CN109305242A - 一种两轮双足机器人 - Google Patents

Abstract

一种两轮双足机器人，属于机构设计技术领域。所述两轮双足机器人，包括底盘，所述底盘的左右两侧分别设置有行走轮，底盘上方的左右两侧分别设置有与行走轮对应的减速电机安装座、减速电机、传动轴和横摆驱动装置，底盘的下方固定安装有配重调节装置，横摆驱动装置固定安装于底盘上，包括横摆电机、横摆丝杠座一、横摆主动齿轮、横摆从动齿轮、横摆丝杠、横摆连杆、横摆螺母滑块和横摆丝杠座二，配重调节装置包括横向调节装置、纵向调节装置和配重块。所述两轮双足机器人结构简单、轮径较大，可两轮行走，也可双足行走，具有良好的环境适应能力。

Description

一种两轮双足机器人

技术领域

本发明涉及机构设计技术领域，特别涉及一种两轮双足机器人。

背景技术

两轮机器人结构简单、运动灵活，在平坦路面上行走平稳、速度较快，但路面坡度较大时，两轮机器人行走困难，在崎岖复杂的路面环境中更是难以前进，遇到高度大于轮半径的障碍物时，一般无法通过。申请号为201210470502.1和201710061707.7的专利公布的两轮机器人，设置了质心调节装置，以提高机器人的爬坡能力，在仍难以适应崎岖复杂的路面环境。双足机器人与两轮机器人相比，具有很强的路面环境适应能力强，不仅能在平坦路面行走，而且特别适合于在崎岖复杂环境中移动，具有较强的越障能力，但行走速度相对较慢。为了结合两轮机器人和双足机器人的优点，提高机器人的环境适应能力，实现在崎岖复杂环境下行走，本发明将提供一种可变形为两轮结构、也可变形为双足结构的机器人。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种两轮双足机器人，其结构简单、轮径较大，可两轮行走，也可双足行走，具有良好的环境适应能力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种两轮双足机器人，包括底盘，所述底盘的左右两侧分别设置有行走轮，底盘上方的左右两侧分别设置有与行走轮对应的减速电机安装座、减速电机、传动轴和横摆驱动装置，底盘的下方固定安装有配重调节装置；

所述减速电机安装座通过横摆销轴一与底盘铰接，所述减速电机固定安装在减速电机安装座上，减速电机的输出轴与传动轴的一端键连接，传动轴穿过减速电机安装座上的传动轴安装孔一安装在减速电机安装座上，传动轴的另一端与行走轮固定连接；

所述横摆驱动装置固定安装于底盘上，包括横摆电机、横摆丝杠座一、横摆主动齿轮、横摆从动齿轮、横摆丝杠、横摆连杆、横摆螺母滑块和横摆丝杠座二，所述横摆丝杠座一上固设有横摆电机，所述横摆电机的电机轴与横摆主动齿轮固定连接，所述横摆主动齿轮与横摆从动齿轮啮合，所述横摆从动齿轮套设在横摆丝杠上，且与横摆丝杠固定连接，所述横摆丝杠的一端与横摆丝杠座一连接，另一端与横摆丝杠座二连接，横摆丝杠与横摆螺母滑块垂直设置，所述横摆螺母滑块为对称结构，横摆丝杠穿过横摆螺母滑块的对称中心的螺纹孔，且横摆螺母滑块可沿着横摆丝杠移动，两个所述横摆连杆平行设置在横摆螺母滑块的两端，每个横摆连杆的一端与横摆螺母滑块的端部通过横摆螺母滑块销轴铰接，每个横摆连杆的另一端通过横摆销轴二与减速电机安装座铰接；

所述配重调节装置包括横向调节装置、纵向调节装置和配重块，所述底盘下方前后两侧分别设置有一个横向调节装置，纵向调节装置设置在两个横向调节装置之间，且与两个横向调节装置垂直连接，所述配重块安装在纵向调节装置上。

所述行走轮包括轮支架、轮腿和轮腿驱动装置，所述轮支架为左右对称结构，其上部设置有传动轴安装孔二，其中部设置有轮腿驱动装置安装槽，其下部左右两侧对称设置有轮腿销轴四安装孔一，用于与轮腿连接；所述轮腿驱动装置包括设置在轮腿驱动装置安装槽内的轮腿驱动电机、轮腿驱动丝杠座一、轮腿驱动主动齿轮、轮腿驱动从动齿轮、轮腿驱动丝杠、轮腿驱动螺母滑块和轮腿驱动丝杠座二，以及设置在轮腿驱动装置安装槽外的轮腿驱动连杆组件，所述轮腿驱动电机固设在轮腿驱动丝杠座一上，轮腿驱动电机的电机轴与轮腿驱动主动齿轮固定连接，轮腿驱动主动齿轮与轮腿驱动从动齿轮啮合，轮腿驱动从动齿轮套设在轮腿驱动丝杠上，且与轮腿驱动丝杠固定连接，所述轮腿驱动丝杠的一端与轮腿驱动丝杠座一连接，轮腿驱动丝杠的另一端与轮腿驱动丝杠座二连接，轮腿驱动丝杠位于轮支架的对称轴处，且与轮腿驱动螺母滑块垂直设置，轮腿驱动螺母滑块为对称结构，轮腿驱动丝杠穿过轮腿驱动螺母滑块对称中心的螺纹孔，轮腿驱动螺母滑块可沿着轮腿驱动丝杠上下移动，两组所述轮腿驱动连杆组件对称设置在轮支架的左右两侧，用于连接轮支架和轮腿以实现轮腿收缩成轮形或者展开成腿形；所述轮腿包括轮腿连接板、轮毂板一、支撑杆、轮毂板二、轮毂板三、轮足、支撑套一、支撑套二和伸缩推杆，所述轮腿连接板分别通过轮腿销轴四安装在轮支架上，通过轮腿销轴三与伸缩推杆远离其伸出端的一端固定连接，通过轮腿销轴一与轮毂板一的一端铰接，伸缩推杆的伸出端依次穿过支撑套二和支撑套一与轮足通过轮腿销轴二铰接，所述支撑套二和支撑套一与伸缩推杆的伸出端滑动连接，轮毂板一的另一端依次与轮毂板二、轮毂板三和支撑套一铰接，所述支撑杆的一端与轮毂板一的另一端铰接，支撑杆的另一端与支撑套二铰接。

所述轮腿驱动连杆组件包括相互平行的两个轮腿驱动连杆一、两个L形轮腿驱动杠杆和两个轮腿驱动连杆二，其中，每个轮腿驱动连杆一的一端与L形轮腿驱动杠杆的中间拐点铰接，L形轮腿驱动杠杆的长边端部与轮腿驱动连杆二的一端铰接，两个L形轮腿驱动杠杆的短边端部通过轮腿驱动销轴三连接，且安装在轮支架上，两个轮腿驱动连杆二远离L形轮腿驱动杠杆的一端通过轮腿驱动销轴二连接，且安装在轮腿上，所述两组轮腿驱动连杆组件中相对应的两个轮腿驱动连杆一远离L形轮腿驱动杠杆的一端共同通过轮腿驱动销轴一与轮腿驱动螺母滑块铰接。

所述轮毂板一、轮毂板二和轮毂板三均为弧形结构。

所述轮足设有锁定销孔和锁定销。

所述轮支架的轮腿驱动装置安装槽的下部设有轮腿驱动装置安装孔，轮支架中部的左右两侧分别设有轮腿驱动销轴三安装孔；所述轮腿连接板设有轮腿销轴四安装孔二，轮腿销轴一安装孔、轮腿驱动销轴二安装孔和轮腿销轴三安装孔；所述轮足设有轮腿销轴二安装孔。

所述底盘为对称结构，底盘的左右两侧分别设有横摆销轴一安装孔一，底盘的中部设置有横摆驱动装置安装孔，底盘上位于横摆销轴一安装孔一的两侧设置有配重调节装置安装孔；所述减速电机安装座包括减速电机安装板，减速电机安装板设有减速电机安装孔，减速电机安装板的中部设有传动轴安装孔一，传动轴安装孔一为圆柱筒状，且与减速电机安装板垂直连接，减速电机安装板的下部设有与横摆销轴一安装孔一对应的横摆销轴一安装孔二，减速电机安装板的左右两侧设有横摆销轴二安装孔。

所述横向调节装置包括横向调节电机、横向调节丝杠座一、横向调节主动齿轮、横向调节从动齿轮、横向调节丝杠和横向调节丝杠座二，所述横向调节丝杠座一上固设有横向调节电机，所述横向调节电机的电机轴与横向调节主动齿轮固定连接，所述横向调节主动齿轮与横向调节从动齿轮啮合，所述横向调节从动齿轮套设在横向调节丝杠上，且与横向调节丝杠固定连接，所述横向调节丝杠的一端与横向调节丝杠座一连接，另一端与横向调节丝杠座二连接；所述纵向调节装置包括纵向调节电机、纵向调节丝杠座、纵向调节主动齿轮、纵向调节从动齿轮和纵向调节丝杠，所述纵向调节丝杠座的两端均设有螺纹孔，两个横向调节丝杠穿过螺纹孔与纵向调节丝杠座连接，纵向调节丝杠座的一端固设有纵向调节电机，所述纵向调节电机的电机轴与纵向调节主动齿轮固定连接，所述纵向调节主动齿轮与纵向调节从动齿轮啮合，所述纵向调节从动齿轮套设在纵向调节丝杠上，且与纵向调节丝杠固定连接，所述纵向调节丝杠的两端分别与纵向调节丝杠座的两端连接。

本发明的有益效果：

本发明的一种两轮双足机器人可以变换为两轮形式的轮式机器人，具有结构简单、轮径尺寸较大的特点，能够在平坦路面的快速行走，且路面适应能力较强；机器人也可以变换为双足形式的腿足机器人，通过横摆驱动装置和配重调节装置调节机器人质心位置，可以实现类似人类的双足行走方式，能够适应崎岖复杂的路面环境，行走轮的轮腿驱动装置采用连杆机构，结构简单、易于制造。

附图说明

图1是本发明提供的一种两轮双足机器人变换为两轮机器人时的结构示意图；

图2是本发明提供的一种两轮双足机器人变换为双足机器人时的结构示意图；

图3是本发明提供的一种两轮双足机器人的底盘结构示意图；

图4是本发明提供的一种两轮双足机器人的横摆驱动装置结构示意图；

图5是本发明提供的一种两轮双足机器人的减速电机安装座结构示意图；

图6是本发明提供的一种两轮双足机器人的行走轮的轮形结构示意图；

图7是本发明提供的一种两轮双足机器人的行走轮的腿形结构示意图；

图8是本发明提供的一种两轮双足机器人的轮支架结构示意图；

图9是本发明提供的一种两轮双足机器人的轮腿驱动装置结构示意图；

图10是本发明提供的一种两轮双足机器人的轮腿收缩时结构示意图；

图11是本发明提供的一种两轮双足机器人的轮腿展开时结构示意图；

图12是本发明提供的一种两轮双足机器人的轮腿连接板结构示意图；

图13是本发明提供的一种两轮双足机器人的轮足结构示意图；

图14是本发明提供的一种两轮双足机器人的配重调节装置结构示意图；

图15是本发明提供的一种两轮双足机器人的横向调节装置结构示意图；

图16是本发明提供的一种两轮双足机器人的纵向调节装置结构示意图；

图17是本发明提供的一种两轮双足机器人的双足行走示意图轴测视图；

图18是本发明提供的一种两轮双足机器人的双足行走示意图正面视图；

图19是本发明提供的一种两轮双足机器人的双足行走示意图侧面视图。

其中，

1、底盘，2、横摆驱动装置，3、减速电机，4、减速电机安装座，5、传动轴，6、行走轮，7、横摆销轴一，8、横摆销轴二，9、配重调节装置，1-1、横摆销轴一安装孔一，1-2、配重调节装置安装孔，1-3、横摆驱动装置安装孔，2-1、横摆电机，2-2、横摆丝杠座一，2-3、横摆主动齿轮，2-4、横摆从动齿轮，2-5、横摆丝杠，2-6、横摆连杆，2-7、横摆螺母滑块，2-8、横摆丝杠座二，2-9、横摆螺母滑块销轴，4-1、减速电机安装孔，4-2、传动轴安装孔一，4-3、横摆销轴一安装孔二，4-4、横摆销轴二安装孔，6-1、轮支架，6-2、轮腿驱动装置，6-3、轮腿，6-1-1、传动轴安装孔二，6-1-2、轮腿驱动装置安装孔，6-1-3、轮腿驱动销轴三安装孔，6-1-4、轮腿销轴四安装孔一，6-2-1、轮腿驱动电机，6-2-2、轮腿驱动丝杠座一，6-2-3、轮腿驱动主动齿轮，6-2-4、轮腿驱动从动齿轮，6-2-5、轮腿驱动丝杠，6-2-6、轮腿驱动螺母滑块，6-2-7、轮腿驱动丝杠座二，6-2-8、轮腿驱动销轴一，6-2-9、轮腿驱动连杆一，6-2-10、L形轮腿驱动杠杆，6-2-11、轮腿驱动连杆二，6-2-12、轮腿驱动销轴二，6-2-13、轮腿驱动销轴三，6-3-1、轮腿连接板，6-3-2、轮腿销轴一，6-3-3、轮毂板一，6-3-4、支撑杆，6-3-5、轮毂板二，6-3-6、轮毂板三，6-3-7、轮足，6-3-8、轮腿销轴二，6-3-9、支撑套一，6-3-10、支撑套二，6-3-11、伸缩推杆，6-3-12、轮腿销轴三，6-3-13、轮腿销轴四，6-3-1-1、轮腿销轴四安装孔二，6-3-1-2、轮腿销轴一安装孔，6-3-1-3、轮腿驱动销轴二安装孔，6-3-1-4、轮腿销轴三安装孔，6-3-7-1、轮腿销轴二安装孔，6-3-7-2、锁定销孔，6-3-7-3、锁定销，9-1、横向调节装置，9-2、纵向调节装置，9-3、配重块，9-1-1、横向调节电机，9-1-2、横向调节丝杠座一，9-1-3、横向调节主动齿轮，9-1-4、横向调节从动齿轮，9-1-5、横向调节丝杠，9-1-6、横向调节丝杠座二，9-2-1、纵向调节电机，9-2-2、纵向调节丝杠座，9-2-3、纵向调节主动齿轮，9-2-4、纵向调节从动齿轮，9-2-5、纵向调节丝杠。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“一”、“二”、“三”、“四”只用于区分各个部件，并不代表前后顺序。术语“上”、“下”、“左”、“右”“前”、“后”、“两端”、“一端”、“另一端”等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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图19所示，本发明提供了一种两轮双足机器人，包括底盘1，底盘1的左右两侧分别设置有行走轮6，底盘1上方的左右两侧分别设置有与行走轮6对应的减速电机安装座4、减速电机3、传动轴5和横摆驱动装置2，底盘1的下方固定安装有配重调节装置9；

减速电机安装座4通过横摆销轴一7与底盘1铰接，减速电机3固定安装在减速电机安装座4上，减速电机3的输出轴与传动轴5的一端键连接，传动轴5穿过减速电机安装座4上的传动轴安装孔一4-2安装在减速电机安装座4上，传动轴5的另一端与行走轮6固定连接，行走轮6为轮形或者腿形；

横摆驱动装置2固定安装于底盘1上，包括横摆电机2-1、横摆丝杠座一2-2、横摆主动齿轮2-3、横摆从动齿轮2-4、横摆丝杠2-5、横摆连杆2-6、横摆螺母滑块2-7和横摆丝杠座二2-8，横摆丝杠座一2-2上固设有横摆电机2-1，横摆电机2-1的电机轴与横摆主动齿轮2-3固定连接，横摆主动齿轮2-3与横摆从动齿轮2-4啮合，横摆从动齿轮2-4套设在横摆丝杠2-5上，且与横摆丝杠2-5固定连接，横摆丝杠2-5的一端与横摆丝杠座一2-2连接，另一端与横摆丝杠座二2-8连接，横摆丝杠2-5与横摆螺母滑块2-7垂直设置，横摆螺母滑块2-7为对称结构，横摆丝杠2-5穿过横摆螺母滑块2-7的对称中心的螺纹孔，且横摆螺母滑块2-7可沿着横摆丝杠2-5移动，两个所述横摆连杆2-6平行设置在横摆螺母滑块2-7的两端，每个横摆连杆2-6的一端与横摆螺母滑块2-7的端部通过横摆螺母滑块销轴2-9铰接，每个横摆连杆2-6的另一端通过横摆销轴二8与减速电机安装座4铰接；

配重调节装置9包括横向调节装置9-1、纵向调节装置9-2和配重块9-3，底盘1下方前后两侧分别设置有一个横向调节装置9-1，纵向调节装置9-2设置在两个横向调节装置9-1之间，且与两个横向调节装置9-1垂直连接，配重块9-3安装在纵向调节装置9-2上。

本发明中，两轮双足机器人包括一个底盘1、两个减速电机安装座4、两个减速电机3、两个传动轴5、两个横摆驱动装置2、两个行走轮6和一个配重调节装置9，其中，设置在底盘1上方左侧的减速电机安装座4、减速电机3、传动轴5和横摆驱动装置2与底盘1左侧的行走轮6连接，设置在底盘1上方右侧的减速电机安装座4、减速电机3、传动轴5和横摆驱动装置2与底盘1右侧的行走轮6连接，行走轮6可以变换成轮形也可以变换为腿形，两轮双足机器人变换为双足形式的腿足机器人时，通过横摆驱动装置2和配重调节装置9调节机器人质心位置，能够实现类似人类的双足行走方式，能够适应崎岖复杂的路面环境。底盘1为对称结构，底盘1上表面左右两侧分别设有横摆销轴一安装孔一1-1，横摆销轴一安装孔一1-1的两侧设置有配重调节装置安装孔1-2，底盘1的中部设置有横摆驱动装置安装孔1-3；减速电机安装座4包括减速电机安装板，减速电机安装板上设有减速电机安装孔4-1，减速电机安装板的中部设有传动轴安装孔一4-2，传动轴安装孔一4-2为圆柱筒状，且与减速电机安装板垂直连接，减速电机安装板的下部设有与横摆销轴一安装孔一1-1对应的横摆销轴一安装孔二4-3，减速电机安装板的左右两侧设有横摆销轴二安装孔4-4。

行走轮6包括轮支架6-1、轮腿6-3和轮腿驱动装置6-2，轮支架6-1为左右对称结构，其上部设置有传动轴安装孔二6-1-1，用于与传动轴5的另一端连接，其中部设置有轮腿驱动装置安装槽，其下部左右两侧对称设置有轮腿销轴四安装孔一6-1-4，用于与轮腿6-3连接；轮腿驱动装置6-2包括设置在轮腿驱动装置安装槽内的轮腿驱动电机6-2-1、轮腿驱动丝杠座一6-2-2、轮腿驱动主动齿轮6-2-3、轮腿驱动从动齿轮6-2-4、轮腿驱动丝杠6-2-5、轮腿驱动螺母滑块6-2-6和轮腿驱动丝杠座二6-2-7，以及设置在轮腿驱动装置安装槽外的轮腿驱动连杆组件，轮腿驱动电机6-2-1固设在轮腿驱动丝杠座一6-2-2上，轮腿驱动电机6-2-1的电机轴与轮腿驱动主动齿轮6-2-3固定连接，轮腿驱动主动齿轮6-2-3与轮腿驱动从动齿轮6-2-4啮合，轮腿驱动从动齿轮6-2-4套设在轮腿驱动丝杠6-2-5上，且与轮腿驱动丝杠6-2-5固定连接，轮腿驱动丝杠6-2-5的一端与轮腿驱动丝杠座一6-2-2连接，轮腿驱动丝杠6-2-5的另一端与轮腿驱动丝杠座二6-2-7连接，轮腿驱动丝杠6-2-5位于轮支架6-1的对称轴处，且与轮腿驱动螺母滑块6-2-6垂直设置，轮腿驱动螺母滑块6-2-6为对称结构，轮腿驱动丝杠6-2-5穿过轮腿驱动螺母滑块6-2-6对称中心的螺纹孔，轮腿驱动螺母滑块6-2-6可沿着轮腿驱动丝杠6-2-5上下移动，两组轮腿驱动连杆组件对称设置在轮支架6-1的左右两侧，用于连接轮支架6-1和轮腿6-3以实现轮腿6-3收缩成轮形或者展开成腿形；轮腿6-3包括轮腿连接板6-3-1、轮毂板一6-3-3、支撑杆6-3-4、轮毂板二6-3-5、轮毂板三6-3-6、轮足6-3-7、支撑套一6-3-9、支撑套二6-3-10和伸缩推杆6-3-11，轮腿连接板6-3-1分别通过轮腿销轴四6-3-13安装在轮支架6-1上，通过轮腿销轴三6-3-12与伸缩推杆6-3-11远离其伸出端的一端固定连接，通过轮腿销轴一6-3-2与轮毂板一6-3-3的一端铰接，伸缩推杆6-3-11的伸出端依次穿过支撑套二6-3-10和支撑套一6-3-9与轮足6-3-7通过轮腿销轴二6-3-8铰接，支撑套二6-3-10和支撑套一6-3-9与伸缩推杆6-3-11的伸出端滑动连接，轮毂板一6-3-3的另一端依次与轮毂板二6-3-5、轮毂板三6-3-6和支撑套一6-3-9铰接，支撑杆6-3-4的一端与轮毂板一6-3-3的另一端铰接，支撑杆6-3-4的另一端与支撑套二6-3-10铰接。本发明中，横摆电机2-1与横摆主动齿轮2-3分别设置在横摆丝杠座一2-2的两侧,轮腿驱动丝杠座一6-2-2和轮腿驱动丝杠座二6-2-7固定安装在轮腿驱动装置安装槽内。伸缩推杆6-3-11为电动推杆，轮腿驱动电机6-2-1与轮腿驱动主动齿轮6-2-3分别设置在轮腿驱动丝杠座一6-2-2的两侧，轮毂板一6-3-3、轮毂板二6-3-5和轮毂板三6-3-6均为弧形结构，其中，轮毂板一6-3-3的弧形中心角角度范围为50-70度，轮毂板二6-3-5的弧形中心角角度范围为23-43度，轮毂板三6-3-6的弧形中心角角度范围为15-35度，轮毂板一6-3-3、轮毂板二6-3-5和轮毂板三6-3-6的弧形中心角角度范围还受到轮足6-3-7尺寸大小的影响，轮毂板一6-3-3、轮毂板二6-3-5和轮毂板三6-3-6在行走轮6变换为轮形时收缩成围成弧，即两个弧与轮支架6-1共同组成行走轮6的一个轮，在行走轮6变换为腿形时展开成腿，且同一个行走轮6的两个轮腿6-3上的轮毂板一6-3-3、轮毂板二6-3-5和轮毂板三6-3-6不发生干涉。轮足6-3-7设有锁定销孔6-3-7-2和锁定销6-3-7-3，当两轮双足机器人变换为双足形式的腿足机器人时，同一个行走轮6的两个轮腿6-3展开至两个轮足6-3-7靠近时，将一个轮足6-3-7的锁定销6-3-7-3插入另一轮足6-3-7的锁定销孔6-3-7-2之中，使两个轮腿6-3与轮支架6-1构成两轮双足机器人的一条腿。轮支架6-1的轮腿驱动装置安装槽的下部设有轮腿驱动装置安装孔6-1-2，轮支架6-1中部的左右两侧分别设有轮腿驱动销轴三安装孔6-1-3；轮腿连接板6-3-1设有轮腿销轴四安装孔二6-3-1-1，轮腿销轴一安装孔6-3-1-2、轮腿驱动销轴二安装孔6-3-1-3和轮腿销轴三安装孔6-3-1-4；轮足6-3-7设有轮腿销轴二安装孔6-3-7-1。两轮双足机器人变换为两轮形式的轮式机器人时，具有结构简单、轮径尺寸较大的特点，并且每个伸缩推杆6-3-11与对应的轮毂板一6-3-3和支撑杆6-3-4形成类似三角形结构，两个伸缩推杆6-3-11与轮支架6-1的下部形成类似三角形结构，提高了轮的稳定性；两轮双足机器人变换为双足形式的腿足机器人，能够在平坦路面的快速行走，且路面适应能力较强。轮支架6-1的左右两侧的侧面对称开设有槽，为了保证轮支架6-1与轮腿6-3连接处的受力均匀，在安装时，轮腿连接板6-3-1插入槽中，轮腿销轴四6-3-13穿过轮腿销轴四安装孔一6-1-4和轮腿销轴四安装孔二6-3-1-1将轮腿6-3与轮支架6-1铰接。

轮腿驱动连杆组件包括相互平行的两个轮腿驱动连杆一6-2-9、两个L形轮腿驱动杠杆6-2-10和两个轮腿驱动连杆二6-2-11，其中，每个轮腿驱动连杆一6-2-9的一端与L形轮腿驱动杠杆6-2-10的中间拐点铰接，L形轮腿驱动杠杆6-2-10的长边端部与轮腿驱动连杆二6-2-11的一端铰接，两个L形轮腿驱动杠杆6-2-10的短边端部通过轮腿驱动销轴三6-2-13连接，且安装在轮支架6-1上，两个轮腿驱动连杆二6-2-11远离L形轮腿驱动杠杆6-2-10的一端通过轮腿驱动销轴二6-2-12连接，且安装在轮腿6-3上，两组轮腿驱动连杆组件中相对应的两个轮腿驱动连杆一6-2-9远离L形轮腿驱动杠杆6-2-10的一端共同通过轮腿驱动销轴一6-2-8与轮腿驱动螺母滑块6-2-6铰接。本发明中，行走轮6的轮腿驱动装置6-2采用连杆机构，结构简单、易于制造。

横向调节装置9-1包括横向调节电机9-1-1、横向调节丝杠座一9-1-2、横向调节主动齿轮9-1-3、横向调节从动齿轮9-1-4、横向调节丝杠9-1-5和横向调节丝杠座二9-1-6，横向调节丝杠座一9-1-2上固设有横向调节电机9-1-1，横向调节电机9-1-1的电机轴与横向调节主动齿轮9-1-3固定连接，横向调节主动齿轮9-1-3与横向调节从动齿轮9-1-4啮合，横向调节从动齿轮9-1-4套设在横向调节丝杠9-1-5上，且与横向调节丝杠9-1-5固定连接，横向调节丝杠9-1-5的一端与横向调节丝杠座一9-1-2连接，另一端与横向调节丝杠座二9-1-6连接；纵向调节装置9-2包括纵向调节电机9-2-1、纵向调节丝杠座9-2-2、纵向调节主动齿轮9-2-3、纵向调节从动齿轮9-2-4和纵向调节丝杠9-2-5，纵向调节丝杠座9-2-2的两端均设有螺纹孔，两个横向调节丝杠9-1-5穿过螺纹孔与纵向调节丝杠座9-2-2连接，将纵向调节装置9-2设置在底盘的下方，使纵向调节装置9-2能够沿着横向调节装置9-1移动，纵向调节丝杠座9-2-2的一端固设有纵向调节电机9-2-1，纵向调节电机9-2-1的电机轴与纵向调节主动齿轮9-2-3固定连接，纵向调节主动齿轮9-2-3与纵向调节从动齿轮9-2-4啮合，纵向调节从动齿轮9-2-4套设在纵向调节丝杠9-2-5上，且与纵向调节丝杠9-2-5固定连接，纵向调节丝杠9-2-5的两端分别与纵向调节丝杠座9-2-2的两端连接。本发明中，横向调节电机9-1-1与横向调节主动齿轮9-1-3分别设置在横向调节丝杠座一9-1-2的两侧，纵向调节电机9-2-1与纵向调节主动齿轮9-2-3分别设置在纵向调节丝杠座9-2-2与纵向调节电机9-2-1连接的一端的两侧。

本发明中的一种两轮双足机器人变换为双足机器人结构的方法是：行走轮6的轮腿驱动装置6-2的轮腿驱动电机6-2-1带动轮腿驱动主动齿轮6-2-3转动，轮腿驱动主动齿轮6-2-3通过轮腿驱动从动齿轮6-2-4带动轮腿驱动丝杠6-2-5转动，轮腿驱动丝杠6-2-5驱动轮腿驱动螺母滑块6-2-6向上移动，通过轮腿驱动销轴一6-2-8和轮腿驱动连杆一6-2-9带动L形轮腿驱动杠杆6-2-10绕轮腿驱动销轴三6-2-13摆动，L形轮腿驱动杠杆6-2-10通过轮腿驱动连杆二6-2-11、轮腿驱动销轴二6-2-12带动轮腿6-3逐渐展开；当轮腿6-3展开至轮足6-3-7接触地面后，随着轮腿6-3的逐渐展开，伸缩推杆6-3-11的伸出端逐渐伸出，当行走轮6的两个轮腿6-3展开至两个轮足6-3-7靠近时，调节一个轮腿6-3的伸缩推杆6-3-11的伸出端伸出长度，将其轮足6-3-7的锁定销6-3-7-3插入另一个轮腿6-3的轮足6-3-7的锁定销孔6-3-7-2之中，使两个轮腿6-3与轮支架6-1构成机器人腿形结构的一条腿，轮腿长度可以通过调节伸缩推杆6-3-11的伸出端伸出长度进行调节。

本发明中的一种两轮双足机器人变换为双足机器人时的行进方法包括：

(1)步行准备阶段，机器人变换为双足式结构后，横摆电机2-1转动通过横摆主动齿轮2-3和横摆从动齿轮2-4驱动横摆丝杠2-5转动，横摆丝杠2-5驱动横摆螺母滑块2-7移动，通过横摆螺母滑块销轴2-9、横摆连杆2-6和横摆销轴二8，带动减速电机安装座4绕横摆销轴一7转动，减速电机安装座4通过传动轴5带动行走轮6的轮腿6-3绕横摆销轴一7横向摆动，使轮足6-3-7向机器人底盘1的左右对称中心方向移动一定距离；

(2)重心调节阶段，两个横向调节装置9-1的横向调节电机9-1-1同步转动，通过横向调节主动齿轮9-1-3和横向调节从动齿轮9-1-4驱动横向调节丝杠9-1-5转动，横向调节丝杠9-1-5带动纵向调节装置9-2横向移动，纵向调节装置9-2带动配重块9-3横向移动，使两轮双足机器人的重心作用于机器人腿形结构的一条腿的轮足6-3-7上，此腿称机器人后腿；

(3)一腿迈出阶段，机器人另一条腿的两个伸缩推杆6-3-11的伸出端同步收缩，使轮足6-3-7离开地面，机器人该腿的减速电机3转动，通过传动轴5和轮支架6-1带动轮腿6-3、轮足6-3-7向前迈出，同时机器人该腿的两个伸缩推杆6-3-11伸出端同步伸出，使轮足6-3-7接触地面，完成机器人向前迈出一步的动作，此腿称机器人前腿；

(4)重心前移阶段，机器人后腿的两个伸缩推杆6-3-11的伸出端同步伸长，同时机器人前腿的两个伸缩推杆6-3-11的伸出端同步收缩，且横向调节装置9-1调节配重块9-3的位置、机器人前腿和后腿的减速电机3协调转动，使机器人重心作用于前腿的轮足6-3-7上；

(5)另一腿迈出阶段，机器人后腿两个伸缩推杆6-3-11的伸出端同步收缩，使轮足6-3-7离开地面，机器人该腿的减速电机3转动，通过传动轴5和轮支架6-1带动轮腿6-3、轮足6-3-7向前迈出，同时机器人该腿的两个伸缩推杆6-3-11伸出端同步伸出，使轮足6-3-7接触地面，完成机器人后腿向前迈出一步；

机器人反复协调进行以上动作，可实现机器人双足行走，机器人两条腿的迈出幅度相同，机器人则直线行走，机器人两条腿迈出幅度不同，机器人则实现转向行走。

本发明中的一种两轮双足机器人变换为两轮机器人结构的方法是：行走轮6的一个轮腿6-3的伸缩推杆6-3-11收缩，将其轮足6-3-7的锁定销6-3-7-3从另一个轮腿6-3的轮足6-3-7的锁定销孔6-3-7-2内拔出，之后，行走轮6的两个轮腿6-3的伸缩推杆6-3-11逐渐收缩，同时，轮腿驱动电机6-2-1带动轮腿驱动主动齿轮6-2-3反向转动，轮腿驱动主动齿轮6-2-3通过轮腿驱动从动齿轮6-2-4带动轮腿驱动丝杠6-2-5反向转动，轮腿驱动丝杠6-2-5驱动轮腿驱动螺母滑块6-2-6向下移动，带动L形轮腿驱动杠杆6-2-10绕轮腿驱动销轴三6-2-13摆动，L形轮腿驱动杠杆6-2-10通过轮腿驱动连杆二6-2-11、轮腿驱动销轴二6-2-12带动轮腿6-3逐渐收缩；当伸缩推杆6-3-11收缩完成后，轮腿6-3形成一个圆弧形状，当轮腿驱动电机6-2-1带动轮腿6-3收缩至两个轮足6-3-7靠近时，调节一个轮腿6-3的伸缩推杆6-1-11的伸出端伸出长度，将其轮足6-3-7的锁定销6-3-7-3插入另一个轮腿6-3的轮足6-3-7的锁定销孔6-3-7-2之中，行走轮6的两个轮腿6-3与轮支架6-1合并成一个圆形的行走轮。

本发明中的一种两轮双足机器人变换为两轮机器人时的行进方法是：机器人变换为两轮式结构后，减速电机3转动通过传动轴5带动行走轮6转动，若两个行走轮6同向同速转动，则机器人沿直线行进；若两个行走轮6同向不同速转动，则机器人将大半径转弯；若机器人一个行走轮6转动，另一个行走轮6不转动，则机器人直角转弯；若两个行走轮6反向同速转动，则机器人原地转弯，即调节两个行走轮6的转向与转速，可实现机器人两轮式前进、后退和转弯。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种两轮双足机器人，其特征在于，包括底盘，所述底盘的左右两侧分别设置有行走轮，底盘上方的左右两侧分别设置有与行走轮对应的减速电机安装座、减速电机、传动轴和横摆驱动装置，底盘的下方固定安装有配重调节装置；

所述减速电机安装座通过横摆销轴一与底盘铰接，所述减速电机固定安装在减速电机安装座上，减速电机的输出轴与传动轴的一端键连接，传动轴穿过减速电机安装座上的传动轴安装孔一安装在减速电机安装座上，传动轴的另一端与行走轮固定连接；

所述横摆驱动装置固定安装于底盘上，包括横摆电机、横摆丝杠座一、横摆主动齿轮、横摆从动齿轮、横摆丝杠、横摆连杆、横摆螺母滑块和横摆丝杠座二，所述横摆丝杠座一上固设有横摆电机，所述横摆电机的电机轴与横摆主动齿轮固定连接，所述横摆主动齿轮与横摆从动齿轮啮合，所述横摆从动齿轮套设在横摆丝杠上，且与横摆丝杠固定连接，所述横摆丝杠的一端与横摆丝杠座一连接，另一端与横摆丝杠座二连接，横摆丝杠与横摆螺母滑块垂直设置，所述横摆螺母滑块为对称结构，横摆丝杠穿过横摆螺母滑块的对称中心的螺纹孔，且横摆螺母滑块可沿着横摆丝杠移动，两个所述横摆连杆平行设置在横摆螺母滑块的两端，每个横摆连杆的一端与横摆螺母滑块的端部通过横摆螺母滑块销轴铰接，每个横摆连杆的另一端通过横摆销轴二与减速电机安装座铰接；

所述配重调节装置包括横向调节装置、纵向调节装置和配重块，所述底盘下方前后两侧分别设置有一个横向调节装置，纵向调节装置设置在两个横向调节装置之间，且与两个横向调节装置垂直连接，所述配重块安装在纵向调节装置上。

2.根据权利要求1所述的两轮双足机器人，其特征在于，所述行走轮包括轮支架、轮腿和轮腿驱动装置，所述轮支架为左右对称结构，其上部设置有传动轴安装孔二，其中部设置有轮腿驱动装置安装槽，其下部左右两侧对称设置有轮腿销轴四安装孔一，用于与轮腿连接；所述轮腿驱动装置包括设置在轮腿驱动装置安装槽内的轮腿驱动电机、轮腿驱动丝杠座一、轮腿驱动主动齿轮、轮腿驱动从动齿轮、轮腿驱动丝杠、轮腿驱动螺母滑块和轮腿驱动丝杠座二，以及设置在轮腿驱动装置安装槽外的轮腿驱动连杆组件，所述轮腿驱动电机固设在轮腿驱动丝杠座一上，轮腿驱动电机的电机轴与轮腿驱动主动齿轮固定连接，轮腿驱动主动齿轮与轮腿驱动从动齿轮啮合，轮腿驱动从动齿轮套设在轮腿驱动丝杠上，且与轮腿驱动丝杠固定连接，所述轮腿驱动丝杠的一端与轮腿驱动丝杠座一连接，轮腿驱动丝杠的另一端与轮腿驱动丝杠座二连接，轮腿驱动丝杠位于轮支架的对称轴处，且与轮腿驱动螺母滑块垂直设置，轮腿驱动螺母滑块为对称结构，轮腿驱动丝杠穿过轮腿驱动螺母滑块对称中心的螺纹孔，轮腿驱动螺母滑块可沿着轮腿驱动丝杠上下移动，两组所述轮腿驱动连杆组件对称设置在轮支架的左右两侧，用于连接轮支架和轮腿以实现轮腿收缩成轮形或者展开成腿形；所述轮腿包括轮腿连接板、轮毂板一、支撑杆、轮毂板二、轮毂板三、轮足、支撑套一、支撑套二和伸缩推杆，所述轮腿连接板分别通过轮腿销轴四安装在轮支架上，通过轮腿销轴三与伸缩推杆远离其伸出端的一端固定连接，通过轮腿销轴一与轮毂板一的一端铰接，伸缩推杆的伸出端依次穿过支撑套二和支撑套一与轮足通过轮腿销轴二铰接，所述支撑套二和支撑套一与伸缩推杆的伸出端滑动连接，轮毂板一的另一端依次与轮毂板二、轮毂板三和支撑套一铰接，所述支撑杆的一端与轮毂板一的另一端铰接，支撑杆的另一端与支撑套二铰接。

3.根据权利要求2所述的两轮双足机器人，其特征在于，所述轮腿驱动连杆组件包括相互平行的两个轮腿驱动连杆一、两个L形轮腿驱动杠杆和两个轮腿驱动连杆二，其中，每个轮腿驱动连杆一的一端与L形轮腿驱动杠杆的中间拐点铰接，L形轮腿驱动杠杆的长边端部与轮腿驱动连杆二的一端铰接，两个L形轮腿驱动杠杆的短边端部通过轮腿驱动销轴三连接，且安装在轮支架上，两个轮腿驱动连杆二远离L形轮腿驱动杠杆的一端通过轮腿驱动销轴二连接，且安装在轮腿上，所述两组轮腿驱动连杆组件中相对应的两个轮腿驱动连杆一远离L形轮腿驱动杠杆的一端共同通过轮腿驱动销轴一与轮腿驱动螺母滑块铰接。

4.根据权利要求2所述的两轮双足机器人，其特征在于，所述轮毂板一、轮毂板二和轮毂板三均为弧形结构。

5.根据权利要求2所述的两轮双足机器人，其特征在于，所述轮足设有锁定销孔和锁定销。

6.根据权利要求2所述的两轮双足机器人，其特征在于，所述轮支架的轮腿驱动装置安装槽的下部设有轮腿驱动装置安装孔，轮支架中部的左右两侧分别设有轮腿驱动销轴三安装孔；所述轮腿连接板设有轮腿销轴四安装孔二，轮腿销轴一安装孔、轮腿驱动销轴二安装孔和轮腿销轴三安装孔；所述轮足设有轮腿销轴二安装孔。

7.根据权利要求1所述的两轮双足机器人，其特征在于，所述底盘为对称结构，底盘的左右两侧分别设有横摆销轴一安装孔一，底盘的中部设置有横摆驱动装置安装孔，底盘上位于横摆销轴一安装孔一的两侧设置有配重调节装置安装孔；所述减速电机安装座包括减速电机安装板，减速电机安装板设有减速电机安装孔，减速电机安装板的中部设有传动轴安装孔一，传动轴安装孔一为圆柱筒状，且与减速电机安装板垂直连接，减速电机安装板的下部设有与横摆销轴一安装孔一对应的横摆销轴一安装孔二，减速电机安装板的左右两侧设有横摆销轴二安装孔。

8.根据权利要求1所述的两轮双足机器人，其特征在于，所述横向调节装置包括横向调节电机、横向调节丝杠座一、横向调节主动齿轮、横向调节从动齿轮、横向调节丝杠和横向调节丝杠座二，所述横向调节丝杠座一上固设有横向调节电机，所述横向调节电机的电机轴与横向调节主动齿轮固定连接，所述横向调节主动齿轮与横向调节从动齿轮啮合，所述横向调节从动齿轮套设在横向调节丝杠上，且与横向调节丝杠固定连接，所述横向调节丝杠的一端与横向调节丝杠座一连接，另一端与横向调节丝杠座二连接；所述纵向调节装置包括纵向调节电机、纵向调节丝杠座、纵向调节主动齿轮、纵向调节从动齿轮和纵向调节丝杠，所述纵向调节丝杠座的两端均设有螺纹孔，两个横向调节丝杠穿过螺纹孔与纵向调节丝杠座连接，纵向调节丝杠座的一端固设有纵向调节电机，所述纵向调节电机的电机轴与纵向调节主动齿轮固定连接，所述纵向调节主动齿轮与纵向调节从动齿轮啮合，所述纵向调节从动齿轮套设在纵向调节丝杠上，且与纵向调节丝杠固定连接，所述纵向调节丝杠的两端分别与纵向调节丝杠座的两端连接。