一種可兩用的輪腿式機器人腿結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多足機器人的機器人腿結(jié)構(gòu)，具體的涉及了半圓腿式機器人腿結(jié)構(gòu)、輪式機器人輪結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]常見的機器人腿部結(jié)構(gòu)主要有輪式和多自由度足式兩種，輪式的機器人具有結(jié)構(gòu)簡單、運動速度快、效率高、易于控制的優(yōu)點，然而輪式的機器人所可以通過的地面必須是連續(xù)的，但是自然環(huán)境下很多地面的可通過區(qū)域是離散非連續(xù)的，而多自由度足式機器人針對地面環(huán)境對落足點的規(guī)劃使其能夠通過離散非連續(xù)的崎嶇地面，但是在其規(guī)劃落腳點的同時也降低了機器人的行走速度，對于速度要求比較高的場合，顯然多自由度足式機器人不適用。為了增強機器人適應(yīng)各種環(huán)境的能力，許多新型的機器人腿部結(jié)構(gòu)被提出，最典型的例子是1999年加拿大麥吉爾大學(xué)智能機器中心的機器人專家設(shè)計的一款新型的，具有六個半圓形腿的機器人“Rhex”，首次引入半圓形腿的概念，該結(jié)構(gòu)不僅擁有像輪式腿那樣具有結(jié)構(gòu)簡單、運動速度快、效率高、易于控制的優(yōu)點，而且能夠順利通過大部分自然界的離散非連續(xù)的地形。
[0003]通過上面的分析可知，半圓形腿式機器人較其他腿式機器人在復(fù)雜地形比如碎石、草地、沙地等地表行走更具有優(yōu)勢，但是在平整硬質(zhì)地表行走時震蕩，不如輪式機器人行走方便，基于此，本發(fā)明提出一種可兩用的輪腿式機器人腿結(jié)構(gòu)，參照圖1，當(dāng)動力提供裝置(2)剎車時，此時行走輪(I)以機器人動力輸出軸為軸心旋轉(zhuǎn)，形成一個以機器人動力輸出軸(6)為軸心的偏心輪，偏心輪的旋轉(zhuǎn)促使了機器人的運動；當(dāng)機器人動力輸出軸剎車時即支撐架(3)相對于機器人固定，動力提供裝置(2)為行走輪(I)提供動力，這時的機器人通過行走輪(I)的旋轉(zhuǎn)而運動。通過切換機器人腿的工作模式，可實現(xiàn)在平整硬質(zhì)地表和復(fù)雜地形持續(xù)穩(wěn)定工作，充分利用半圓腿式和輪式的優(yōu)點，相互間取長補短，達到機器人行走時的最佳狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針提出一種可兩用的輪腿式機器人腿結(jié)構(gòu)，目的是提供一種可在平整硬質(zhì)地表和復(fù)雜地形持續(xù)穩(wěn)定工作的機器人腿結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案，參照圖1，一種可兩用的輪腿式機器人腿結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括行走輪(I)、動力提供裝置(2)、支撐架(3);行走輪(I)通過動力提供裝置輸出軸(4)與動力提供裝置(2)連接;動力提供裝置輸出軸(4)設(shè)置在動力提供裝置(2)的一端;動力提供裝置(2)與支撐架(3)連接。
[0006]所述行走輪(I)通過動力輸出裝置(2)進行驅(qū)動運轉(zhuǎn)或剎車;所述支撐架(3)上端連接機器人動力輸出軸(6)，被驅(qū)動運轉(zhuǎn)或剎車。
[0007]所述的動力輸出裝置(2)由電機、齒輪箱、編碼器組成，電機、齒輪箱、編碼器依次連接進行動力輸出。
[0008]本發(fā)明的有益效果如下:
[0009]通過切換機器人腿是處于平整硬質(zhì)地表和復(fù)雜地形而采取的工作模式，可實現(xiàn)在平整硬質(zhì)地表和復(fù)雜地形持續(xù)穩(wěn)定工作，充分利用半圓腿式和輪式的優(yōu)點，相互間取長補短，達到機器人行走時的最佳狀態(tài)。
【附圖說明】
[0010]圖1是一種可兩用的輪腿式機器人腿結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0011 ]圖2是一種可兩用的輪腿式機器人腿結(jié)構(gòu)的爆炸視圖。
[0012]圖3是六足機器人適合復(fù)雜地形行走時的示意圖。
[0013]圖4是六足機器人適合平整硬質(zhì)地表前進的示意圖。
[0014]圖中:1、行走輪，2、動力提供裝置，3、支撐架，4、動力提供裝置輸出軸，5、六足機器人主體，6、機器人動力輸出軸。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。
[0016]如圖1所示，一種可兩用的輪腿式機器人腿結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括行走輪(I)、動力提供裝置(2)、支撐架(3)，其中:行走輪(I)，與所述的動力提供裝置(2)的輸出軸連接;動力提供裝置(2)，與所述的支撐架(3)連接。
[0017]所述的行走輪(I)通過動力輸出裝置(2)驅(qū)動運轉(zhuǎn)或剎，所述的支撐架(3)上端連接機器人的動力輸出軸，能夠被驅(qū)動運轉(zhuǎn)或剎車。
[0018]為了更加清晰和形象了解本發(fā)明，以六足機器人為例，對兩種模式應(yīng)用于機器人進行說明，參照圖3和圖4:
[0019]參照圖3，六足機器人在復(fù)雜地形行走時，動力提供裝置(2)進行剎車控制，行走輪(I)以機器人動力輸出軸(6)為軸心進行旋轉(zhuǎn)，形成一個以機器人動力輸出軸(6)為軸心的偏心輪，偏心輪的旋轉(zhuǎn)促使了機器人的運動;參照圖4，當(dāng)機器人動力輸出軸(6)剎車即支撐架(3)相對于機器人主體(5)固定，動力提供裝置(2)為行走輪(I)提供動力，此時機器人通過行走輪(I)的旋轉(zhuǎn)進行運動。通過切換機器人腿的工作模式，實現(xiàn)在平整硬質(zhì)地表和復(fù)雜地形持續(xù)穩(wěn)定工作，充分利用半圓腿式和輪式的優(yōu)點，相互間取長補短，達到機器人行走時的最佳狀態(tài)。
[0020]最后要說明的是:以上實施例僅用于說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案，因此盡管本說明書參照上述實施例已經(jīng)進行了詳細的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，而一切不脫離發(fā)明精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種可兩用的輪腿式機器人腿結(jié)構(gòu)，其特征在于:該結(jié)構(gòu)包括行走輪(I)、動力提供裝置(2)、支撐架(3);行走輪(I)通過動力提供裝置輸出軸(4)與動力提供裝置(2)連接;動力提供裝置輸出軸(4)設(shè)置在動力提供裝置(2)的一端;動力提供裝置(2)與支撐架(3)連接； 所述行走輪(I)通過動力輸出裝置(2)進行驅(qū)動運轉(zhuǎn)或剎車;所述支撐架(3)上端連接機器人動力輸出軸(6)，被驅(qū)動運轉(zhuǎn)或剎車。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可兩用的輪腿式機器人腿結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的動力輸出裝置(2)由電機、齒輪箱、編碼器組成，電機、齒輪箱、編碼器依次連接進行動力輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可兩用的輪腿式機器人腿結(jié)構(gòu)，其特征在于:六足機器人在復(fù)雜地形行走時，動力提供裝置(2)進行剎車控制，行走輪(I)以機器人動力輸出軸(6)為軸心進行旋轉(zhuǎn)，形成一個以機器人動力輸出軸(6)為軸心的偏心輪，偏心輪的旋轉(zhuǎn)促使了機器人的運動；當(dāng)機器人動力輸出軸(6)剎車即支撐架(3)相對于機器人主體(5)固定，動力提供裝置(2)為行走輪(I)提供動力，此時機器人通過行走輪(I)的旋轉(zhuǎn)進行運動。通過切換機器人腿的工作模式，實現(xiàn)在平整硬質(zhì)地表和復(fù)雜地形持續(xù)穩(wěn)定工作，充分利用半圓腿式和輪式的優(yōu)點，相互間取長補短，達到機器人行走時的最佳狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可兩用的輪腿式機器人腿結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括行走輪、動力提供裝置、支撐架。本發(fā)明的機器人腿結(jié)構(gòu)即可當(dāng)偏心輪腿使用，亦可當(dāng)輪子使用，也可以兩者結(jié)合使用，可根據(jù)不同的地形選擇何種模式。偏心輪較傳統(tǒng)的輪子和多足機器人更適合于復(fù)雜地形比如碎石、草地、沙地等地表的行走，越障能力強，可以輕松跨越略低于機身高度的障礙物；輪子在平整硬質(zhì)地表行走相比于偏心輪更節(jié)約能量且能夠避免偏心輪行走帶來的劇烈震蕩，保證行走的穩(wěn)定性和速度，將兩者結(jié)合起來，實現(xiàn)在平整硬質(zhì)地表和復(fù)雜地形持續(xù)穩(wěn)定工作。
【IPC分類】B62D57/028
【公開號】CN105539626
【申請?zhí)枴緾N201510977426
【發(fā)明人】朱曉慶, 李 誠, 阮曉鋼, 林佳, 陳志剛, 肖堯, 柴潔, 陳巖, 伊朝陽, 劉冰
【申請人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月23日