專利名稱：電驅動重載輪足復合式移動機器人的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種輪足復合式移動機器人。
背景技術：
隨著機器人技術的發展，具有重載特性、地形高通過性及可協同人類一起工作的機器人日益成為機器人發展的重要趨勢之一。美國、日本等一些發達國家在重載移動機器人研究方面已取得了一定的研究成果，而我國在該方面的研究卻處于剛起步階段。足式機器人具有高的非連續地形通過能力，但行進速度一般稍低；輪式機器人具有高的行進速度，但其地形通過能力稍差，而輪足復合式移動機器人可以有效的整合、彌補足式機器人和輪式機器人的優、缺點。目前，在輪足復合式移動機器人的研究方面，機器人基本上不具備重載能力，無法滿足協同人類運輸物資的要求。在驅動方式方面，機器人的驅動方式一般可分為電驅動、液壓驅動、氣驅動。由于氣驅動需要大的附屬裝置，液壓驅動會引起稍大噪聲，因而電驅動是完成苛刻環境下人類難以到達或對人類存在危險工作的最佳選擇。基于電驅動特性，進行研究兼顧足式機器人和輪式機器人優點，且具重載能力下可協同人類一起工作的移動機器人，該技術研究具有較大的挑戰性。
發明內容
本發明為解決足式機器人行進速度慢、輪式機器人非連續地形通過能力差且二者都不具備重載能力的問題，進而提供一種電驅動重載輪足復合式移動機器人。本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是電驅動重載輪足復合式移動機器人包括腿部系統和輪部系統，腿部系統包括承載平臺和六條支撐腿、腿部主控系統和腿部蓄電源，承載平臺為正六棱柱平臺，承載平臺的下端的周邊均勻設置有多個連接件，六條支撐腿對應固接在承載平臺的六個側面上，腿部系統的腿部主控系統和腿部蓄電源安裝在承載平臺內，腿部主控系統和腿部蓄電源通過導線連接，腿部主控系統通過導線與六條支撐腿連接，每個支撐腿包括根部關節、中部關節和足部關節，根部關節的一端水平固接在承載平臺的側面上，中部關節的一端與根部關節的另一端轉動連接且在垂直于承載平臺的平面內轉動，足部關節與中部關節的另一端轉動連接且在垂直于承載平臺的平面內轉動；輪部系統包括車體、從動輪、輪部主控系統、輪部蓄電源、傳動部件和兩個主動輪，車體的上端面加工有多個與連接件相互對應的連接孔，從動輪和兩個主動輪固接在車體的底部，輪部主控系統和輪部蓄電源安裝在車體內部，輪部主控系統和輪部蓄電源通過導線連接，傳動部件安裝在車體的底部，輪部主控系統通過導線與傳動部件相連，傳動部件與主動輪傳動連接；腿部系統通過連接件和連接孔之間的配合與輪部系統可拆卸連接為一體。本發明與現有技術相比具有以下有益效果本發明的電驅動重載輪足復合式移動機器人通過腿部系統的腿部主控系統控制支撐腿三個關節的活動，當每條支撐腿的三個關節向承載平臺中部方向運動，從而使腿部系統呈收找狀態時，腿部系統和輪部系統組合為一體，輪部系統帶動腿部系統快速打走；當每條支撐腿的三個關節向承載平臺的下方運動，從而使腿部系統呈釋放狀態時，腿部系統站立行走并與輪部系統脫離，完成復雜地形上的工作；腿部系統設置有承載平臺，提高了機器人的載重能力。本發明可以充分發揮足式機器人和輪式機器人各自的優點，實現了機器人在不同地形下的高速通過能力；由于機器人采用蓄電源供電，保證機器人具有小的噪音和優越的可靠性；本發明基于仿生原理，結構設計巧妙，易于實施；對于苛刻環境下人類難以到達或對人類存在危險的工作，電驅動重載輪足復合式移動機器人能夠代替人完成，同時可擔當運輸者的角色。
圖1是本發明的電驅動重載輪足復合式移動機器人的輪部系統工作時的整機構型圖，圖2是本發明的電驅動重載輪足復合式移動機器人的腿部系統與輪部系統互換工作時的構型圖，圖3是本發明的電驅動重載輪足復合式移動機器人的腿部系統某釋放狀態時的構型圖，圖4是本發明的電驅動重載輪足復合式移動機器人的腿部系統某收攏狀態時的構型圖，圖5是本發明的電驅動重載輪足復合式移動機器人的輪部系統構型圖，圖6是本發明的電驅動重載輪足復合式移動機器人的腿部系統與輪部系統的連接件構型圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖1 圖6說明，本實施方式的一種電驅動重載輪足復合式移動機器人包括腿部系統I和輪部系統2，腿部系統I包括承載平臺1-1和六條支撐腿1-2、腿部主控系統1-3和腿部蓄電源1-4，承載平臺1-1為正六棱柱平臺，承載平臺1-1的下端的周邊均勻設置有多個連接件1-1-1，六條支撐腿1-2對應固接在承載平臺1-1的六個側面上，腿部系統I的腿部主控系統1-3和腿部蓄電源1-4安裝在承載平臺1-1內，腿部主控系統1-3和腿部蓄電源1-4通過導線連接，腿部主控系統1-3通過導線與六條支撐腿1-2連接，每個支撐腿1-2包括根部關節1-2-1、中部關節1-2-2和足部關節1_2_3，根部關節1-2-1的一端水平固接在承載平臺1-1的側面上，中部關節1-2-2的一端與根部關節
1-2-1的另一端轉動連接且在垂直于承載平臺1-1的平面內轉動，足部關節1-2-3與中部關節1-2-2的另一端轉動連接且在垂直于承載平臺1-1的平面內轉動；輪部系統2包括車體
2-1、從動輪2-2、輪部主控系統2-4、輪部蓄電源2-5、傳動部件2_6和兩個主動輪2_3，車體2-1的上端面加工有多個與連接件1-1-1相互對應的連接孔2-1-1，從動輪2-2和兩個主動輪2-3固接在車體2-1的底部，輪部主控系統2-4和輪部蓄電源2-5安裝在車體2_1內部，輪部主控系統2-4和輪部蓄電源2-5通過導線連接，傳動部件2-6安裝在車體2-1的底部，輪部主控系統2-4通過導線與傳動部件2-6相連，傳動部件2-6與主動輪2-3傳動連接；腿部系統I通過連接件1-1-1和連接孔2-1-1之間的配合與輪部系統2可拆卸連接為一體。
具體實施方式
二 結合圖1、圖2和圖5說明，本實施方式的從動輪2-2的外徑尺寸小于主動輪2-3的外徑尺寸。其他組成和連接關系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結合圖4說明，本實施方式的連接件1-1-1的數目為三個。其他組成和連接關系與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四結合圖5說明，本實施方式的連接孔2-1-1的數目為三個。其他組成和連接關系與具體實施方式
三相同。工作原理在需要機器人快速移動的工作環境下，腿部系統I依靠其自重與輪部系統2組合為一體，腿部系統I的腿部蓄電源1-4將電能供給腿部主控系統1-3，腿部主控系統1-3通過控制電路控制六條支撐腿1-2抬高收攏并脫離地面，輪部主控系統2-4通過控制電路驅動兩個主動輪2-3工作，實現機器人的快速運動以及轉向；在非連續地形的工作環境下，腿部主控系統1-3通過控制電路驅動六條支撐腿1-2變換姿態使六條支撐腿1-2處于展開狀態接觸地面站立，同時與輪部系統2分離，使腿部系統I獨立行走工作。
權利要求
1.一種電驅動重載輪足復合式移動機器人，其特征在于所述輪足復合式移動機器人包括腿部系統(I)和輪部系統(2)，腿部系統(I)包括承載平臺(ι-l)和六條支撐腿 (1-2)、腿部主控系統(1-3)和腿部蓄電源(1-4)，承載平臺(1-1)為正六棱柱平臺，承載平臺(1-1)的下端的周邊均勻設置有多個連接件(1-1-1)，六條支撐腿(1-2)對應固接在承載平臺(1-1)的六個側面上，腿部系統(I)的腿部主控系統(1-3)和腿部蓄電源(1-4)安裝在承載平臺(1-1)內，腿部主控系統(1-3)和腿部蓄電源(1-4)通過導線連接，腿部主控系統(1-3)通過導線與六條支撐腿(1-2)連接，每個支撐腿(1-2)包括根部關節(1-2-1)、中部關節(1-2-2)和足部關節(1-2-3)，根部關節(1-2-1)的一端水平固接在承載平臺(1_1) 的側面上，中部關節(1-2-2)的一端與根部關節(1-2-1)的另一端轉動連接且在垂直于承載平臺(1-1)的平面內轉動，足部關節(1-2-3)與中部關節(1-2-2)的另一端轉動連接且在垂直于承載平臺(1-1)的平面內轉動；輪部系統(2)包括車體(2-1)、從動輪(2-2)、輪部主控系統(2-4)、輪部蓄電源(2-5)、傳動部件(2-6)和兩個主動輪(2-3)，車體(2_1)的上端面加工有多個與連接件(1-1-1)相互對應的連接孔(2-1-1)，從動輪(2-2)和兩個主動輪(2-3)固接在車體(2-1)的底部，輪部主控系統(2-4)和輪部蓄電源(2-5)安裝在車體(2-1)內部，輪部主控系統(2-4)和輪部蓄電源(2-5)通過導線連接，傳動部件(2-6)安裝在車體(2-1)的底部，輪部主控系統(2-4)通過導線與傳動部件(2-6)相連，傳動部件 (2-6)與主動輪(2-3)傳動連接；腿部系統(I)通過連接件(1-1-1)和連接孔(2-1-1)之間的配合與輪部系統(2)可拆卸連接為一體。
2.根據權利要求1所述的一種電驅動重載輪足復合式移動機器人，其特征在于從動輪(2-2)的外徑尺寸小于主動輪(2-3)的外徑尺寸。
3.根據權利要求1或2所述的一種電驅動重載輪足復合式移動機器人，其特征在于 連接件(1-1-1)的數目為三個。
4.根據權利要求3所述的一種電驅動重載輪足復合式移動機器人，其特征在于連接孔(2-1-1)的數目為三個。
全文摘要
電驅動重載輪足復合式移動機器人，它涉及一種輪足復合式移動機器人，本發明為解決足式機器人行進速度慢、輪式機器人非連續地形通過能力差且二者都不具備重載能力的問題。承載平臺的下端的周邊均勻設置有多個連接件，六條支撐腿對應固接在承載平臺的六個側面上，腿部系統的腿部主控系統和腿部蓄電源安裝在承載平臺內，從動輪和兩個主動輪固接在車體的底部，輪部主控系統和輪部蓄電源通過導線連接，傳動部件安裝在車體的底部，輪部主控系統通過控制導線與傳動部件相連，傳動部件與主動輪傳動連接；腿部系統通過連接件和連接孔之間的配合與輪部系統可拆卸連接為一體。本發明被用于非連續地形且需快速行進的工作中。
文檔編號B62D57/032GK103010331SQ20121057885
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者高海波, 鄧宗全, 莊紅超, 丁亮, 李楠, 劉振 申請人:哈爾濱工業大學