CN114684291A - 轮腿式底盘及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能机器人技术领域，尤其是涉及一种轮腿式底盘及机器人。轮腿式底盘包括：主体；多个腿构件，彼此间隔开且第一端安装于主体且均能够相对于主体摆动；多个脚构件，每个连接于每个腿构件的第二端且能够相对于腿构件旋转；多个轮构件，每个安装于每个脚构件且能够相对于脚构件旋转。本申请的轮腿式底盘通过多个并联设置的腿构件、脚构件和轮结构配合轮腿式底盘的结构，能够实现轮腿式底盘的全向倾角摆动、升降、转动以及行走，即呈现多姿态，显著提高了轮腿式底盘的动态响应、运动性和灵活性；使得安装轮腿式底盘的机器人能够避开遇到的障碍物或者将要碰到的障碍物，从而保证机器人的行驶稳定性和安全性。

Description

轮腿式底盘及机器人

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，尤其是涉及一种轮腿式底盘及机器人。

背景技术

目前，机器人的轮腿式底盘多采用普通支腿的结构形式，其动态响应、运动性及灵活性较差，且无法实现多姿态。因此，对于机器人领域而言，需要一种存在对于呈现多姿态调节的轮腿式底盘的需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本申请的一个目的在于提供一种轮腿式底盘，以实现轮腿式底盘的灵活运动，使其能够呈现多姿态。

本申请的另一个目的在于提供一种机器人，包括如上所述的轮腿式底盘。

基于本申请的第一目的，本申请提供一种轮腿式底盘，所述轮腿式底盘包括：

主体；以及

多个腿构件，所述多个腿构件彼此间隔开且第一端安装于所述主体，且所述多个腿构件均能够相对于所述主体摆动；

多个脚构件，每个所述脚构件连接于每个所述腿构件的第二端且能够相对于所述腿构件旋转；以及

多个轮构件，每个所述轮构件安装于每个所述脚构件，且能够相对于所述脚构件旋转，

所述多个腿构件、所述多个脚构件和所述多个轮构件相互协作，使得所述轮腿式底盘呈现不同的姿态。

在上述技术方案中，可选地，每个所述腿构件包括：

第一联动构件，所述第一联动构件的第一端在第一位置处铰接于所述主体；

伸缩构件，所述伸缩构件的固定端在第二位置处铰接于所述主体，所述伸缩构件的可伸缩端铰接于所述第一联动构件，所述第一位置与所述第二位置在对应腿构件摆动所在的平面中彼此间隔开。

在上述任一技术方案中，可选地，每个所述腿构件还包括：

第二联动构件，所述第二联动构件的第一端在第三位置处铰接于所述主体；

连接构件，所述连接构件与所述主体平行，且所述连接构件的两端分别铰接于所述第一联动构件的第二端和所述第二联动构件的第二端。

在上述任一技术方案中，可选地，可选地，所述第三位置与所述第二位置在对应腿构件摆动所在的平面中彼此重合。

在上述任一技术方案中，可选地，可选地，每个所述腿构件还包括设置在所述第一联动构件与所述第二联动构件之间的第三联动构件，所述第三联动构件在第四位置处铰接于所述主体，所述第三联动构件至少抵接于所述第一联动构件与所述第二联动构件中的一者，在对应腿构件摆动所在的平面中，所述第四位置分别与所述第一位置和所述第三位置彼此间隔开。

在上述任一技术方案中，可选地，可选地，每个所述腿构件还包括：

第一驱动部，安装于所述腿构件的第二端，且用于驱动所述脚构件相对于所述旋转；

第二驱动部，安装于所述脚构件，并用于驱动所述轮构件相对于所述脚构件旋转。

在上述任一技术方案中，可选地，可选地，所述第一驱动部和所述第二驱动部为电机。

在上述任一技术方案中，可选地，可选地，所述第二驱动部为包括能够彼此旋转的轴和旋转壳体的电机，所述第二驱动部的轴固定于所述脚构件，所述旋转壳体固定于所述轮构件。

在上述任一技术方案中，可选地，可选地，所述旋转壳体埋设在所述轮构件内。

在上述任一技术方案中，可选地，可选地，所述轮构件为球形轮。

在上述任一技术方案中，可选地，可选地，每个所述腿构件还包括外壳，所述第一联动构件、所述第二联动构件、所述第三联动构件和所述连接构件设置在所述外壳的内部。

基于本申请的第二目的，本申请提供一种机器人，所述机器人包括上述任一技术方案所述的轮腿式底盘。

在上述技术方案中，可选地，所述轮腿式底盘的主体安装有显示屏。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本申请提供的轮腿式底盘包括主体、多个腿构件、多个脚构件和多个轮构件，所述多个腿构件彼此间隔开且第一端安装于所述主体，且所述多个腿构件均能够相对于所述主体摆动，每个所述脚构件连接于每个所述腿构件的第二端且能够相对于所述腿构件旋转且每个所述轮构件安装于每个所述脚构件，且能够相对于所述脚构件旋转。本申请的轮腿式底盘通过多个并联设置的腿构件、多个脚构件和多个轮构件配合轮腿式底盘的主体的结构，能够实现轮腿式底盘的全向倾角摆动、升降、转动以及行走，即呈现多姿态，显著提高了轮腿式底盘的动态响应、运动性和灵活性。在例如安装有该轮腿式底盘的服务机器人、娱乐机器人等遇到障碍物时，该服务机器人、娱乐机器人等能够利用多个腿构件、多个脚构件和多个轮构件之间的配合而避开遇到的障碍物或者将要碰到的障碍物，从而保证机器人的行驶稳定性和安全性。

本申请提供的机器人包括轮腿式底盘，通过轮腿式底盘的全向倾角摆动、升降、转动以及行走，使得机器人更加拟人化，动态响应、运动性及灵活性得到了提升，且能够实现多姿态。

此外，在如上所述的轮腿式底盘中，轮构件优选地为球形轮，在这种情况下，在安装有该轮腿式底盘的服务机器人、娱乐机器人等遇到类似于地毯等障碍物导致行进路面产生高度差的情况下，轮腿式底盘利用球形轮的灵活转向，从而使得轮腿式底盘轻松地且平稳地越过或者踏上类似于地毯等障碍物，如此有效地避免上述机器人在遇到类似于地毯等障碍物时产生行进卡顿或转向失效。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例提供的轮腿式底盘的第一种结构在一个视角下的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的轮腿式底盘的第一种结构在另一个视角下的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的轮腿式底盘的第二种结构在一个视角下的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的轮腿式底盘的第二种结构在另一个视角下的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的轮腿式底盘的腿构件的内部结构示意图；

图6是图5中A处的放大图的示意图；

图7是本申请实施例提供的机器人在第一姿态时的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的机器人在第二姿态时的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的机器人的第一种结构示意图；

图10是本申请实施例提供的机器人的第二种结构示意图；

图11是本申请实施例提供的机器人的第三种结构示意图。

附图标记：

1-轮腿式底盘，11-主体，111-挡板部，12-腿构件，121-第一联动构件，122-第二联动构件，123-第三联动构件，124-连接构件，125-伸缩构件，1251-套筒，1252-伸缩杆，126-轴承，127-脚构件，1271-第一连接部，1272-第二连接部，128-旋转电机，1281-输出轴，129-轮构件，1291-球形轮，1292-扁轮，130-行走电机，1301-驱动轴，1302-旋转壳体，131-第一铰接点，132-第二铰接点，133-第三铰接点，134-第四铰接点，135-第五铰接点，136-外壳；

2-多轴稳定云台；

3-显示屏，31-直面屏，32-曲面屏。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本申请的第一方面提供一种轮腿式底盘，用于机器人，例如可具体应用于服务机器人、娱乐机器人等。

本实施例提供的轮腿式底盘1包括主体11、彼此间隔开地安装于主体11的多个腿构件12、多个安装于对应腿构件12的脚构件127和多个安装于对应脚构件127的轮构件129，其中每个腿构件12能够相对于主体11摆动，每个脚构件127能够相对于每个腿构件12旋转，且每个轮构件129能够相对于每个脚构件127旋转，其中，多个腿构件12、多个脚构件127和多个轮构件129彼此配合协作，从而使得轮腿式底盘1的主体11能够呈现不同的姿态。以下将结合图1至图8对根据本发明的轮腿式底盘1的主体11、腿构件12、脚构件127和轮构件129的结构和工作原理进行具体描述。

参见图1至图4所示，主体11呈板状，其具有彼此背对的上表面、下表面和连接于上表面和下表面之间的侧面，主体11的上表面可以用于安装云台、显示屏、音箱、投影交互系统等功能构件，主体11的下表面用于连接多个腿构件12，以通过多个腿构件12的摆动来带动主体11发生摆动、升降或转动，进而带动安装于主体11上的云台、显示屏、音箱、投影交互系统等功能构件发生摆动、升降或转动，以使轮腿式底盘1实现灵活运动，并呈现多姿态，进而使得安装于主体11上的云台、显示屏、音箱、投影交互系统等功能构件根据用户需求呈现出不同的姿态。在图1至图4中的实施例中，主体11的上表面可以形成为圆形，但是不限于此，轮腿式底盘1的主体11的上表面可以根据待安装的功能构件而具有对应的形状。

此外，如图1所示，主体11的侧部的周缘可以形成有彼此间隔开且向下延伸的挡板部111，其中挡板部111的数量可以与腿构件12的数量一致，具体地，每两个挡板部111之间可以形成供腿构件12摆动的空间，在多个腿构件12向内摆动以收聚时，围绕在多个腿构件12的外侧部的多个挡板部111可以对多个腿构件12的枢接位置进行保护，避免多个腿构件12的枢接位置直接暴露于外部。

参见图1至图4所示，多个腿构件12的第一端(在图中为上端)连接于主体11的下表面，多个腿构件12的第二端(在图中为下端)向下延伸，以对主体11起到支撑的作用。多个腿构件12彼此间隔开，即多个腿构件12相互之间无交叉或直接的连接，一方面使得多个腿构件12对主体11的支撑更加平稳，另一方面在多个腿构件12中的一个腿构件12或多个腿构件12发生摆动等动作时，各个腿构件12之间不会发生相互干涉，进而能够保证轮腿式底盘1的姿态调整的灵活性和顺畅性。

在实施例中，多个腿构件12中的每一者均可以单独被控制，即多个腿构件12为并联设置的方式，每个腿构件12都可现实单独的摆动动作，且每个腿构件12与脚构件127、轮构件129协作可以实现转动以及行走等动作。在实施例中，通过对每个腿构件12的摆动、转动、行走的控制，进而通过多个腿构件12的配合动作，实现轮腿式底盘1的全向倾角摆动、升降、转向和位置移动。

参见图7和图8所示，其中图7示出了应用本实施例的轮腿式底盘的机器人在第一姿态时的结构示意图，图8示出了应用本实施例的轮腿式底盘的机器人通过轮腿式底盘的多个腿构件的单独摆动使机器人呈现第二姿态时的结构示意图，从上述两种机器人的姿态可以看出，通过轮腿式底盘的多个腿构件的单独摆动，能够改变轮腿式底盘的倾角，进而改变机器人的倾角，即改变了机器人的姿态。需要说明的是，图8仅以一种轮腿式底盘1的腿构件12的摆动角度为例来展示腿构件12摆动带动轮腿式底盘1以及机器人呈现的姿态，当轮腿式底盘1的腿构件12摆动至其他角度时，轮腿式底盘1以及机器人能够呈现的不同的姿态。

参见图5和图6所示，多个腿构件12中的每一者均包括外壳136、第一联动构件121、第二联动构件122、第三联动构件123、连接构件124、伸缩构件125以及脚构件127、轮构件129、第一驱动部和第二驱动部。在下文中，将继续结合图5和图6描述每个腿构件12中的上述构件的连接关系或形状。

如图5和图6所示，第一联动构件121的第一端(在图5和图6中为上端)在第一位置处铰接于主体11的下表面，第一位置可以形成为第一铰接点131；第二联动构件122的第一端(在图5和图6中为上端)在第三位置处铰接于主体11的下表面，第三位置可以形成为第三铰接点133；第三联动构件123位于第一联动构件121和第二联动构件122之间，且第三联动构件123的第一端(在图5和图6中为上端)在第四位置处铰接于主体11的下表面，第四位置可以形成为第四铰接点134；连接构件124的两端分别铰接于第一联动构件121的第二端(在图5和图6中为下端)和第二联动构件122的第二端(在图5和图6中为下端)；伸缩构件125的固定端(在图5和图6中为上端)在第二位置处铰接于主体11，第二位置可以形成为第二铰接点132，伸缩构件125的可伸缩端铰接于第一联动构件121的预定部位，且伸缩构件125的可伸缩端与第一联动构件121的铰接点形成为第五铰接点135；上述各铰接点处的铰接轴线均平行，以使得第一联动构件121、第二联动构件122、第三联动构件123、连接构件124以及伸缩构件125能够分别相对于各构件的端部的铰接点发生同步转动。主体11的下表面对应第一铰接点131、第三铰接点133和第四铰接点134处分别形成有铰接座，以实现与对应的联动构件的铰接。

参见图5所示，第一联动构件121与第二联动构件122彼此平行设置，连接构件124与主体11平行设置，第一联动构件121、第二联动构件122、连接构件124以及主体11四者构成平行四边形结构，且平行四边形结构的四个角处分别形成为铰接点，以使平行四边形结构能够发生形变。以主体11为参照物，平行四边形结构发生形变的过程可以看作为第一联动构件121、第二连接构件124和连接构件124相对于主体11的摆动过程，且在上述摆动过程中，三个构件的摆动平面即为腿构件12摆动所在的平面。在平行四边形结构发生形变的过程中，连接构件124相对于主体11发生摆动，且连接构件124与主体11之间的间距发生变化，即相当于腿构件12的摆动角度和高度均发生变化。

上述平行四边形结构的形变是通过伸缩构件125的驱动实现的，伸缩构件125为具有可伸缩端的驱动件，例如电动推杆、液压缸或气缸等；图5示出了伸缩构件125为包括套筒1251和伸缩杆1252的电动推杆，其中电动推杆的套筒1251的固定端(即电动推杆的套筒1251的远离伸缩杆的一端)与主体11在第二铰接点132处铰接，电动推杆的伸缩杆1252的伸缩端部与第一联动构件121的预定部位铰接，因此在电动推杆的伸缩杆1252相对套筒1251伸出或缩回的过程中，电动推杆的伸缩杆1252能够推动或拉动第一联动构件121相对主体11发生转动，进行带动平行四边形结构发生形变，进而实现腿构件12的摆动角度和高度的变化。这里，根据伸缩杆1252的长度以及需要第一联动构件121实现的摆转角度，将电动推杆的伸缩杆1252的伸缩端部与第一联动构件121的预设部位铰接。

参见图5所示，在腿构件12摆动的平面内，第三位置和第二位置可以彼此重合，即第二联动构件122的第一端和伸缩构件125的套筒1251的固定端铰接于主体11的同一铰接点，这里，同一铰接点可以理解为，同一轴贯穿第二联动构件122的第一端和伸缩构件125的套筒1251的固定端，使得在第二联动构件122和伸缩构件125可以绕着同一轴摆动或枢转。在实施例中，第三位置和第二位置可以彼此重合，如此提升第二联动构件122和伸缩构件125装配效率并且简化装配结构，然而可以不限于此，根据其他设计需求，第三位置和第二位置也可以彼此不重合，即第二联动构件122和伸缩构件125还可以分别通过不同的枢转轴铰接。

此外，在实施例中，伸缩构件125的伸缩杆1252的可伸缩端可以与第一联动构件121的中部或第二端相铰接，如图5所示，示出了伸缩构件125的可伸缩端与第一联动构件121的中部相铰接的形式，从而使得伸缩构件125的伸缩杆1252在伸缩过程中始终位于外壳136内(外壳136的结构将在下面的实施例具体说明)，提高了外壳136对伸缩构件125的防护性能。

此外，在实施例中，如图5所示，第一联动构件121和第二联动构件122可以为具有第一预定长度的杆构件或板构件，第三联动构件123可以为具有第二预定长度的杆构件或板构件，第二预定长度不大于第一预定长度，以避免在第三联动构件123对第一联动构件121和第二联动构件122摆动产生干扰。图5示出了第一联动构件121、第二联动构件122以及第三联动构件123均采用板构件的结构形式，板构件的结构形式更加便于三者与主体11或与伸缩构件125的连接，且在图5所示的结构中，第一联动构件121和第二联动构件122的板面平行设置，第三联动构件123位于第一联动构件121和第二联动构件122之间。以图5所示的腿构件12角度为例，随着电动推杆的伸缩杆1252伸展，电动推杆整体长度增大，推动第一联动构件121以第一铰接点131的铰接轴线为转轴向上转动，同时带动连接构件124、第二联动构件122同步向上转动，且在第二联动构件122转动的过程中能够推动第三联动构件123抵着第一联动构件121。同理，随着电动推杆的伸缩杆1252的缩回，电动推杆整体长度减小，拉动第一联动构件121以第一铰接点131的铰接轴线为转轴向下转动，同时带动连接构件124、第二联动构件122同步向下转动，且在第一联动构件121转动的过程中能够推动第三联动构件123抵着第二联动构件122。在上述两个反向的运动过程中，通过第三联动构件123分别抵着第一联动构件121和第二联动构件122的推动作用，不仅能够保证平行四边形结构的结构强度，同时能够提高平行四边形结构形变过程的稳定性，即提高了腿构件12摆动或枢转的稳定性。

参见图5所示，外壳136可以形成为内部中空的壳体结构，第一联动构件121、第二联动构件122、第三联动构件123以及伸缩构件125均位于所述外壳136的内部空间内，外壳136起到对上述三个联动构件以及伸缩构件125的防护作用，并提供给上述三个联动构件以及伸缩构件125在一定范围内转动和伸展的空间。外壳136可以采用具有一定强度的轻质材料形成，诸如玻璃钢、钛合金或铝合金，以避免外壳136在发生磕碰时损坏，同时能够在一定程度上降低轮腿式底盘1的重量。

参见图5并结合图6所示，连接构件124可以形成为具有一定结构强度的底座结构，其一方面提供给第一联动构件121、第二联动构件122铰接支撑点，并与第一联动构件121、第二联动构件122以及主体11一同形成平行四边形结构，以在平行四边形结构发生形变时，连接构件124能够实现摆动和升降运动，进而实现腿构件12的摆动和升降；另一方面连接构件124用于连接脚构件127以及第一驱动部，从而通过脚构件127连接轮构件129和第二驱动部，进而通过脚构件127、轮构件129以及第一驱动部和第二驱动部实现对腿构件12的转动和行走驱动，实现轮腿式底盘1整体的转动和移动。

参见图5并结合图6所示，在实施例中，第一驱动部可以采用旋转电机128，旋转电机128的主体能够伸入外壳136的内部空间，且旋转电机128的外壳136通过紧固件(例如紧固螺钉)连接于连接构件124，旋转电机128的输出轴1281伸入连接构件124内，且在图5和图6所示的视角中，旋转电机128的输出轴1281沿竖直方向延伸。连接构件124内设置有轴承126，旋转电机128的输出轴1281固定连接轴承126的内圈，旋转电机128的输出轴1281的轴线与轴承126的轴线共线，轴承126的内圈通过紧固件(例如紧固螺钉)连接脚构件127，轴承126的外圈固定连接连接构件124，因此旋转电机128的输出轴1281的转动能够驱动轴承126的内圈以及脚构件127以竖直方向的轴线为转轴转动，从而实现对与脚构件127相连接的轮构件129的行走方向的改变，实现对应腿构件12的转向，进而实现轮腿式底盘1的转向，甚至可以实现轮腿式底盘1的原地旋转。

参见图6所示，脚构件127可以为连接架结构，其包括呈角度连接的第一连接部1271和第二连接部1272，其中第一连接部1271连接到轴承126的内圈，第二连接部1272的一端连接到第一连接部1271的端部，第二连接部1272的另一端向下延伸并与第一连接部1271形成半包围结构，半包围结构形成的包围空间提供了轮构件129安装的空间，第二连接部1272的朝向半包围空间的一侧形成有安装面，该安装面用于安装轮构件129。此外，为提高脚构件127的连接强度，可在第二连接部1272的背离安装面的一侧设置一个或多个加强筋。这里，第一连接部1271和第二连接部1272可以形成为板状，如此使得脚构件127的结构较为紧凑，然而不限于此。此外，第一连接部1271和第二连接部1272两者是一体成形的。

参见图6所示，第二驱动部可以为包括能够彼此旋转的轴(即为驱动轴1301)和旋转壳体1302的电机，定义该电机为行走电机130，定义该电机的轴为驱动轴1301。轮构件129内部可以形成有容纳空腔，行走电机130的旋转壳体1302位于所述容纳空腔内，并与轮构件129对应容纳空腔的腔壁固定连接，行走电机130的主体部位于旋转壳体1302内，行走电机130的驱动轴1301伸出轮构件129并与脚构件127的第二连接部1272固定连接，行走电机130的驱动轴1301沿水平方向延伸，在行走电机130启动时，行走电机130的旋转壳体1302能够相对于驱动轴1301转动，从而在驱动轴1301固定于脚构件127的情况下，旋转壳体1302能够带动轮构件129以水平方向的轴线为转轴转动，从而实现轮构件129的行走，进而带动对应的腿构件12行走。因此通过对多个腿构件12的转向和行走的控制，能够实现轮腿式底盘1的转向和行走。

在根据本发明的实施例中，如上所述，多个腿构件12、多个脚构件127和多个轮构件129彼此配合协作，从而使得轮腿式底盘1的主体11能够呈现不同的姿态，在例如安装有该轮腿式底盘1的服务机器人、娱乐机器人等遇到障碍物时，该服务机器人、娱乐机器人等能够利用多个腿构件12、多个脚构件127和多个轮构件129之间的配合而避开遇到的障碍物或者将要碰到的障碍物，从而保证机器人的行驶稳定性和安全性。

在实施例中，轮构件129可为球形轮1291或扁轮1292，优选地为球形轮1291。参见图1和图2所示，其示出了轮构件129为球形轮1291的结构；参见图3和图4所示，其示出了轮构件129为扁轮1292的结构。在实施例中，扁轮1292的制造和装配简单，成本更加具有优势。在实施例中，球形轮1291在腿构件12摆动至不同的角度时均能够给腿构件12提供着力点，有利于轮腿式底盘1实现全方位摆动和转向，不易在转向的过程中出现卡顿或转向失效，从而避免轮腿式底盘1在摆动、升降或转向的过程中发生跌倒损坏。具体地，在轮构件129采用球形轮1291的情况下，在安装有该轮腿式底盘1的服务机器人、娱乐机器人等遇到类似于地毯等障碍物导致行进路面产生高度差的情况下，轮腿式底盘1利用球形轮1291的灵活转向，从而使得轮腿式底盘1轻松地且平稳地越过或者踏上类似于地毯等障碍物，如此有效地避免上述机器人在遇到类似于地毯等障碍物时产生行进卡顿或转向失效。

此外，当轮构件129为球形轮1291时，为便于轮构件129安装于脚构件127上，同时提高轮构件129安装于脚构件127上的安装强度，如图1和图2并结合图5和图6所示，球形轮1291可选用具有部分缺欠部的不完整球状结构，其缺欠部的端面平行于第二连接部1272的安装面，以使得球形轮1291通过缺欠部和第二连接部1272彼此平行面对安装，不完整球状结构与第二连接部1272的外轮廓能够形成一完整的球状。

此外，为提高轮构件129在行走过程中与地面的摩擦力以及行走的稳定性，轮构件129的表面形成有凹部或凸部或同时形成有凹部和凸部，其中凹部可以为内陷于轮构件129的表面的凹槽，凸部可以为外凸于轮构件129的表面的凸起，凹部和凸部可均匀或非均匀地分布于轮构件129的表面，如图1所示，示出了在轮构件129的表面均匀设置条形凹槽的结构。

在图1至图4所示的实施例中，轮腿式底盘1的腿构件12的数量为三个，然而不限于此，根据用户需求或者产品设计腿构件的数量可以为四个、五个或者甚至更多个，多个腿构件12配合摆动，实现轮腿式底盘1的整体的摆动和姿态调整，多个腿构件12的轮构件129配合转动和行进，实现轮腿式底盘1的转向和位置移动。

参见图1至图4所示，示出了主体11呈圆盘状、腿构件12为三个的形式，三个腿构件12的第一端彼此之间等间隔地连接于主体11上，即三个腿构件12的第一端的连线呈正三角形，以实现对轮腿式底盘1的稳定支撑。三个腿构件12配合的结构形式一方面能够在保证轮腿式底盘1稳定性的情况下做到结构最简，另一方面三个腿构件12的结构使得轮腿式底盘1在面对障碍物时更易跨越障碍物，通过性能更好。

参见图7所示，具体示出了轮腿式底盘1的三个腿构件12配合发生摆动，使得轮腿式底盘1以及安装于轮腿式底盘1上的显示屏3呈现第一姿态的形式；参见图8所示，具体示出了轮腿式底盘1的三个腿构件12配合发生摆动，使得轮腿式底盘1以及安装于轮腿式底盘1上的显示屏3发生摆动而呈现第二姿态的形式。

本实施例的轮腿式底盘1通过多个并联设置的腿构件12以及腿构件12所包括的脚构件127和轮构件129配合主体11的结构，能够实现轮腿式底盘1的全向倾角摆动、升降、转动以及行走，即呈现多姿态，显著提高了轮腿式底盘1的动态响应、运动性和灵活性。

本申请的第二方面提供一种机器人，该机器人包括上述实施例的轮腿式底盘1，且在轮腿式底盘1上设置有连接件和显示屏3，显示屏3通过连接件安装于轮腿式底盘1，本实施例的机器人可作为服务机器人、娱乐机器人等，下面结合图7至图11对机器人的结构和工作原理进行具体描述。

连接件为能够稳定连接轮腿式底盘1的主体11的显示屏3的构件，例如显示屏安装架，其可以实现对显示屏3的安装角度或高度的调整，亦可为图7至11所示的多轴稳定云台2，多轴稳定云台2能够提供给显示屏3更为稳定的支撑，尤其在轮腿式底盘1发生摆动、升降等过程中，保持显示屏3姿态的平稳。

显示屏3通过连接件安装于轮腿式底盘1的主体11的上表面，且显示屏3可通过非显示面与连接件相连接，显示屏3的显示面用于面向操作者或观看者。显示屏3从功能上可为纯显示屏或触控屏，从结构上可为直面屏31或曲面屏32，且当显示屏3为曲面屏32时，曲面屏32可朝向非显示面所在侧弯曲或向背离非显示面所在侧弯曲。如图9所示，示出了显示屏3为直面屏31的结构；如图10所示，示出了显示屏3为曲面屏32且曲面屏32向背离非显示面所在侧弯曲的结构；如图11所示，示出了显示屏3为曲面屏32且曲面屏32朝向非显示面所在侧弯曲的结构。

此外，机器人的轮腿式底盘1上还可以设置音箱、投影交互系统等功能构件，以实现机器人的多功能性。

本实施例的机器人通过采用可全向倾角摆动、升降、转向和行走的轮腿式底盘，使得机器人更加拟人化，动态响应、运动性及灵活性得到了提升，且能够实现多姿态。

在本说明书的描述中，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种轮腿式底盘，其特征在于，所述轮腿式底盘包括：

主体；

多个腿构件，所述多个腿构件彼此间隔开且第一端安装于所述主体，且所述多个腿构件均能够相对于所述主体摆动；

多个脚构件，每个所述脚构件连接于每个所述腿构件的第二端且能够相对于所述腿构件旋转；以及

多个轮构件，每个所述轮构件安装于每个所述脚构件，且能够相对于所述脚构件旋转，

所述多个腿构件、所述多个脚构件和所述多个轮构件相互协作，使得所述轮腿式底盘呈现不同的姿态。

2.根据权利要求1所述的轮腿式底盘，其特征在于，每个所述腿构件包括：

第一联动构件，所述第一联动构件的第一端在第一位置处铰接于所述主体；

伸缩构件，所述伸缩构件的固定端在第二位置处铰接于所述主体，所述伸缩构件的可伸缩端铰接于所述第一联动构件，所述第一位置与所述第二位置在对应腿构件摆动所在的平面中彼此间隔开。

3.根据权利要求2所述的轮腿式底盘，其特征在于，每个所述腿构件还包括：

第二联动构件，所述第二联动构件的第一端在第三位置处铰接于所述主体；

连接构件，所述连接构件与所述主体平行，且所述连接构件的两端分别铰接于所述第一联动构件的第二端和所述第二联动构件的第二端。

4.根据权利要求3所述的轮腿式底盘，其特征在于，所述第三位置与所述第二位置在对应腿构件摆动所在的平面中彼此重合。

5.根据权利要求3所述的轮腿式底盘，其特征在于，每个所述腿构件还包括设置在所述第一联动构件与所述第二联动构件之间的第三联动构件，所述第三联动构件在第四位置处铰接于所述主体，所述第三联动构件至少抵接于所述第一联动构件与所述第二联动构件中的一者，在对应腿构件摆动所在的平面中，所述第四位置分别与所述第一位置和所述第三位置彼此间隔开。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮腿式底盘，其特征在于，每个所述腿构件还包括：

第一驱动部，安装于所述腿构件的第二端，且用于驱动所述脚构件相对于所述旋转；

第二驱动部，安装于所述脚构件，并用于驱动所述轮构件相对于所述脚构件旋转。

7.根据权利要求6所述的轮腿式底盘，其特征在于，所述第一驱动部和所述第二驱动部为电机。

8.根据权利要求6所述的轮腿式底盘，其特征在于，所述第二驱动部为包括能够彼此旋转的轴和旋转壳体的电机，所述第二驱动部的轴固定于所述脚构件，所述旋转壳体固定于所述轮构件。

9.根据权利要求8所述的轮腿式底盘，其特征在于，所述旋转壳体埋设在所述轮构件内。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的轮腿式底盘，其特征在于，所述轮构件为球形轮。

11.根据权利要求5所述的轮腿式底盘，其特征在于，每个所述腿构件还包括外壳，所述第一联动构件、所述第二联动构件、所述第三联动构件和所述连接构件设置在所述外壳的内部。

12.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括根据权利要求1至11中任一项所述的轮腿式底盘。

13.根据权利要求12所述的机器人，其特征在于，所述轮腿式底盘的主体安装有显示屏。

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