一种用于移动机器人的变位越障轮腿的制作方法

本发明涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种用于移动机器人的变位越障轮腿。

背景技术：

移动机器人根据运动方式的不同，主要分为轮式、履带式和腿式三大类。伴随着科技和工业的进步，移动机器人通过不同运动方式的结合使得行走机构得到了新的发展，如：轮腿机器人、履腿机器人、轮履机器人、轮履腿机器人等，这类机器人统称为混合机器人。

轮式移动机器人具有机动灵活、运行稳定、速度快、载重大等特点，但是其适应地形、越障能力有限。相比之下，腿式移动机器人具有良好的地形适应能力、越障能力，但是其移动性能较差且构型复杂。轮腿复合式机器人则取长避短，结合了轮式、腿式移动机器人的优点，使机器人具有良好移动性能的同时还具有强大的越障能力。

但目前轮腿机器人的性能远没有达到上述运动特性，如何能让轮腿式机器人发挥出其应有的运动水平，做到轮式机器人与腿式机器人运动性能的完美结合，成为该领域研究的重点。

为了解决上述问题，需要一种改进的用于移动机器人的变位越障轮腿，该变位越障轮腿通过自身的变位变形可调节移动轮垂直位置变化，结构简单，自动自锁，为移动机器人大越障提供了一种可行的实现方式，使机器人具有良好的越障性能与环境适应性能。

技术实现要素：

为了克服现有移动机器人中机器人轮腿自身越障能力差、负载能力差、结构不合理等问题。本发明提供了一种通过自身的变位变形即可调节移动轮垂直位置变化的变位越障轮腿，并且该用于移动机器人的变位越障轮腿结构简单，构型巧妙，能够自锁，为移动机器人大越障提供了一种可行的实现方式。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明公开了一种用于移动机器人的变位越障轮腿,轮腿包括驱动装置、驱动装置壳体、支撑腿、移动轮。驱动装置包括驱动电动机、减速器、外螺纹丝杠、内螺纹丝杠从动件，支撑腿包括长支撑腿、短支撑腿。

优选的，所述驱动丝杠转动的驱动电动机与减速器安装在驱动装置壳体的一端。

优选的，所述支撑腿通过铰接悬挂在驱动装置下方，长支撑腿在其上端通过铰链连接件铰接到内螺纹丝杠从动件，在其底端，长支撑腿连接移动轮。短支撑腿一端通过铰链连接件铰接到驱动装置壳体远端，并且另一端通过铰链连接件铰接到长支撑腿。

优选的，所述内螺纹丝杠从动件啮合外螺纹丝杠，减速器的输出轴与外螺纹丝杠通过联轴器连接在一起，驱动电机旋转带动内螺纹丝杠从动件在外螺纹丝杠上沿着驱动装置壳体长度方向向外或向内移动(取决于丝杆的旋转方向)。

优选的，所述移动轮是常规的旋转轮，既可以是动力轮，也可以是无动力轮，安装在长支撑腿底端，内螺纹丝杠从动件带动支撑腿移动来调整移动轮的垂直位置。

优选的，所述轮腿驱动装置用来延伸(即，下降)和缩回(即，升高)轮腿。

优选的，所述驱动装置中内螺纹丝杠从动件接近驱动装置壳体远端的运动导致长支撑腿和短支撑腿的铰接组件远离驱动装置向下延伸。驱动装置中内螺纹丝杠从动件远离驱动装置壳体远端的运动导致长支撑腿和短支撑腿的铰接组件靠近驱动装置向上延伸。支撑腿中长支撑腿的伸出和缩回又使移动轮升高和降低。

优选的，本领域技术人员可以理解，驱动装置可以用使支撑腿延伸和缩回的任何其它合适的方式构造。例如，驱动装置可以由类似于电动推杆伸缩构件构成。

优选的，变位越障轮腿可以提供电池和任何合适的控制系统(未示出)以操作轮腿运动，例如电池可以安装在机器人本体上，电子控制系统可以安装在无线遥控手柄上，手柄可以包括一个或多个操纵杆，以控制变位越障轮腿的各种运动。

本发明的有益效果是，一种用于移动机器人的变位越障轮腿通过自身的变位变形即可调节移动轮垂直位置变化，结构简单，构型巧妙，能够自锁，为移动机器人大越障提供了一种可行的实现方式。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明总体结构示意图；

图2是变位越障轮腿动作示意图。

图中1.驱动装置，11.驱动电动机，12.减速器，13.外螺纹丝杠，14.内螺纹丝杠从动件，15.联轴器，2.驱动装置壳体，3.支撑腿，31.长支撑腿，32.短支撑腿，4.移动轮，21.驱动装置壳体远端，6.铰链连接件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小，数量等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

【实施例】

图1显示出了本发明实施例中用于移动机器人的变位越障轮腿总体结构示意图。轮腿包括驱动装置1、驱动装置壳体2、支撑腿3、移动轮4。驱动装置包括驱动电动机11、减速器12、外螺纹丝杠13、内螺纹丝杠从动件14、联轴器15，支撑腿3包括长支撑腿31、短支撑腿32。

如图1所示，支撑腿3通过铰接悬挂在驱动装置1下方，长支撑腿31在其上端通过铰链连接6件铰接到内螺纹丝杠从动件14，在其底端，长支撑腿31连接到移动轮4。短支撑腿32一端通过铰链6铰接到驱动装置壳体远端21，并且另一端通过铰链连接件6铰接到长支撑腿31。

如图1与图2所示，内螺纹丝杠从动件14啮合外螺纹丝杠13，减速器12的输出轴与外螺纹丝杠13通过联轴器15连接在一起，驱动电机11旋转带动内螺纹丝杠从动件14在外螺纹丝杠上13沿着驱动装置壳体2长度方向向外或向内移动(取决于外螺纹丝杠13的旋转方向)。

如图1与图2所示，移动轮4是常规的旋转轮，既可以是动力轮，也可以是无动力轮，安装在长支撑腿31底端，内螺纹丝杠从动件14带动支撑腿3移动来调整移动轮4的垂直位置。

如图2所示，所述轮腿驱动装置1用来延伸(即，下降)和缩回(即，升高)支撑腿3。

如图2所示，驱动装置1中内螺纹丝杠从动件14接近驱动装置壳体远端21的运动导致长支撑腿31和短支撑腿32的铰接组件远离驱动装置1向下延伸。驱动装置1中内螺纹丝杠从动件14远离驱动装置壳体远端21的运动导致长支撑腿31和短支撑腿32的铰接组件靠近驱动装置1向上延伸。支撑腿3中长支撑腿31的伸出和缩回又使移动轮4升高和降低。

如图2所示，本领域技术人员可以理解，驱动装置1可以用使支撑腿3延伸和缩回的任何其它合适的方式构造。例如，驱动装置1可以由类似于电动推杆伸缩构件构成。

变位越障轮腿可以提供电池和任何合适的控制系统(未示出)以操作轮腿运动，例如电池可以安装在机器人本体上，电子控制系统可以安装在无线遥控手柄上，手柄可以包括一个或多个操纵杆，以控制变位越障轮腿的各种运动。

本发明的有益效果是，一种用于移动机器人的变位越障轮腿通过自身的变位变形即可调节移动轮4垂直位置变化，结构简单，构型巧妙，能够自锁，为移动机器人大越障提供了一种可行的实现方式。