CN214493142U - 一种轮腿式机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轮腿式机器人，包括机架以及安装在所述机架上带动机器人运转的轮腿结构，所述机架包括有固定装置，所述固定装置包括固定板和机体骨架结构；所述固定板一侧设有与所述机体骨架结构的管架对应数量的刚性连接点，所述机体骨架结构通过依次与各个所述刚性连接点，将分别固定在所述固定板上的所述轮腿结构相固定连接。本实用新型提供的轮腿式机器人，通过包括机体骨架结构和落地装置的机架，将能够增加升降范围的轮腿结构固定在机器人上，使其结构简单而坚固，轻便且将机器人的各个部分模块化，易于拆卸维护，该轮腿式机器人能够利用机架的各个结构，稳定地静置在地面上。

Description

一种轮腿式机器人

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种轮腿式机器人。

背景技术

目前，轮腿式或足式机器人运动状态较为单一，例如仅能在站立状态下稳定运行，或者仅能在折叠状态下稳定运行，这就导致其使用的场景较为单一，该类机器人的轮腿结构设计上大多非模块化，复杂的结构不易拆装维护。故如何使轮腿式或足式机器人在既可以在站立状态下稳定运行，又可以在折叠状态下稳定运行的同时保证结构的简单而坚固是研究的热点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种轮腿式机器人，能够利用机架的各个结构，稳定地静置在地面上，并且结构轻便以及各个部分模块化，易于拆卸维护。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种轮腿式机器人，包括机架以及安装在所述机架上带动机器人运转的轮腿结构，所述机架包括有固定装置，所述固定装置包括固定板和机体骨架结构；

所述固定板一侧设有与所述机体骨架结构的管架对应数量的刚性连接点，所述机体骨架结构通过依次与各个所述刚性连接点，将分别固定在所述固定板上的所述轮腿结构相固定连接。

进一步地，所述固定装置还包括设于所述固定板中间的第一固定件，所述轮腿结构通过所述第一固定件固定连接在所述固定板上。

更进一步地，所述机架还包括落地装置，所述落地装置包括脚架以及将所述脚架与所述机体连接的连接件，所述连接件将所述脚架连接在所述机体骨架结构上，静置时所述脚架与地面相接触。

进一步地，所述固定装置还包括第二固定件，所述第二固定件装设于所述固定板另一侧，将所述固定板之间相固定连接；所述脚架的端部与所述第二固定件相连接。

进一步地，所述脚架的端部安装有轮子，静置时所述轮子与地面相接触。

进一步地，所述轮腿结构包括动力装置、连杆装置和脚轮装置，所述动力装置和所述脚轮装置之间通过所述连杆装置连接。

进一步地，所述连杆装置包括主动连杆组，所述主动连杆组包括第一主动连杆以及层H型的第二主动连杆。

进一步地，所述动力装置包括与所述主动连杆组对应数量的动力源，所述动力源包括有同轴设计的第一动力源和第二动力源；

所述第一动力源与所述第二动力源之间通过腿部固定件相固定连接，所述机体骨架结构两端固定连接在所述腿部固定件上，静置时所述第二主动连杆转动至与所述腿部固定件相抵持的位置。

进一步地，所述第一主动连杆与所述第一动力源连接，所述第二主动连杆的H型一端设于所述第二动力源与所述固定板之间与所述第二动力源连接，另一端装设于所述第一主动连杆外侧。

进一步地，所述连杆装置还包括从动连杆组，所述从动连杆组的一端与所述主动连杆组铰接，另一端与所述脚轮装置连接，静置时所述从动连杆组的连杆与地面相接触。

由以上本申请实施方式提供的技术方案可见，本实用新型通过包括机体骨架结构和落地装置的机架，将轮腿结构固定在机器人上，其中轮腿结构能够增加其升降范围且在伸缩极限时自动形成限位点；在机器人静置时落地装置支撑地面形成支撑点，其结合极限伸缩时的限位点，能够防止机器人变形或倒下，这样结构简单而坚固的机架保证了机器人能够利用自身的各个结构，稳定地静置在地面上，将机器人的各个部分模块化，易于拆卸维护。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一提供的轮腿式机器人的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的轮腿式机器人中机架包括的固定装置和落地装置的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的轮腿式机器人处于静置状态时的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的轮腿式机器人的高姿态站立结构示意图；

图5为本实用新型实施例一提供的轮腿式机器人的低姿态站立结构示意图；

图6为本实用新型实施例二提供的轮腿式机器人的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

本申请的该实施例提供了能够使机器人的机架1强度高，轻便且将机器人的各个部分模块化，易于拆卸维护的一种轮腿式机器人，如图1-图5所示，其包括机架1以及安装在所述机架1上带动机器人运转的轮腿结构2，所述机架1包括有固定装置11，所述固定装置11包括固定板111和机体骨架结构112；所述固定板111一侧设有与所述机体骨架结构112的管架对应数量的刚性连接点113，所述机体骨架结构112通过依次与各个所述刚性连接点113，将分别固定在所述固定板111上的所述轮腿结构2相固定连接。本实施例中，所述机体骨架结构112的管架可以是两根碳管，用于结合固定板111将轮腿结构2固定在机器人的机架1上。

本实施例中，所述轮腿结构2包括动力装置21、连杆装置22和脚轮装置23，所述动力装置21和所述脚轮装置23之间通过所述连杆装置22连接，机器人的所述固定装置11还包括设于所述固定板111中间的第一固定件114，所述轮腿结构2通过所述第一固定件114固定连接在所述固定板111上，本实施例中所述第一固定件114与所述动力装置21固定连接。

连接所述轮腿结构2的所述机架1还包括落地装置12，所述落地装置12包括脚架121以及将所述脚架121与所述机架1连接的连接件122，所述连接件122将所述脚架121连接在所述机体骨架结构112上，在机器人静置关机状态下时，如图3所示，脚轮装置23和脚架121与地面分别形成的接触点A和接触点B，能够防止机器人进一步变形或者倒下。

本实施例所提供的脚架121为T型结构，T型的横杆部分用于在机器人处于低姿态时与地面接触，竖杆部分与连接件122连接，如图2所示，其中连接件122为两通孔设计，其中纵向通孔用于容纳竖杆以此与脚架121连接，横向通孔用于容纳贯穿机体骨架结构112下方的管架，以此与机器人的机架1相连接。

机器人的所述固定装置11还包括第二固定件115，所述第二固定件115装设于所述固定板111另一侧，将所述固定板111之间相固定连接，本实施例中的第二固定件115与所述机体骨架结构112的管架数量对应且设于固定板111上与所述机体骨架结构112的管架对称的位置，增加机器人各个部件装配的稳定性；所述脚架121的端部与所述第二固定件115相连接，即T型脚架121的竖杆部分的端部与第二固定件115相连接，保证了整体结构的刚度。

本实施例中，所述轮腿结构2的所述连杆装置22包括主动连杆组221和从动连杆组222，所述主动连杆组221在所述动力装置21的驱动下带动所述从动连杆组222转动实现所述连杆装置22的伸长或压缩，所述脚轮装置23包括脚轮和脚轮动力源，所述脚轮动力源驱动所述脚轮转动，脚轮装置23则带动整体的轮腿结构2移动。

所述主动连杆组221包括第一主动连杆2211和第二主动连杆2212，第一主动连杆2211以及呈H型的第二主动连杆2212，所述动力装置21包括有与所述主动连杆组221对应数量的动力源，所述动力源包括有同轴设计的第一动力源211和第二动力源212；在本实施例中，所述第一动力源211与所述第二动力源212之间通过腿部固定件24相固定连接，所述机体骨架结构112的管架两端固定连接在所述腿部固定件24上。同轴设计的两个动力源简化了机架1的动力学建模，从而使软件控制器设计更简单，更易于结构的优化。

如图1所示，其中所述第一主动连杆2211与所述第一动力源211连接，用于驱动所述第一主动连杆2211；所述第二主动连杆2212的H型一端设于所述第二动力源212与所述固定板111之间与所述第二动力源212连接，另一端装设于所述第一主动连杆2211外侧，用于驱动所述第二主动连杆2212。

所述连杆装置22还包括从动连杆组222，从动连杆组222中的从动连杆与主动连杆数量对应，所述从动连杆组222的一端与所述主动连杆组221铰接，另一端与所述脚轮装置23连接。在轮腿式机器人静置时，如图3所示，除了脚轮装置23和脚架121与地面分别形成的接触点A和接触点B，主动连杆组221中的H型的第二主动连杆2212的横杆与腿部连接件24相抵持，形成接触点C；从动连杆组222的连杆同样与地面接触形成接触点D，利用上述的接触点A、B、C、D可以让本申请的轮腿式机器人在关机的时候能够利用固定装置11、落地装置12以及连杆装置22各个结构自然稳定的立于地面。

由于两个动力源的转子的方向不同，并且第一动力源211连接的第一主动连杆2211在第二主动连杆2212的H型结构之间，故在所述主动连杆组221带动所述从动连杆组222完全压缩或者伸长时，如图4和图5的姿态图所示，第二主动连杆2212与所述副杆的横杆部分相抵持，即该接触点形成角度限位点，能够防止轮腿结构2过度变形。

并且如图1所示，所述主动连杆组221和所述从动连杆组222相铰接形成了船型四连杆机构，第一主动连杆2211和第二主动连杆2212与从动连杆组222中的从动连杆的连接方向相反，这样能够提高连杆装置22抵抗脚轮装置23运转时的轴向应力的能力，提升了整体的牢固度，并且在需要静置时机器人能够利用自身的固定装置11和落地装置12等结构自然稳定地静置在地面上。同轴设计的两个动力源能够形成合力，结合连杆装置22形成的船型结构可以在连杆长度相同情况下比现有腿部结构伸缩范围、旋转动力源做功行程增加至少60％，使其拥有更大的高度升降范围，跳跃蓄能和下落缓冲范围。

实施例二

本申请的该实施例中，如图6所示，所述脚架121的端部安装有轮子3，即T型脚架121的横杆两端安装有轮子3。这样，在机器人静置时机器人与地面的接触点便是脚架121上的轮子3和脚轮装置23与地面的接触点，此时连杆装置22只需提供很小一个力矩，就可以防止从动连杆组222的连杆接触地面，防止磨损。

在本实施例中，轮子3可以是万向轮，这样是使本实施例的可变形的腿部结构能够稳定的实现转弯等动作，还可以在两端安装循迹传感器，距离传感器等模块，能够实现不同的功能。

通过上述实施例，可以看出本申请的轮腿式机器人通过机体骨架结构112作为轮腿式机器人的一固定装置11，固定了两个轮腿结构2在轮腿式机器人的机架1上，同时设计T型脚架121作为机器人静置时的支架，结合极限伸缩时轮腿结构2中H型的第二主动连杆2212与第一主动连杆2211形成的的限位点，能够防止机器人变形或倒下，这样结构简单而坚固的机架1保证了机器人机架1强度高，轻便且将机器人的各个部分模块化，易于拆卸维护，利用轮腿结构2的结构设计简化机器人的结构和构建成本，还能够解决机器人运动状态较为单一和伸缩范围受限的问题。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轮腿式机器人，其特征在于：包括机架(1)以及安装在所述机架(1)上带动机器人运转的轮腿结构(2)，所述机架(1)包括有固定装置(11)，所述固定装置(11)包括固定板(111)和机体骨架结构(112)；

所述固定板(111)一侧设有与所述机体骨架结构(112)的管架对应数量的刚性连接点(113)，所述机体骨架结构(112)通过依次与各个所述刚性连接点(113)，将分别固定在所述固定板(111)上的所述轮腿结构(2)相固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种轮腿式机器人，其特征在于：所述固定装置(11)还包括设于所述固定板(111)中间的第一固定件(114)，所述轮腿结构(2)通过所述第一固定件(114)固定连接在所述固定板(111)上。

3.根据权利要求1或2所述的一种轮腿式机器人，其特征在于：所述机架(1)还包括落地装置(12)，所述落地装置(12)包括脚架(121)以及将所述脚架(121)与所述机架(1)连接的连接件(122)，所述连接件(122)将所述脚架(121)连接在所述机体骨架结构(112)上，静置时所述脚架(121)与地面相接触。

4.根据权利要求3所述的一种轮腿式机器人，其特征在于：所述固定装置(11)还包括第二固定件(115)，所述第二固定件(115)装设于所述固定板(111)另一侧，将所述固定板(111)之间相固定连接；所述脚架(121)的端部与所述第二固定件(115)相连接。

5.根据权利要求4所述的一种轮腿式机器人，其特征在于：所述脚架(121)的端部安装有轮子(3)，静置时所述轮子(3)与地面相接触。

6.根据权利要求4所述的一种轮腿式机器人，其特征在于：所述轮腿结构(2)包括动力装置(21)、连杆装置(22)和脚轮装置(23)，所述动力装置(21)和所述脚轮装置(23)之间通过所述连杆装置(22)连接。

7.根据权利要求6所述的一种轮腿式机器人，其特征在于：所述连杆装置(22)包括主动连杆组(221)，所述主动连杆组(221)包括第一主动连杆(2211)以及呈H型的第二主动连杆(2212)。

8.根据权利要求7所述的一种轮腿式机器人，其特征在于：所述动力装置(21)包括与所述主动连杆组(221)对应数量的动力源，动力源包括有同轴设计的第一动力源(211)和第二动力源(212)；

所述第一动力源(211)与所述第二动力源(212)之间通过腿部固定件(24)相固定连接，所述机体骨架结构(112)两端固定连接在所述腿部固定件(24)上，静置时所述第二主动连杆(2212)转动至与所述腿部固定件(24)相抵持的位置。

9.根据权利要求8所述的一种轮腿式机器人，其特征在于：所述第一主动连杆(2211)与所述第一动力源(211)连接，所述第二主动连杆(2212)的H型一端设于所述第二动力源(212)与所述固定板(111)之间与所述第二动力源(212)连接，另一端装设于所述第一主动连杆(2211)外侧。

10.根据权利要求8所述的一种轮腿式机器人，其特征在于：所述连杆装置(22)还包括从动连杆组(222)，所述从动连杆组(222)的一端与所述主动连杆组(221)铰接，另一端与所述脚轮装置(23)连接，静置时所述从动连杆组(222)的连杆与地面相接触。

Images