CN219524072U - 一种可切换式履腿运载装置和移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种可切换式履腿运载装置和移动机器人，所述可切换式履腿运载装置包括：架体、第一行走组件和第二行走组件，所述第一行走组件和所述第二行走组件均与所述架体相连，且所述第一行走组件在所述架体的高度方向上位于所述第二行走组件的上方，所述可切换式履腿运载装置具有第一行走状态和第二行走状态，在所述第一行走状态，所述第一行走组件用于驱动所述架体移动，在所述第二行走状态，所述第二行走组件用于驱动所述架体移动。本实用新型的可切换式履腿运载装置能够根据不同工况使用第一行走状态和第二行走状态，从而实现越障功能，并且利用两种不同的行走组件还方便了运载装置的行动。

Description

一种可切换式履腿运载装置和移动机器人

技术领域

本实用新型涉及运载平台技术领域，具体地，涉及一种可切换式履腿运载装置和移动机器人。

背景技术

移动机器人按运动机理和构形形式可分为三种移动机器人，即：轮式机器人、履式机器人和腿式机器人。其中轮式机器人具有结构简单、运行平稳、控制便利的特点，在速度和能耗方面的表现也是现有移动机器人中最好的，但是其不适合复杂多变的环境，越障能力差、通过率低。腿式机器人有着运动灵活，适应性好的特点，但是其机械结构复杂，步态控制困难，速度和能耗方面的表现都不尽如人意。履带式机器人有着较好的越障能力和适应复杂地形的能力，但是存在能耗高、速度及效率较低的缺点。

相关技术中，已经存在轮履腿运载机器人，可在轮式运动模式、履带式运动模式及腿式运动模式之间进行切换，提高了机器人的越障能力。但是现有的轮履腿运载机器人仍然存在结构复杂，运动时不稳定的问题，并且是由履带轮部分完成腿的行走功能，造成同一机构的重复利用问题，使得机器人的精准控制变得困难，机构较易损坏。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的实施例提出一种可切换式履腿运载装置，该可切换式履腿运载装置方便根据不同的使用工况切换第一行走组件和第二行走组件，方便行走和越障。

本实用新型的实施例提出一种移动机器人，该移动机器人具有的可切换式履腿运载装置具有行动方便，越障效果好的优点。

本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置包括：

架体；

第一行走组件和第二行走组件，所述第一行走组件和所述第二行走组件均与所述架体相连，且所述第一行走组件在所述架体的高度方向上位于所述第二行走组件的上方，所述可切换式履腿运载装置具有第一行走状态和第二行走状态，

在所述第一行走状态，所述第一行走组件用于驱动所述架体移动，

在所述第二行走状态，所述第二行走组件用于驱动所述架体移动。

本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置能够根据不同工况使用第一行走状态和第二行走状态，从而实现越障功能，并且利用两种不同的行走组件还方便了运载装置的行动。

在一些实施例中，所述第一行走组件包括多个行走件，多个所述行走件包括第一行走件、第二行走件和第三行走件，所述第一行走件的第一端、所述第二行走件的第一端和所述第三行走件的第一端均与所述架体相连，且所述第一行走件、所述第二行走件和所述第三行走件均相对于所述架体可移动，所述第一行走件和所述第三行走件在所述架体的长度方向上相对布置，所述第二行走件在所述架体的长度方向上位于所述第一行走件和所述第二行走件之间。

在一些实施例中，所述行走组件为多个，多个所述行走组件沿所述架体的宽度方向相对布置。

在一些实施例中，还包括多个防滑件，多个所述防滑件与多个所述行走件一一对应，且所述第一行走件的第二端、所述第二行走件的第二端和所述第三行走件的第二端均设有防滑件。

在一些实施例中，所述第一行走组件还包括行走驱动件，所述行走驱动件设在所述架体上，所述行走驱动件包括驱动部，所述驱动部与所述第一行走件、所述第二行走件和所述第三行走件中的至少一者相连，以便在所述第一行走状态时驱动所述第一行走组件移动。

在一些实施例中，所述第二行走组件包括多个行走轮，多个行走轮沿所述架体的长度方向间隔布置。

在一些实施例中，所述第二行走组件还包括履带和与所述履带匹配的多个履带轮组件，所述第二行走组件为多个，多个所述第二行走组件沿所述架体的宽度方向间隔布置。

在一些实施例中，所述第二行走组件还包括张紧组件，所述张紧组件与所述架体相连，所述张紧组件包括张紧部，所述张紧部与所述履带的外周侧抵接。

在一些实施例中，所述行走轮包括第一变形状态和第二变形状态，

在所述第一变形状态，所述履带轮组件用于驱动所述架体移动；

在所述第二变形状态，所述履带轮组件在所述架体高度方向上的尺寸小于在所述第一变形状态时所述履带轮组件在所述架体高度方向上的尺寸。

一种移动机器人，所述移动机器人包括根据上述实施例中任一项所述的可切换式履腿运载装置。

附图说明

图1是本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置隐藏第二行走组件的结构示意图。

图3是本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置隐藏第一行走组件的结构示意图。

图4是本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置履带轮组件的结构示意图。

附图标记：

架体20；

第一行走组件21；第一行走件211；第二行走件212；第三行走件213；第一连接件214；第二连接件215；第三连接件216；第四连接件217；行走驱动件218；驱动部2181；主动齿轮2182；第一从动齿轮2183；第二从动齿轮2184；

第二行走组件22；履带221；履带轮组件222；安装架2221；弧形件2222；履带轮2223；第一连接轴2224；第二连接轴2225；导向槽2226；从动轮2227；主动驱动件2228；张紧组件2229；张紧部2220；变形驱动组件223；往复驱动电机2231；第一往复件2232；第二往复件2233；限位件2234；

防滑件30。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-图4所示，本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置包括：架体20、第一行走组件21和第二行走组件22。

第一行走组件21和第二行走组件22均与架体20相连，且第一行走组件21在架体20的高度方向(如图1中的上下方向)上位于第二行走组件22的上方，可切换式履腿运载装置具有第一行走状态和第二行走状态，在第一行走状态，第一行走组件21用于驱动架体20移动，在第二行走状态，第二行走组件22用于驱动架体20移动。

具体地，如图1所示，在第一行走状态时，第一行走组件21用于与地面接触，且第二行走组件22与地面不接触(即处于悬空状态)，此时，第一行走组件21启动能够带动架体20移动，以实现运载功能。在第二行走状态时，第二行走组件22与地面接触，且第一行走组件21与地面不接触(处于悬空状态)，此时，第二行走组件22驱启动能够带动架体20移动。

需要说明的是，第一行走组件21可以采用“蝎型机器人”的腿部结构，第二行走组件22可以采用履带221式结构或者轮式结构。也就是说，可以根据实际使用的路况，相应的选择本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置的第一行走组件21和第二行走组件22。

由此，本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置能够根据不同工况使用第一行走状态和第二行走状态，从而实现越障功能，并且利用两种不同的行走组件还方便了运载装置的行动。

在一些实施例中，第一行走组件21包括多个行走件，多个行走件包括第一行走件211、第二行走件212和第三行走件213，第一行走件211的第一端、第二行走件212的第一端和第三行走件213的第一端均与架体20相连，且第一行走件211、第二行走件212和第三行走件213均相对于架体20可移动，第一行走件211和第三行走件213在架体20的长度方向(如图1中的前后方向)上相对布置，第二行走件212在架体20的长度方向上位于第一行走件211和第二行走件212之间。

具体地，如图1和图2所示，第一行走件211、第二行走件212和第三行走件213依次沿由前至后的方向依次布置在架体20上，第一行走件211的上端(即第一段)通过第一连接件214和第二连接件215与架体20相连，第三行走件213的上端(即第一段)通过第三连接件216和第四连接件217与架体20相连。

在一些实施例中，第一行走组件21还包括行走驱动件218，行走驱动件218设在架体20上，行走驱动件218包括驱动部2181，驱动部2181与第一行走件211、第二行走件212和第三行走件213中的至少一者相连，以便在第一行走状态时驱动第一行走组件21移动。

可以理解的是，如图1和图2所示，行走驱动件218可以为电机，驱动部2181包括主动齿轮2182以及与主动齿轮2182啮合的第一从动齿轮2183和第二从动齿轮2184，且第一从动齿轮2183和第二从动齿轮2184沿前后方向间隔布置，即第一从动齿轮2183位于第二从动齿轮2184的前方，主动齿轮2182的轴向与左右方向一致。

如图1和图2所示，第一连接件214的第一端与架体20可转动地相连，第一连接件214的第二端与第一行走件211可转动地相连。第二连接件215的第一端与第一从动齿轮2183相连且绕第一从动齿轮2183的轴向可转动，第二连接件215的第二端与第一行走件211可转动地相连，第一连接件214位于第二连接件215的上方。

第二行走件212具有沿上下方向布置的第一连接部和第二连接部，第一连接部位于第二连接部的上方，第一连接部与架体20相连，且第一连接部相对于架体20可转动并沿上下方向可移动，第二连接部与主动齿轮2182相连且绕主动齿轮2182的轴向可转动。

第三连接件216的第一端与架体20可转动地相连，第三连接件216的第二端与第三行走件213可转动地相连。第四连接件217的第一端与第二从动齿轮2184相连且绕第二从动齿轮2184的轴向可转动，第四连接件217的第二端与第三行走件213可转动地相连，第三连接件216位于第四连接件217的上方。

需要说明的是，可转动地相连可以采用销轴与孔配合的方式相连，以第一连接件214与架体20的相连为例：架体20和第一行走件211上设有孔，则第一连接件214的第一端和第一连接件214的第二端上均设有与该孔匹配的销轴，以便第一连接件214的第一端和第一连接件214的第二端分别与架体20和第一行走件211上的孔配合。

优选地，行走组件为多个，多个行走组件沿架体20的宽度方向(如图1中的左右方向)相对布置。

在一些实施例中，本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置还包括多个防滑件30，多个防滑件30与多个行走件一一对应，且第一行走件211的第二端、第二行走件212的第二端和第三行走件213的第二端均设有防滑件30。

可以理解的是，如图1和图2所示，第一行走件211的第二端、第二行走件212的第二端和第三行走件213的第二端均为自由端，即在第一行走状态时，第一行走件211的第二端、第二行走件212的第二端和第三行走件213的第二端用于与地面接触，在第一行走件211的第二端、第二行走件212的第二端和第三行走件213的第二端均设置防滑件30，则可以有效地提高在第一行走状态时的防滑效果。

需要说明的是，防滑件30可以为橡胶材料制成。当然，也可以采用其它具有防滑材料，例如带有防滑纹路的塑料等。

在一些实施例中，第二行走组件22包括多个行走轮，多个行走轮沿架体20的长度方向间隔布置。可以理解的是，行走轮可以由电机驱动，以便在第二行走状态时驱动架体20沿前后方向移动。此外，第二行走组件22可以通过液压伸缩装置(例如液压缸)与架体20相连，以使第二行走组件22能够沿上下方向靠近或远离架体20，也就是说，在第一行走状态时，利用液压伸缩装置将第二行走组件22向靠近架体20的方向移动(即向上移动)，以使第二行走组件22的行走轮与地面不接触，并使第一行走组件21与地面接触；在第二行走状态时，利用液压伸缩装置将第二行走组件22向远离架体20的方向移动(即向下移动)，以使第二行走组件22的行走轮与地面接触，并使第一行走组件21与地面不接触。

在另一些实施例中，第二行走组件22还包括履带221和与履带221匹配的多个履带轮组件222，第二行走组件22为多个，多个第二行走组件22沿架体20的宽度方向间隔布置。

具体地，如图1图3所示，第二行走组件22有两个，两个第二行走组件22沿左右方向间隔布置。

在一些实施例中，第二行走组件22还包括张紧组件2229，张紧组件2229与架体20相连，张紧组件2229包括张紧部2220，张紧部2220与履带221的外周侧抵接。

具体地，如图1和图3所示，张紧组件2229包括固定轴和张紧轮(即张紧部2220)，固定轴沿左右方向延伸，固定轴的右端与架体20相连，张紧轮与固定轴的左端可转动地相连，即张紧轮绕固定轴的轴向可转动。

可以理解的是，张紧部2220与履带221的外周侧抵接，以使第二行走组件22启动时，保证履带221始终处于紧绷状态，降低履带221打滑的可能性，从而提高履带221传动的稳定性。

在一些实施例中，履带轮组件222包括第一变形状态和第二变形状态，在第一变形状态，履带轮组件222用于驱动架体20移动；在第二变形状态，履带轮组件222在架体20高度方向上的尺寸小于在第一变形状态时履带轮组件222在架体20高度方向上的尺寸。

具体地，如图3和图4所示，履带轮组件222包括安装架2221、首尾依次相连的多个弧形件2222以及多个与履带221匹配的履带221轮。可以理解的是，如图4所示，弧形件2222为4个，相邻两个弧形件2222可以通过连接轴相连，连接轴的延伸方向与左右方向一致，且相邻两个弧形件2222均相对于连接轴可转动。连接轴包括第一连接轴2224和第二连接轴2225，第一连接轴2224为两个且沿前后方向间隔布置，第二连接轴2225为两个且沿上下方向间隔布置。安装架2221上开设有导向槽2226，导向槽2226的延伸方向与上下方向一致，第二连接轴2225中的至少一个配合在导向槽2226内。

可以理解的是，多个履带221轮与多个连接轴一一对应，且每个连接轴上设有一个履带221轮，履带轮组件222还包括多个从动轮2227，多个从动轮2227与多个弧形件2222一一对应，相邻两个履带221轮之间布置一个从动轮2227。需要说明的是，履带轮组件222还包括主动驱动件2228，主动驱动件2228与安装架2221相连，且主动驱动件2228通过齿轮与第一连接轴2224上的履带221轮配合相连，以便利用主动驱动件2228驱动履带221轮转动并带动履带221转动。

履带轮组件222还包括变形驱动组件223，变形驱动组件223包括往复驱动电机2231和第一往复件2232以及第二往复件2233，往复驱动电机2231可以通过齿轮齿条结构与第一往复件2232和第二往复件2233相连，即如图4所示，第一往复件2232和第二往复件2233均包括与往复驱动电机2231上齿轮相匹配的齿条，第一往复件2232的前端与位于前侧的第一连接轴2224相连，第一往复件2232的后端与往复驱动电机2231上的齿轮啮合，第二往复件2233的后端与位于后侧的第二连接件215相连，第二往复件2233的前端与往复驱动电机2231上的齿轮啮合。

优选地，安装架2221上还设有两个限位件2234，两个限位件2234沿上下方向间隔布置，且第一往复件2232的后端的上表面与位于上方的限位件2234接触，第二往复件2233的前端的下表面与位于下方的限位件2234接触，以保证第一复位件和第二复位件能够沿前后方向移动，防止第一复位件和第二复位件在移动过程中发生偏移。

需要说明的是，本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置在第一行走状态时，第一行走组件21与地面接触，此时，第二行走组件22处于第二变形状态，启动行走驱动件218并通过驱动部2181带动第一行走件211、第二行走件212和第三行走件213移动，从而实现带动架体20移动。

本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置在第一行走状态时，第二行走组件22处于第一变形状态，并使第一行走组件21与地面不接触，启动主动驱动件2228驱动履带221转动，从而实现带动架体20移动。

也就是说，本实用新型实施例的可切换式履腿运载装置可以根据不同的运行路况，进行相应地切换运行方式(即轮式移动、履式移动和腿式移动)，从而保证该运载装置在不同路况下均能有良好的运行状态。

一种移动机器人，移动机器人包括根据上述实施例中任一项的可切换式履腿运载装置。

可以理解的是，本实用新型实施例的移动机器人能够融合轮式移动和腿式移动或者履式移动和腿式移动的方式，因此能够相应地在不同路况保证该移动机器人扔具有一定的载荷能力或者快速移动能力，避免移动机器人长时间对同一移动机构长时间利用，保证运输效率。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可切换式履腿运载装置，其特征在于，包括：

架体；

第一行走组件和第二行走组件，所述第一行走组件和所述第二行走组件均与所述架体相连，且所述第一行走组件在所述架体的高度方向上位于所述第二行走组件的上方，所述可切换式履腿运载装置具有第一行走状态和第二行走状态，

在所述第一行走状态，所述第一行走组件用于驱动所述架体移动，

在所述第二行走状态，所述第二行走组件用于驱动所述架体移动。

2.根据权利要求1所述的可切换式履腿运载装置，其特征在于，所述第一行走组件包括多个行走件，多个所述行走件包括第一行走件、第二行走件和第三行走件，所述第一行走件的第一端、所述第二行走件的第一端和所述第三行走件的第一端均与所述架体相连，且所述第一行走件、所述第二行走件和所述第三行走件均相对于所述架体可移动，所述第一行走件和所述第三行走件在所述架体的长度方向上相对布置，所述第二行走件在所述架体的长度方向上位于所述第一行走件和所述第二行走件之间。

3.根据权利要求2所述的可切换式履腿运载装置，其特征在于，所述行走组件为多个，多个所述行走组件沿所述架体的宽度方向相对布置。

4.根据权利要求3所述的可切换式履腿运载装置，其特征在于，还包括多个防滑件，多个所述防滑件与多个所述行走件一一对应，且所述第一行走件的第二端、所述第二行走件的第二端和所述第三行走件的第二端均设有防滑件。

5.根据权利要求4所述的可切换式履腿运载装置，其特征在于，所述第一行走组件还包括行走驱动件，所述行走驱动件设在所述架体上，所述行走驱动件包括驱动部，所述驱动部与所述第一行走件、所述第二行走件和所述第三行走件中的至少一者相连，以便在所述第一行走状态时驱动所述第一行走组件移动。

6.根据权利要求1所述的可切换式履腿运载装置，其特征在于，所述第二行走组件包括多个行走轮，多个行走轮沿所述架体的长度方向间隔布置。

7.根据权利要求1所述的可切换式履腿运载装置，其特征在于，所述第二行走组件还包括履带和与所述履带匹配的多个履带轮组件，所述第二行走组件为多个，多个所述第二行走组件沿所述架体的宽度方向间隔布置。

8.根据权利要求7所述的可切换式履腿运载装置，其特征在于，所述第二行走组件还包括张紧组件，所述张紧组件与所述架体相连，所述张紧组件包括张紧部，所述张紧部与所述履带的外周侧抵接。

9.根据权利要求8所述的可切换式履腿运载装置，其特征在于，所述履带轮组件包括第一变形状态和第二变形状态，

在所述第一变形状态，所述履带轮组件用于驱动所述架体移动；

在所述第二变形状态，所述履带轮组件在所述架体高度方向上的尺寸小于在所述第一变形状态时所述履带轮组件在所述架体高度方向上的尺寸。

10.一种移动机器人，其特征在于，所述移动机器人包括根据权利要求1-9中任一项所述的可切换式履腿运载装置。