CN108502049A - 一种基于轮式足式复合底盘的机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于轮式足式复合底盘的机器人，腿部安装板插装在机身上；驱动电机设置在机身内部；腿部安装板之间设有电机同步带轮，一对连杆式足式机构用一个电机同步带轮带动，电机同步带轮带动前腿同步带轮和后腿同步带轮；连杆式足式机构共8组；机身内部两端设有前基座和后基座；万向轮安装在万向轮连杆上，万向轮连杆连接安装在前电机上的前电机连杆以及安装在前基座上的前基座连杆；底盘合页一端安装在机身上，另一端安装有底盘驱动电机，轮胎安装在电机上；合页基座安装在底盘合页上，其上安装有合页连杆，合页连杆端连接后电机的后电机连杆和阻尼器，阻尼器安装在后基座上，通过后电机的转动可以控制合页开口角度的改变。

Description

一种基于轮式足式复合底盘的机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别适用于一种基于轮式足式复合底盘的机器人。
背景技术
随着机器人技术的发展，服务机器人走进我们的生活，在我们生活中应用越来越广泛，面对复杂地形时，机器人需要有不同的运动需求。在防爆、反恐领域，需要机器人具有极强的越障能力；在巡检、导览、陪护领域，需要机器人具有速度快，灵活性高的特点。
当前市场上机器人主要为轮式、履带式及足式，轮式机构移动速度很快，控制也很简单，但越障能力极差；履带式机构对环境的适应能力很强，但是耗能大；足式结构越障能力极强，但运动速度慢，结构和控制都较为复杂。通过使用轮式足式复合底盘可以弥补轮式底盘越障能力的不足，满足一些特定场景下的功能，如景区导览机器人、室内外陪护机器人等。
考虑到不同环境下作业的移动机器人的功能需求，开发高通过性的，基于轮足式复合地盘的机器人势在必行。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于轮式足式复合底盘的机器人，具体技术方案如下：
一种基于轮式足式复合底盘的机器人，包括机身、腿部安装板、连杆式足式机构、前腿同步带轮、前腿同步带、电机同步带轮、后腿同步带、后腿同步带轮、前基座、前基座连杆、万向轮连杆、前电机连杆、万向轮、前电机、底盘合页、轮胎、合页连杆、后电机连杆、后电机、后基座、阻尼器、腿部驱动电机、底盘驱动电机和合页基座；
所述机身上端设有连接板，连接板两端分别设有两条安装槽；
所述腿部安装板设有四块，机身两侧分别设有两块腿部安装板通过插接在安装槽内与机身固定；
两个腿部驱动电机设置在机身内部，分别固定在机身两侧的腿部安装板上；
两块腿部安装板之间设有电机同步带轮，安装板两侧设有前腿同步带轮和后腿同步带轮，一组连杆式足式机构用一个电机同步带轮带动，电机同步带轮通过前腿同步带和后腿同步带带动前腿同步带轮和后腿同步带轮；
所述连杆式足式机构为八组，每组均由11条连杆组成，各连杆之间相互连接，其中包括1条固定连杆和1条传动连杆；
所述固定连杆中部设有固定轴连接在腿部安装板上，机身一侧的腿部安装板分别前后安装两组连杆式足式机构；
所述机身内部两端设有前基座和后基座；
所述万向轮安装在万向轮连杆上，万向轮连杆连接安装有前电机的前电机连杆以及前基座连杆，前基座连杆连接在前基座上，通过前电机的转动可以控制万向轮的收放；
所述底盘合页安装在机身上，底盘驱动电机安装在底盘合页上，轮胎安装在电机上，合页基座安装在底盘合页上，合页基座上安装合页连杆，合页连杆端连接安装后电机的后电机连杆和阻尼器，阻尼器安装在后基座上，通过后电机的转动可以控制合页开口角度的改变。
所述的一种基于轮式足式复合底盘的机器人，其优选方案为所述连杆式足式机构每两组分别成180°交错安装在机身一侧腿部安装板的一端。
一种基于轮式足式复合底盘的机器人工作原理：机器人根据路面状况选择轮式底盘或者足式底盘，当机器人在有凸凹障碍路面或爬楼梯时使用足式底盘，通过腿部驱动电机同步轮带动连杆式足式机构进行运动。当机器人行驶到水平路面或路况良好路面时机身内部前后电机工作，带动前后电机连杆使得万向轮降下，合页打开；万向轮以及轮胎接触到地面，足式机构悬空起来。使用轮式底盘运动时腿部驱动电机不工作，合页上的底盘驱动电机开始工作来控制机器人运动。当机器人再次进行轮式足式切换时，前后电机反向转动，使万向轮以及合页收起。
本发明的有益效果：本发明的技术方案采用足式轮式复合底盘，在机器人身上搭载不同传感器则使机器人可以用于不同用途，解决了可以穿越复杂地形又可以在平地上具有精确定位的足式轮式复合机器人。提升了克服困难路面，越障的能力，通过足式底盘有益于提高机器人运动精度、运动速度以及机器人运动的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是轮式足式复合底盘的机器人得到较好的应用，其使用机械连杆机构使得结构简单、紧凑以及不需要额外的外部控制就能达到非常理想的效果，极大的提高了移动机器人快速行驶的平稳性和越障能力。
附图说明
图1为一种基于轮式足式复合底盘的机器人结构示意图；
图2为一种基于轮式足式复合底盘的机器人主视图；
图3为腿部结构示意图；
图4为机器人腿部结构传动结构图；
图5为机器人去除腿部结构后轮式底盘；
图6为机器人收起轮式后底盘三维图；
图7为机器人去除腿部结构后收起轮式底盘图；
图8为机器人侧视图；
图9为底盘驱动电机图。
图中，1-机身，2-腿部安装板，3-连杆，4-固定连杆，5-传动连杆，6-前腿同步带轮，7-前腿同步带，8-电机同步带轮，9-后腿同步带，10-后腿同步带轮，11-前基座，12-前基座连杆，13-万向轮连杆，14-前电机连杆，15-万向轮，16-前电机，17-底盘合页，18-轮胎，19-合页连杆，20-后电机连杆，21-后电机，22-后基座，23-阻尼器，24-腿部驱动电机，25-底盘驱动电机，26-合页基座。
具体实施方式
如图1-9所示一种基于轮式足式复合底盘的机器人，包括机身1、腿部安装板2、连杆式足式机构、前腿同步带轮6、前腿同步带7、电机同步带轮8、后腿同步带9、后腿同步带轮10、前基座11、前基座连杆12、万向轮连杆13、前电机连杆14、万向轮15、前电机16、底盘合页17、轮胎18、合页连杆19、后电机连杆20、后电机21、后基座22、阻尼器23、腿部驱动电机24、底盘驱动电机25和合页基座26；
所述机身1上端设有连接板，连接板两端分别设有两条安装槽；
所述腿部安装板2设有四块，机身1两侧分别设有两块腿部安装板2通过插接在安装槽内与机身1固定；
两个腿部驱动电机24设置在机身1内部，分别固定在机身1两侧的腿部安装板2上；
两块腿部安装板2之间设有电机同步带轮8，腿部安装板2两侧设有前腿同步带轮6和后腿同步带轮10，一组连杆式足式机构用一个电机同步带轮带动，电机同步带轮8通过前腿同步带7和后腿同步带9带动前腿同步带轮6和后腿同步带轮10；
所述连杆式足式机构为八组，每组均由11条连杆3组成，各连杆3之间相互连接，其中包括1条固定连杆4和1条传动连杆5；
所述固定连杆4中部设有固定轴连接在腿部安装板2上，机身1一侧的腿部安装板2分别前后安装两组连杆式足式机构；
所述机身1内部两端设有前基座11和后基座22；
所述万向轮15安装在万向轮连杆13上，万向轮连杆13连接安装有前电机16的前电机连杆14以及前基座连杆12，前基座连杆12连接在前基座11上，通过前电机16的转动可以控制万向轮15的收放；
所述底盘合页17安装在机身1上，底盘驱动电机25安装在底盘合页17上，轮胎18安装在电机上，底盘合页17安装在合页基座26，合页基座26上安装合页连杆19，合页连杆19端连接安装后电机21的后电机连杆20和阻尼器23，阻尼器23安装在后基座22上，通过后电机21的转动可以控制合页的闭合与打开。
所述连杆式足式机构每两组分别成180°交错安装在机身1一侧腿部安装板2的一端。
一种基于轮式足式复合底盘的机器人工作原理：机器人根据路面状况选择轮式底盘或者足式底盘，当机器人在有凸凹障碍路面或爬楼梯时使用足式底盘，通过腿部驱动电机同步轮带动连杆式足式机构进行运动。当机器人行驶到水平路面或路况良好路面时机身内部前后电机工作，带动前后电机连杆使得万向轮降下，合页打开；万向轮以及轮胎接触到地面，足式机构悬空起来。使用轮式底盘运动时腿部驱动电机不工作，合页上的底盘驱动电机开始工作来控制机器人运动。当机器人再次进行轮式足式切换时，前后电机反向转动，使万向轮以及合页收起。

Claims (2)

1.一种基于轮式足式复合底盘的机器人，其特征在于：包括机身、腿部安装板、连杆式足式机构、前腿同步带轮、前腿同步带、电机同步带轮、后腿同步带、后腿同步带轮、前基座、前基座连杆、万向轮连杆、前电机连杆、万向轮、前电机、底盘合页、轮胎、合页连杆、后电机连杆、后电机、后基座、阻尼器、腿部驱动电机、底盘驱动电机和合页基座；
所述机身上端设有连接板，连接板两端分别设有两条安装槽；
所述腿部安装板设有四块，机身两侧分别设有两块腿部安装板通过插接在安装槽内与机身固定；
两个腿部驱动电机设置在机身内部，分别固定在机身两侧的腿部安装板上；
两块腿部安装板之间设有电机同步带轮，安装板两侧设有前腿同步带轮和后腿同步带轮，一组连杆式足式机构用一个电机同步带轮带动，电机同步带轮通过前腿同步带和后腿同步带带动前腿同步带轮和后腿同步带轮；
所述连杆式足式机构为八组，每组均由11条连杆组成，各连杆之间相互连接，其中包括1条固定连杆和1条传动连杆；
所述固定连杆中部设有固定轴连接在腿部安装板上，机身一侧的腿部安装板分别前后安装两组连杆式足式机构；
所述机身内部两端设有前基座和后基座；
所述万向轮安装在万向轮连杆上，万向轮连杆连接安装有前电机的前电机连杆以及前基座连杆，前基座连杆连接在前基座上，通过前电机的转动可以控制万向轮的收放；
所述底盘合页安装在机身上，底盘驱动电机安装在底盘合页上，轮胎安装在电机上，合页基座安装在底盘合页上，合页基座上安装合页连杆，合页连杆端连接安装后电机的后电机连杆和阻尼器，阻尼器安装在后基座上，通过后电机的转动可以控制合页的开口角度改变。
2.如权利要求1所述的一种基于轮式足式复合底盘的机器人，其特征在于：所述连杆式足式机构每两组分别成180°交错安装在机身一侧腿部安装板的一端。
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