轮履腿复合式移动机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105383586A(43)申请公布日2016.03.09(21)申请号201510819928.7(22)申请日2015.11.23(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人朱宇航许红伟费燕琼蒋鹏(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人徐红银郭国中(51)Int.Cl.B62D57/028(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称轮履腿复合式移动机器人(57)摘要本发明提供一种轮履腿复合式移动机器人，包括车架、履带臂、支撑腿、轮式升降机构，其中：履带臂通过内轴和外轴与车架相连接，四套履带臂对称分布于车架的四角；支撑腿通过支撑腿传动轴和车架相连接，两条支撑腿对称分布于车架的前后；轮式升降机构通过连接板与车架相连接，轮式升降机构设置在车架中部。本发明通过电机驱动履带臂、支撑腿和轮式升降机构运动，使机器人具有不同姿态，实现轮、履、腿复合运动方式，在越障能力上有很大提升。CN105383586ACN105383586A权利要求书1/2页1.一种轮履腿复合式移动机器人，其特征在于，包括车架、履带臂、支撑腿和轮式升降机构，其中：所述履带臂至少四套，四套履带臂对称分布于车架的四角，四套履带臂分别通过内轴和外轴与车架相连接；内轴和外轴位于同一轴线，按照内外轴嵌套的方式对称分布于车架的四角；所述支撑腿至少两条，支撑腿对称分布于车架的前后，支撑腿分别通过车架中的支撑腿传动轴和车架相连接；所述轮式升降机构设置在车架中部，轮式升降机构通过连接板与车架相连接；所述车架作为履带臂、支撑腿、轮式升降机构的载体；所述车架包括车架主体、步进电机、滑轨装置、四个直流电机、两个行星齿轮减速电机、两个蜗轮蜗杆减速电机、两个支撑腿传动轴，其中：步进电机固定在车架主体上并与轮式升降机构连接，步进电机用于驱动轮式升降机构进行上升和下降运动；滑轨装置与步进电机连接，滑轨装置用于在轮式升降机构上升和下降运动时起到导向作用；四个直流电机对称分布于车架的四角并分别通过内轴与四套履带臂连接，用于驱动四套履带臂进行转动；两个行星齿轮减速电机安装在车架主体上，两个支撑腿传动轴与两个行星齿轮减速电机连接，两个行星齿轮减速电机用于驱动两个支撑腿传动轴；两个蜗轮蜗杆减速电机安装在车架主体上并位于两个行星齿轮减速电机的内侧，两个蜗轮蜗杆减速电机通过外轴与两侧的履带臂连接，用于将运动传递到四个履带臂，驱动四个履带臂进行摆动；所述车架中的电机分别驱动履带臂、支撑腿和轮式升降机构运动，使所述机器人具有不同姿态，实现轮、履、腿复合运动方式，提升所述机器人的越障能力。2.根据权利要求1所述的一种轮履腿复合式移动机器人，其特征在于，所述车架主体采用两个长角铝平行布置构成，步进电机固定在两个长角铝的中部并与轮式升降机构连接，两个行星齿轮减速电机分别安装在两个长角铝的前、后位置，两个蜗轮蜗杆减速电机一前一后分别安装固定在两个长角铝中间并位于两个行星齿轮减速电机的内侧。3.根据权利要求1所述的所述的一种轮履腿复合式移动机器人，其特征在于，每套所述履带臂均包括两块履带板、驱动轮、三个从动轮、履带、张紧装置，其中：两块履带板均为竖直方向对称的四边形结构；三个从动轮通过轴承和轴固定在两块履带板之间；履带包裹住一个驱动轮和三个从动轮；张紧装置固定在两块履带板之间，用于调节驱动轮和对角从动轮的距离以达到张紧履带的作用。4.根据权利要求3所述的所述的一种轮履腿复合式移动机器人，其特征在于，车架中的直流电机通过内轴与驱动轮连接固定，直流电机转动并驱动驱动轮运动，驱动轮通过履带将动力传递给三个从动轮，履带顺利转动，从而实现所述机器人的履带式运动模式。5.根据权利要求1所述的一种轮履腿复合式移动机器人，其特征在于，每条所述支撑腿均包括两块支撑板和一个从动支撑轮，其中：从动支撑轮安装于两块支撑板中间；两块支撑板连接于车架中的支撑腿传动轴上，从而实现支撑腿与车架的连接。6.根据权利要求5所述的一种轮履腿复合式移动机器人，其特征在于，车架中的前、后两个行星齿轮减速电机的运动分别带动两条支撑腿传动轴运动，与支撑腿传动轴连接的支撑板与从动支撑轮随之运动，从而实现对两个支撑腿的驱动，进而实现所述机器人的腿式运动模式。2CN105383586A权利要求书2/2页7.根据权利要求1-6任一项所述的一种轮履腿复合式移动机器人，其特征在于，所述轮式升降机构包括连接板、车轮驱动装置、两个车轮、两个万向轮，其中：连接板固定于车架主体上，车架中的步进电机固定于连接板上；车轮驱动装置的前后两侧连接滑轨装置以顺利实现上下运动的导向，车轮驱动装置的左右两侧连接两个车轮，用于驱动两个车轮运动；两个