轮履复合变构型机器人制造技术

本公开提供一种轮履复合变构型机器人，包括变构型机构，变构型机构包括摇臂、摇臂驱动机构、驱动轮和驱动轮驱动机构；摇臂的数目为四个，每个摇臂的两端均配置一个驱动轮；每个摇臂上的两个驱动轮被履带包覆；摇臂驱动机构用于对四个摇臂进行驱动，驱动轮驱动机构用于对驱动轮进行驱动。

【技术实现步骤摘要】
轮履复合变构型机器人
本公开属于机器人领域，尤其涉及一种轮履复合变构型机器人。
技术介绍
移动机器人一般采用轮式或履带式行走方式，轮式地面运动效率较高，但是牵引力较低，野外环境的通过性较差；履带式具有较为平均的接地比压，在松软地面、砾石路面具有较高的通过性，但是履带运动效率较低，续航时间收到影响。移动机器人特别是小型机器人需要同时兼顾通过性与效率性能，传统的单一履带与轮式构型无法满足其需求。同时，单一构型的行走机构一般通过障碍高度为其轮子半径，通过性的增加必然带来机器人整体尺寸的增加，从而降低其隐蔽性，增加其能量消耗。构型的改变可有效提升通过性，同时在常规构型下保证良好的运行效率。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中提到的至少一个技术问题，本公开提供一种新型结构的轮履复合变构型机器人，通过以下技术方案实现。轮履复合变构型机器人，包括变构型机构，变构型机构包括摇臂、摇臂驱动机构、驱动轮和驱动轮驱动机构；摇臂的数目为四个，每个摇臂的两端均配置一个驱动轮；每个摇臂上的两个驱动轮被履带包覆；摇臂驱动机构用于对四个摇臂进行驱动，驱动轮驱动机构用于对驱动轮进行驱动。根据本公开的至少一个实施方式，还包括车体，四个摇臂均通过旋转轴与车体连接，四个摇臂中的第一摇臂和第二摇臂配置在车体左侧，第三摇臂和第四摇臂配置在车体右侧。根据本公开的至少一个实施方式，摇臂驱动机构包括四个摇臂驱动装置，四个摇臂驱动装置分别用于驱动四个摇臂。根据本公开的至少一个实施方式，驱动轮驱动机构包括四个驱动轮驱动装置，每个驱动轮驱动装置用于驱动配置在同一个摇臂上的两个驱动轮。根据本公开的至少一个实施方式，还包括控制部，控制部控制摇臂的角速度和/或驱动轮的角速度。根据本公开的至少一个实施方式，摇臂驱动装置还包括摇臂角度传感器，摇臂角度传感器用于测量摇臂相对于车体的角度；控制部控制摇臂驱动机构对摇臂相对于车体的角度即摇臂角度进行调整。根据本公开的至少一个实施方式，履带沿履带周向配置有凹部，驱动轮沿驱动轮周向配置有凸部，凹部与凸部卡合；履带的周向两侧配置有履带挡齿，用于防止驱动轮沿履带横向脱出；驱动轮的外周还配置有纹部，履带的内侧配置有纹部，驱动轮的纹部与履带的纹部配合，防止驱动轮在履带内打滑。根据本公开的至少一个实施方式，履带的内部还配置有纤维布。根据本公开的至少一个实施方式，驱动轮的外侧还配置有挡轮，挡轮的外圆直径与驱动轮的外圆直径相同。根据本公开的至少一个实施方式，摇臂驱动装置为摇臂电机，驱动轮驱动机构为驱动轮电机。根据本公开的至少一个实施方式，第一摇臂和第二摇臂上的驱动轮被同一条履带包覆，第三摇臂和第四摇臂上的驱动轮被同一条履带包覆。根据本公开的至少一个实施方式，第一摇臂上的驱动轮被同一条履带包覆，第二摇臂上的驱动轮被同一条履带包覆，第三摇臂上的驱动轮被同一条履带包覆，第四摇臂上的驱动轮被同一条履带包覆。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是本公开至少一个实施方式的轮履复合变构型机器人在拆下履带时、两履带驱动时和四履带驱动时的示意图。图2是本公开至少一个实施方式的轮履复合变构型机器人采用四履带形式在崎岖地形爬行示意图。图3是本公开至少一个实施方式的轮履复合变构型机器人的驱动轮驱动机构(双轮联动驱动机构)的结构示意图。图4是本公开至少一个实施方式的轮履复合变构型机器人的摇臂驱动机构的结构示意图。图5是本公开至少一个实施方式的轮履复合变构型机器人的履带防脱结构示意图。图6是本公开至少一个实施方式的轮履复合变构型机器人(两履带)的五种构型样式示意图。图7是本公开至少一个实施方式的轮履复合变构型机器人(两履带)的变构型逻辑关系示意图。图8是本公开至少一个实施方式的轮履复合变构型机器人(两履带)的变构型带来的全地形适应性示意图。图9是本公开至少一个实施方式的轮履复合变构型机器人的四级组合式抗冲击吸震结构示意图。图10是本公开至少一个实施方式的轮履复合变构型机器人(两履带)的空投耐冲击吸震过程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。如图1-9所示，本公开的轮履复合变构型机器人，包括变构型机构，变构型机构包括摇臂、摇臂驱动机构、驱动轮和驱动轮驱动机构；摇臂的数目为四个，每个摇臂的两端均配置一个驱动轮；每个摇臂上的两个驱动轮被履带包覆；摇臂驱动机构用于对四个摇臂进行驱动，驱动轮驱动机构用于对驱动轮进行驱动。在本公开的至少一个实施方式中，还包括车体，四个摇臂均通过旋转轴与车体连接，四个摇臂中的第一摇臂和第二摇臂配置在车体左侧，第三摇臂和第四摇臂配置在车体右侧。在本公开的至少一个实施方式中，第一摇臂和第二摇臂上的驱动轮被同一条履带包覆，第三摇臂和第四摇臂上的驱动轮被同一条履带包覆，即构成两履带机器人。在本公开的至少一个实施方式中，第一摇臂上的驱动轮被同一条履带包覆，第二摇臂上的驱动轮被同一条履带包覆，第三摇臂上的驱动轮被同一条履带包覆，第四摇臂上的驱动轮被同一条履带包覆，即构成四履带机器人。本公开的轮履复合变构型机器人有三种驱动形式。两履带形式可以通过构型变换适应绝大多数野外地形环境，是主要采用的驱动形式；八轮形式(即拆除履带)适合在城镇快速布控或连续巡逻；四履带形式可以通过前后摇臂自适应主动旋转来保持履带与地面接触，从而在山区或建筑废墟等特别崎岖的地形上有效爬行。如图6所示，(1)为匍匐构型，外形低矮，车体长，对地面压强小，适合隐蔽接近和在沙地、浅滩行驶，也适合越壕、爬坡。(2)为耐冲击构型，构型为正梯形，下宽上窄，提高平台落地稳定性；平台落地后倾斜45°的哑铃摇臂受力，弹性阻尼摇臂轴旋转，吸收冲击振动。(3)为越障构型，构型为菱形，构成前倾履带，适合翻越障碍；越障时后边一对哑铃摇臂轮起到支撑作用，防止平台后仰翻倒。(4)为涉水构型，构型为矩形，哑铃摇臂与地面垂直，最大限度将底盘撑高，增加涉水深度；这种构型也有利于增加侦查装备高度，扩大侦查范围。(5)为转弯构型，构型为倒梯形，缩短与地面接触的履带长度，从而减小转向时履带与地面的滑移阻力，适合在转弯较多的环境下采用。四哑铃摇臂两履带变构型依据几何学中菱形、矩形和梯形内角和为360°，以及变形过程中4条边长之和不变原理。变形过程中遵守平行变形或对称变形原则，履带就不会松动。通过变构型原则推出，梯形构型(耐冲击构型和转弯构型)、涉水构型和匍匐构型之间可以任意转换；越障构型和匍匐构型、涉水构型之间可以任意转换；越障构型与梯形构型之间需要通过匍匐构型或涉水构型作为过渡进行转换。各构型之间转换逻辑关系如图7所示。在本公开的至少一个实施方式中，摇臂驱动机构包括四个摇臂驱动装置，四个摇臂驱动装置分别用于驱动四个摇臂。在本公开的至少一个实施方式中，驱动轮驱动机构包括四个驱动轮驱动装置，每本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.轮履复合变构型机器人，其特征在于，包括变构型机构，所述变构型机构包括摇臂、摇臂驱动机构、驱动轮和驱动轮驱动机构；摇臂的数目为四个，每个摇臂的两端均配置一个驱动轮；每个摇臂上的两个驱动轮被履带包覆；所述摇臂驱动机构用于对四个所述摇臂进行驱动，所述驱动轮驱动机构用于对驱动轮进行驱动。

【技术特征摘要】
1.轮履复合变构型机器人，其特征在于，包括变构型机构，所述变构型机构包括摇臂、摇臂驱动机构、驱动轮和驱动轮驱动机构；摇臂的数目为四个，每个摇臂的两端均配置一个驱动轮；每个摇臂上的两个驱动轮被履带包覆；所述摇臂驱动机构用于对四个所述摇臂进行驱动，所述驱动轮驱动机构用于对驱动轮进行驱动。2.根据权利要求1所述的轮履复合变构型机器人，其特征在于，还包括车体，四个所述摇臂均通过旋转轴与车体连接，四个摇臂中的第一摇臂和第二摇臂配置在车体左侧，第三摇臂和第四摇臂配置在车体右侧。3.根据权利要求1或2所述的轮履复合变构型机器人，其特征在于，所述摇臂驱动机构包括四个摇臂驱动装置，四个摇臂驱动装置分别用于驱动四个所述摇臂。4.根据权利要求1至3任一项所述的轮履复合变构型机器人，其特征在于，所述驱动轮驱动机构包括四个驱动轮驱动装置，每个驱动轮驱动装置用于驱动配置在同一个摇臂上的两个驱动轮。5.根据权利要求1至4任一项所述的轮履复合变构型机器人，其特征在于，还包括控制部，所述控制部控制摇臂的角速度和/或驱动轮的角速度。6.根据权利要求1至5任一项所述的轮履复合变构型机器人，其特征在于，所述摇臂驱动装置还包括摇臂角度传感器，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，李晗，徐永琳，吕博，李骁健，
申请(专利权)人：航天科工智能机器人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11