，轮腿连接件10与圆弧轮腿8的上端近端部贴合并通过螺栓固定连接，步进电机11的输出轴与延长线经过圆弧轮腿8的圆形。

所述推杆15设置有等长的两根，两根推杆15的上端分别铰接在移动块16上，两根推杆15的下端均铰接在撑杆14的中部。

本实用新型的具体工作流程如下：

前进时，整体机架内的机体内的轮腿驱动电机3带动轮腿结构5绕轮腿驱动电机3的输出轴旋转，假设机体左侧的轮腿结构从前到后分别为轮腿一、轮腿二、轮腿三，同样的，右侧的轮腿结构从前到后分别位轮腿四、轮腿五和轮腿六，机器人行进时六条轮腿同时在电机带动下进行旋转动作，作为前进起始动作，使机器有一前倾趋势，但是轮腿一、轮腿三、轮腿五的轮腿电机架9在轮腿驱动电机3的驱动作用下旋转一周，轮腿二、轮腿四、轮腿六的旋转方向与轮腿一、轮腿三、轮腿五相同，但是仅旋转一定角度便停止动作，可视为六条轮腿中一、三、五轮腿作为迈步腿而二、四、六轮腿作为辅助前倾腿，无进一步迈步动作，以此作为机器前进一步的动作。在一、三、五轮腿旋转一周即迈步动作完成后，轮腿二、轮腿四、轮腿六作为迈步腿，在轮腿驱动电机3的驱动作用下旋转一周，此时轮腿一、轮腿三、轮腿五作为辅助前倾腿仅旋转一定角度便停止动作，完成迈第二步动作。以此动作，迈步腿与辅助前倾腿交替，从而完成迈步前进动作。机器人在进行具体的作业过程时，在上板1的上端加装其他的机械手或其他的具体的作业装置，在进行作业的过程中四个支撑件结构6开始工作没机器人的工作提供一定的支撑力和稳定性。此时支撑件结构6的丝杆驱动电机13启动，带动丝杆17旋转，促使移动杆16沿着丝杆移动，推动推杆15，进而带动撑杆14绕着铰接点旋转至撑杆14的前端抵至地面，提供支撑力。若是需要后退，在工作环境恶劣没有足够环境使机器人转向行进的情况下，轮腿结构5上的步进电机开始工作，带动轮腿机构5上的圆弧轮腿8绕步进电机11的输出轴旋转180度，此时圆弧轮腿8的方向旋转180度，机器人的前端变为后端，后端变为前端，完成原地转向工作，使得机器人可以沿着原始方向进行反向移动。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。