CN103373404A - 轮履腿复合式移动机器人 - Google Patents

Abstract

轮履腿复合式移动机器人，是为了解决现有履带机器人不同程度的存在结构比较复杂，越障能力差，承载能力低，灵活性和稳定性较差等技术问题而设计的，它的基本结构由两条主履带、两条前摆臂履带、两条后摆臂履带和车体组成；所述前摆臂履带和后摆臂履带的两端分别通过履带轴与车体及主履带活动连接形成平行四边形传动机构并置于车体的两侧；所述后摆臂履带的履带轴与驱动装置传动连接；并通过动力传递实现前、后摆臂履带架的转动。有益效果：机器人的主体基于平行四边形连杆机构，结构简单，运动灵活。在运动过程中能根据地理环境的特点来选择轮式、履带式和腿式运动模式。具有较强的爬坡、过沟、越障和上下楼梯能力以及运动稳定性。承载能力强，易于控制，可以广泛的应用于复杂地形、反恐防爆、空间探测。

Description

轮履腿复合式移动机器人

技术领域：

本发明涉及一种移动机器人，尤其涉及一种可变形的轮履腿复合式移动机器人。主要用于灾难救援、反恐排爆、军事以及与其类似的应用领域。

背景技术：

目前，典型的履带式移动机器人可分为固定式履带机器人(单节双履带)和可变形履带机器人。可变形履带机器人根据摆臂的数量可分为四履带双摆臂机器人和六履带四摆臂机器人。美国的URBOT、NUGV、Talon机器人是比较典型的单节双履带机器人，这类单节双履带移动机器人的结构简单，较其他双节或多节多履带式移动机器人而言，控制简单，机动灵活性比较好，但其越障能力差。iRobot公司的Packbot机器人最大的亮点是两只主动履带外侧附配有两只可拆卸的前置摆臂履带，它对提高地盘的越障能力，增大主履带的拖曳能力有很大的帮助。沈阳自动化研究所的“灵晰-B”型排爆机器人采用了六履带四摆臂的三段式履带设计。可变形履带移动机器人由于自由度多，结构和控制复杂，能效转化率低。

发明内容：

本发明为了解决现有的履带机器人不同程度的存在结构比较复杂，越障能力差，承载能力低，灵活性和稳定性较差等技术问题，提出了一种轮履腿复合式移动机器人，其基本结构由两条主履带、两条前摆臂履带、两条后摆臂履带和车体组成；所述前摆臂履带和后摆臂履带的两端分别通过履带轴与车体及主履带活动连接形成平行四边形传动机构并置于车体的两侧；所述后摆臂履带的履带轴与驱动装置传动连接；并通过动力传递实现前、后摆臂履带架的转动。

本发明的有益效果：机器人的主体基于平行四边形连杆机构，结构简单，运动灵活。通过履带驱动电机提供动力和摆臂电机摆动摆臂。基于该机器人的结构特点，在运动过程中该履带机器人能根据地理环境的特点来选择运动模式，可以实现轮式运动、履带式运动和腿式运动。具有较强的爬坡、过沟、越障和上下楼梯能力以及运动稳定性。承载能力强，易于控制，可以广泛的应用于复杂地形、反恐防爆、空间探测。

附图说明：

图1本发明的结构示意图

图2本发明的俯视结构示意图

图3本发明的侧面(履带式)结构示意图

图4本发明的轮式运动示意图

图5本发明的腿式运动示意图

具体实施方式：

参看图1-图5，轮履腿复合式移动机器人，基本结构由两条主履带1、前摆臂履带3、后摆臂履带4和车体2组成；所述前摆臂履带3和后摆臂履带4的两端分别通过履带轴与所述车体2及所述主履带1活动连接形成平行四边形传动机构并置于车体2的两侧；所述后摆臂履带4的履带轴与驱动装置传动连接；并通过动力传递实现前、后摆臂履带架的转动。

所述平行四边形传动机构，通过控制前、后摆臂履带的位置构成机器人的轮式运动模式。

所述平行四边形传动机构，通过控制前、后摆臂履带的位置构成机器人的履带式运动模式。

所述平行四边形传动机构，通过控制前、后摆臂履带的位置构成机器人的腿式运动模式。

工作原理：两个履带驱动电机置于车体后端通过齿轮与履带轴传动连接驱动前、后摆臂履带和主履带，两个摆臂驱动电机与履带驱动电机交错布置在车体中部，并分别通过齿轮和同步带将动力传递给前摆臂履带架和后摆臂履带架实现摆臂履带的转动，实现轮式、履带式及腿式三种运动模式。

实施例

参看图1-图2，轮履腿复合式移动机器人，采用六条履带双边布置，前摆臂履带3、后摆臂履带4及主履带1与车体2两侧分别组合成平行四边形连杆机构。两个履带驱动电机11置于车体2后端通过齿轮12与履带轴传动连接驱动前摆臂履带3、后摆臂履带4和主履带1，两个摆臂驱动电机9与履带驱动电机11交错布置在车体2中部，并分别通过齿轮10和同步带8将动力传递给前摆臂履带架6和后摆臂履带架5实现摆臂履带的转动，使主履带架7随着前摆臂履带架6和后摆臂履带架5产生运动。由于本发明具有轮式(参看图4)、履式(参看图3)、腿式(参看图5(a)(b))复合式移动的运动模式，具有较强的爬坡、过沟、越障和上下楼梯能力以及运动稳定性。而具有良好的越障性能可以广泛的应用于复杂地形；同时具有运动稳定性以及机动性能，其承载能力强，易于控制，特别适于灾难救援、反恐排爆、反恐防爆、空间探测、军事等领域，可根据实际情况进行选择、变换。

Claims (4)

1.轮履腿复合式移动机器人，其基本结构由两条主履带(1)、两条前摆臂履带(3)、两条后摆臂履带(4)和车体(2)组成；其特征在于：所述前摆臂履带(3)和后摆臂履带(4)的两端分别通过履带轴与车体(2)及主履带(1)活动连接形成平行四边形传动机构并置于车体(2)的两侧；所述后摆臂履带(4)的履带轴与驱动装置传动连接；并通过动力传递实现前、后摆臂履带架的转动。

2.根据权利要求1所述的轮履腿复合式移动机器人，其特征在于：所述平行四边形传动机构，通过控制前、后摆臂履带的位置构成机器人的轮式运动模式。

3.根据权利要求1所述的轮履腿复合式移动机器人，其特征在于：所述平行四边形传动机构，通过控制前、后摆臂履带的位置构成机器人的履带式运动模式。

4.根据权利要求1所述的轮履腿复合式移动机器人，其特征在于：所述平行四边形传动机构，通过控制前、后摆臂履带的位置构成机器人的腿式运动模式。

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