机器人的轮足式变形腿足机构.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(10)申请公布号CNCN104228994104228994A(43)申请公布日2014.12.24(21)申请号201310224739.6(22)申请日2013.06.06(71)申请人上海晓卓智能机器人技术有限公司地址200092上海市杨浦区赤峰路65号4号楼267室(72)发明人马浩杰胡作(74)专利代理机构上海精晟知识产权代理有限公司31253代理人冯子玲(51)Int.Cl.B62D57/028(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称机器人的轮足式变形腿足机构(57)摘要本发明公开了一种机器人的轮足式变形腿足机构，本体支撑件中包括一个本体支撑件伺服电机，其传动连接连接部一端以带动本体抬升或下降；连接部另一端连接固定于主腿，经连接部的牵引使得主腿和本体连动；主腿包括一个主腿伺服电机，其带动主腿相对于连接部运转；小腿包括一个小腿伺服电机，小腿一端经转轴铰链连接于主腿底部，小腿绕转轴相对于主腿成0°～90°夹角转动，小腿伺服电机传动连接轮足以实现轮式运动；还包括一个柔性牵拉部件，连接固定于小腿与主腿之间。本发明的腿部结构在足式行走中将小腿伺服电机收缩于主腿内，结构变形即可成轮式行走，整体结构紧凑、体积小、机构简单，行走时不易与外部物体干涉，稳定性好，机动性能强。CN104228994ACN104289ACN104228994A权利要求书1/1页1.一种机器人的轮足式变形腿足机构，该机器人包括本体，其特征在于，所述腿足机构包括：本体支撑件、连接部、主腿、小腿及轮足，其中，所述本体支撑件的顶端固定连接于本体上，本体支撑件中包括一个本体支撑件伺服电机，所述本体支撑件伺服电机设有垂直于本体支撑件的动力输出轴，所述动力输出轴传动连接连接部的一端，以带动本体抬升或下降；所述连接部的另一端连接固定于主腿，通过连接部的牵引使得主腿和本体连动；所述主腿包括一个主腿伺服电机，所述主腿伺服电机设有垂直于主腿的动力输出轴，所述动力输出轴传动带动主腿相对于连接部运转；所述小腿中包括一个小腿伺服电机，小腿的一端经转轴铰链连接于主腿底部，小腿绕所述转轴相对于主腿成0°～90°夹角转动，小腿伺服电机的动力输出轴传动连接轮足，以实现轮式运动；还包括一个柔性牵拉部件，连接固定于小腿与主腿之间。2.根据权利要求1所述的机器人的轮足式变形腿足机构，其特征在于，所述小腿的右端设有弧形部，弧形部中设有一组通孔，转轴插设于通孔中使得小腿与主腿枢接，小腿结构的左端设有一组螺纹孔，螺纹孔中装配螺钉使得小腿伺服电机在小腿中固定。3.根据权利要求1或2所述的机器人的轮足式变形腿足机构，其特征在于，所述柔性牵拉部件为弹簧或橡皮筋。2CN104228994A说明书1/3页机器人的轮足式变形腿足机构技术领域[0001]本发明涉及一种机器人的轮足式变形腿足机构。背景技术[0002]仿生机器人在很多领域具有重要和广阔的应用前景，腿足机构是多足机器人行走的执行机构，它是多足机器人实现多种步态不干涉行走的关键环节，腿足机构的研究设计具有重要意义、在现有技术中，仿生机器人的行走方式中，主要是单一的轮式运动方式，轮式机器人机动速度快，但跨越障碍、适应不同地形和机身灵活运动的能力稍有欠缺；或者双足或多足的足式运动方式，足式机器人在具有地形适应性强的优点同时，存在运动速度慢，机体平衡控制困难的不足。[0003]现有技术中有轮、足功能结合式机器人腿足机构，轮部机构和足部机构分开设置为各自独立机构，缺点是行走部本体中需要预留轮部、足部结构两个位置或需手动切换，不仅占用空间而且操作繁琐；轮子机构直接为行走部的末端，不能够变形，缺点是足部轮式电机由于和腿部垂直，伸出腿部很多，行走时很容易和物体干涉，或需使用价格昂贵的特制电机；轮子机构在足部机构末端，轮足切换变形需独立的电机执行切换，缺点是需要在轮部和腿部增加电机，在行走时切换电机受力较大容易损坏。[0004]在结合实践中应用的需求，亟待需要一种不仅结构简单，而且能够将轮、足运动相互整合于一体的腿足机构，在台阶或不平的路边上使用足式运动可扩大机器人运动范围，在平整的路面上可切换为轮式运动方式，同时要求机器人运行平稳，运行速度显著得到提高。发明内容[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种机器人轮足式变形切换腿足机构以实现轮式、足式变形切换，而且要求该腿足机构具备结构简单、运行稳定等优良特性。[0006]为实现上述目的，一种机器人的轮足式变形腿足机构，该机器人包括本体，所述腿足机构包括：本体支撑件、连接部、主腿、小腿及轮足，其中，所述本体支撑件的顶端固定连接于本体上，本体支撑件中包括一个本体支撑件伺服电