一种可两用的轮腿式机器人腿结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多足机器人的机器人腿结构，具体的涉及了半圆腿式机器人腿结构、轮式机器人轮结构。
【背景技术】
[0002]常见的机器人腿部结构主要有轮式和多自由度足式两种，轮式的机器人具有结构简单、运动速度快、效率高、易于控制的优点，然而轮式的机器人所可以通过的地面必须是连续的，但是自然环境下很多地面的可通过区域是离散非连续的，而多自由度足式机器人针对地面环境对落足点的规划使其能够通过离散非连续的崎岖地面，但是在其规划落脚点的同时也降低了机器人的行走速度，对于速度要求比较高的场合，显然多自由度足式机器人不适用。为了增强机器人适应各种环境的能力，许多新型的机器人腿部结构被提出，最典型的例子是1999年加拿大麦吉尔大学智能机器中心的机器人专家设计的一款新型的，具有六个半圆形腿的机器人“Rhex”，首次引入半圆形腿的概念，该结构不仅拥有像轮式腿那样具有结构简单、运动速度快、效率高、易于控制的优点，而且能够顺利通过大部分自然界的离散非连续的地形。
[0003]通过上面的分析可知，半圆形腿式机器人较其他腿式机器人在复杂地形比如碎石、草地、沙地等地表行走更具有优势，但是在平整硬质地表行走时震荡，不如轮式机器人行走方便，基于此，本发明提出一种可两用的轮腿式机器人腿结构，参照图1，当动力提供装置(2)刹车时，此时行走轮(I)以机器人动力输出轴为轴心旋转，形成一个以机器人动力输出轴(6)为轴心的偏心轮，偏心轮的旋转促使了机器人的运动；当机器人动力输出轴刹车时即支撑架(3)相对于机器人固定，动力提供装置(2)为行走轮(I)提供动力，这时的机器人通过行走轮(I)的旋转而运动。通过切换机器人腿的工作模式，可实现在平整硬质地表和复杂地形持续稳定工作，充分利用半圆腿式和轮式的优点，相互间取长补短，达到机器人行走时的最佳状态。
【发明内容】
[0004]本发明针提出一种可两用的轮腿式机器人腿结构，目的是提供一种可在平整硬质地表和复杂地形持续稳定工作的机器人腿结构。
[0005]本发明采用的技术方案，参照图1，一种可两用的轮腿式机器人腿结构，其特征在于，该结构包括行走轮(I)、动力提供装置(2)、支撑架(3);行走轮(I)通过动力提供装置输出轴(4)与动力提供装置(2)连接;动力提供装置输出轴(4)设置在动力提供装置(2)的一端;动力提供装置(2)与支撑架(3)连接。
[0006]所述行走轮(I)通过动力输出装置(2)进行驱动运转或刹车;所述支撑架(3)上端连接机器人动力输出轴(6)，被驱动运转或刹车。
[0007]所述的动力输出装置(2)由电机、齿轮箱、编码器组成，电机、齿轮箱、编码器依次连接进行动力输出。
[0008]本发明的有益效果如下:
[0009]通过切换机器人腿是处于平整硬质地表和复杂地形而采取的工作模式，可实现在平整硬质地表和复杂地形持续稳定工作，充分利用半圆腿式和轮式的优点，相互间取长补短，达到机器人行走时的最佳状态。
【附图说明】
[0010]图1是一种可两用的轮腿式机器人腿结构的示意图。
[0011 ]图2是一种可两用的轮腿式机器人腿结构的爆炸视图。
[0012]图3是六足机器人适合复杂地形行走时的示意图。
[0013]图4是六足机器人适合平整硬质地表前进的示意图。
[0014]图中:1、行走轮，2、动力提供装置，3、支撑架，4、动力提供装置输出轴，5、六足机器人主体，6、机器人动力输出轴。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
[0016]如图1所示，一种可两用的轮腿式机器人腿结构，其特征在于，包括行走轮(I)、动力提供装置(2)、支撑架(3)，其中:行走轮(I)，与所述的动力提供装置(2)的输出轴连接;动力提供装置(2)，与所述的支撑架(3)连接。
[0017]所述的行走轮(I)通过动力输出装置(2)驱动运转或刹，所述的支撑架(3)上端连接机器人的动力输出轴，能够被驱动运转或刹车。
[0018]为了更加清晰和形象了解本发明，以六足机器人为例，对两种模式应用于机器人进行说明，参照图3和图4:
[0019]参照图3，六足机器人在复杂地形行走时，动力提供装置(2)进行刹车控制，行走轮(I)以机器人动力输出轴(6)为轴心进行旋转，形成一个以机器人动力输出轴(6)为轴心的偏心轮，偏心轮的旋转促使了机器人的运动;参照图4，当机器人动力输出轴(6)刹车即支撑架(3)相对于机器人主体(5)固定，动力提供装置(2)为行走轮(I)提供动力，此时机器人通过行走轮(I)的旋转进行运动。通过切换机器人腿的工作模式，实现在平整硬质地表和复杂地形持续稳定工作，充分利用半圆腿式和轮式的优点，相互间取长补短，达到机器人行走时的最佳状态。
[0020]最后要说明的是:以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，因此尽管本说明书参照上述实施例已经进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离发明精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种可两用的轮腿式机器人腿结构，其特征在于:该结构包括行走轮(I)、动力提供装置(2)、支撑架(3);行走轮(I)通过动力提供装置输出轴(4)与动力提供装置(2)连接;动力提供装置输出轴(4)设置在动力提供装置(2)的一端;动力提供装置(2)与支撑架(3)连接； 所述行走轮(I)通过动力输出装置(2)进行驱动运转或刹车;所述支撑架(3)上端连接机器人动力输出轴(6)，被驱动运转或刹车。2.根据权利要求1所述的一种可两用的轮腿式机器人腿结构，其特征在于:所述的动力输出装置(2)由电机、齿轮箱、编码器组成，电机、齿轮箱、编码器依次连接进行动力输出。3.根据权利要求1所述的一种可两用的轮腿式机器人腿结构，其特征在于:六足机器人在复杂地形行走时，动力提供装置(2)进行刹车控制，行走轮(I)以机器人动力输出轴(6)为轴心进行旋转，形成一个以机器人动力输出轴(6)为轴心的偏心轮，偏心轮的旋转促使了机器人的运动；当机器人动力输出轴(6)刹车即支撑架(3)相对于机器人主体(5)固定，动力提供装置(2)为行走轮(I)提供动力，此时机器人通过行走轮(I)的旋转进行运动。通过切换机器人腿的工作模式，实现在平整硬质地表和复杂地形持续稳定工作，充分利用半圆腿式和轮式的优点，相互间取长补短，达到机器人行走时的最佳状态。
【专利摘要】本发明公开了一种可两用的轮腿式机器人腿结构，该结构包括行走轮、动力提供装置、支撑架。本发明的机器人腿结构即可当偏心轮腿使用，亦可当轮子使用，也可以两者结合使用，可根据不同的地形选择何种模式。偏心轮较传统的轮子和多足机器人更适合于复杂地形比如碎石、草地、沙地等地表的行走，越障能力强，可以轻松跨越略低于机身高度的障碍物；轮子在平整硬质地表行走相比于偏心轮更节约能量且能够避免偏心轮行走带来的剧烈震荡，保证行走的稳定性和速度，将两者结合起来，实现在平整硬质地表和复杂地形持续稳定工作。
【IPC分类】B62D57/028
【公开号】CN105539626
【申请号】CN201510977426
【发明人】朱晓庆, 李 诚, 阮晓钢, 林佳, 陈志刚, 肖尧, 柴洁, 陈岩, 伊朝阳, 刘冰
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月23日