本發(fā)明涉及一種移動越障機器人，特別是涉及一種具有實現(xiàn)輪腿形態(tài)變換裝置的移動越障機器人。

背景技術(shù)：

近幾年，移動越障機器人逐步在搶險救災(zāi)、軍事偵察攻擊、航天航空探索、水下地下管道檢測及民生服務(wù)等領(lǐng)域取得了成功應(yīng)用。然而，大多數(shù)移動越障機器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致其控制系統(tǒng)僅能滿足單一環(huán)境作業(yè)需求，無法適應(yīng)更為復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境。目前，移動越障機器人主要以輪式和腿式為主，輪式移動越障機器人結(jié)構(gòu)相對簡單、易于控制，但僅可應(yīng)用于平緩地面環(huán)境，越障能力差；腿式移動越障機器人對復(fù)雜地形的適應(yīng)性較高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺點，提供一種可改變輪腿形態(tài)、兼具快速移動和有效越障功能，控制方便，可完成未知復(fù)雜環(huán)境下的偵查、救援等任務(wù)的具有輪腿變換裝置的移動越障機器人。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明一種具有輪腿變換裝置的移動越障機器人，包括機身軀干、凹槽輪裝置、動力分離裝置和輪腿式變換裝置，所述的機身軀干包括矩形機盒，在所述的矩形機盒的后壁固定有三角尾部，所述的三角尾部關(guān)于矩形機盒的橫向中軸面對稱并且在機器人重力的作用下與地面接觸，在所述的矩形機盒的左右兩側(cè)中間分別開有一個電機固定凹槽，在所述的矩形機盒中間且沿所述的矩形機盒的橫向開有舵機固定缺口，在所述的舵機固定缺口內(nèi)安裝有一個舵機，所述的舵機的輸出軸與齒輪固定相連，在所述的矩形機盒的前壁和后壁上并且沿所述的矩形機盒縱向分別通長開有兩個條形導(dǎo)向槽，在所述的矩形機盒上開有電纜通孔，每一個所述的凹槽輪裝置均包括固定在一個所述的電機固定凹槽內(nèi)的行進(jìn)電機，所述的行進(jìn)電機和舵機的電源及控制電纜通過電纜通孔引出，所述的行進(jìn)電機的輪主軸沿水平方向與輪主軸前端擴(kuò)展圓盤固定相連，所述的輪主軸前端擴(kuò)展圓盤固定在凹槽輪的內(nèi)壁上并且兩者同軸線設(shè)置，在所述的輪主軸前端擴(kuò)展圓盤的外圓周壁上均勻間隔的設(shè)置有三個第一連接臂，在所述的凹槽輪的外圓周壁上均勻間隔開有三個嵌入輪腿式輪輻用的第一凹槽，在所述的凹槽輪的外圓周壁上開有多個第二凹槽，在所述的多個第二凹槽內(nèi)分別填充有橡膠棒，每一個所述的動力分離裝置均包括一個外蓋，所述的外蓋與連接支座的圓形凸臺固定連接，每一個外蓋的內(nèi)壁分別與一個沿平行于輪主軸的方向設(shè)置的齒條的外端固定相連并且所述的齒條的內(nèi)側(cè)與齒輪嚙合配合，每一個所述的外蓋的內(nèi)壁與一個穿過條形導(dǎo)向槽設(shè)置的導(dǎo)向滑軌的一端固定相連，所述的導(dǎo)向滑軌能夠在條形導(dǎo)向槽內(nèi)左右滑移，所述的輪腿式變換裝置包括套在連接支座的圓形凸臺上并且兩者轉(zhuǎn)動相連的連接圓環(huán)，在所述的連接圓環(huán)的外圓周壁上均勻間隔設(shè)置有三個第二連接臂，在每一個第一連接臂和與之對應(yīng)設(shè)置的一個第二連接臂之間設(shè)置有一個傳動組，每一個傳動組包括一個一端與第一連接臂通過第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動相連的連桿，所述的連桿的另一端通過第二轉(zhuǎn)軸與輪腿式輪輻轉(zhuǎn)動連接，所述的輪腿式輪輻的一端通過第三轉(zhuǎn)軸與第二連接臂轉(zhuǎn)動相連，所述的連接支座和外蓋通過中間孔滑動連接在輪主軸前端擴(kuò)展圓盤內(nèi)側(cè)的輪主軸上，三個所述的輪腿式輪輻能夠隨著連接支座在輪主軸上滑動,在連接圓環(huán)的徑向和嵌入第一凹槽之間調(diào)整轉(zhuǎn)動位置，每個傳動組中的第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸和第三轉(zhuǎn)軸的軸線彼此平行設(shè)置。

采用本發(fā)明裝置的有益效果是：機器人具有實現(xiàn)輪腿形態(tài)變換裝置，通過該裝置機器人可改變輪腿形態(tài)，兼具快速移動和有效越障功能，控制方便，可完成未知復(fù)雜環(huán)境下的偵查、救援等任務(wù)。

附圖說明

圖1-1是一種具有輪腿變換裝置的移動越障機器人的輪式工作狀態(tài)示意圖；

圖1-2是一種具有輪腿變換裝置的移動越障機器人的輪腿式工作狀態(tài)示意圖；

圖2是圖1-1所示的移動越障機器人的機身軀干示意圖；

圖3是圖1-1所示的移動越障機器人的凹槽輪裝置示意圖；

圖4是圖1-1所示的移動越障機器人的動力分離裝置示意圖；

圖5是圖1-1所示的輪腿式變換裝置示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1-1、1-2所示，本發(fā)明的一種具有輪腿變換裝置的移動越障機器人，包括機身軀干1，所述的機身軀干1包括矩形機盒5，在所述的矩形機盒5的后壁固定有三角尾部6，所述的三角尾部6關(guān)于矩形機盒5的橫向中軸面a對稱并且在機器人重力的作用下與地面接觸。

如圖2所示，在所述的矩形機盒5的左右兩側(cè)中間分別開有一個電機固定凹槽7，在所述的矩形機盒5中間且沿所述的矩形機盒5的橫向開有舵機固定缺口8，在所述的舵機固定缺口8內(nèi)安裝有一個舵機18，所述的舵機18的輸出軸與齒輪19固定相連，在所述的矩形機盒5的前壁和后壁上并且沿所述的矩形機盒5縱向分別通長開有兩個條形導(dǎo)向槽9，在所述的矩形機盒5上開有電纜通孔10。

如圖3所示，每一個凹槽輪裝置2均包括固定在一個所述的電機固定凹槽7內(nèi)的行進(jìn)電機11，所述的行進(jìn)電機11和舵機18的電源及控制電纜通過電纜通孔10引出，所述的行進(jìn)電機11的輪主軸12沿水平方向與輪主軸前端擴(kuò)展圓盤13固定相連，所述的輪主軸前端擴(kuò)展圓盤13固定在凹槽輪14的內(nèi)壁上并且兩者同軸線設(shè)置，在所述的輪主軸前端擴(kuò)展圓盤13的外圓周壁上均勻間隔的設(shè)置有三個第一連接臂33，在所述的凹槽輪14的外圓周壁上均勻間隔開有三個嵌入輪腿式輪輻29用的第一凹槽16。在所述的凹槽輪14的外圓周壁上開有多個第二凹槽17，在所述的多個第二凹槽17內(nèi)分別填充有橡膠棒15。

如圖4所示，每一個動力分離裝置3均包括一個外蓋22，所述的外蓋22與連接支座23的圓形凸臺固定連接。每一個外蓋22的內(nèi)壁分別與一個沿平行于輪主軸12的方向設(shè)置的齒條20的外端固定相連并且所述的齒條20的內(nèi)側(cè)與齒輪19嚙合配合，每一個所述的外蓋22的內(nèi)壁與一個穿過條形導(dǎo)向槽9設(shè)置的導(dǎo)向滑軌21的一端固定相連，所述的導(dǎo)向滑軌21能夠在條形導(dǎo)向槽9內(nèi)左右滑移。

如圖5所示，輪腿式變換裝置4包括套在連接支座23的圓形凸臺上并且兩者轉(zhuǎn)動相連的連接圓環(huán)24，在所述的連接圓環(huán)24的外圓周壁上均勻間隔設(shè)置有三個第二連接臂34，在每一個第一連接臂和與之對應(yīng)設(shè)置的一個第二連接臂之間設(shè)置有一個傳動組，如圖，分別為第一傳動組25、第二傳動組26和第三傳動組27，每一個傳動組包括一個一端與第一連接臂通過第一轉(zhuǎn)軸30轉(zhuǎn)動相連的連桿28，所述的連桿28的另一端通過第二轉(zhuǎn)軸31與輪腿式輪輻29轉(zhuǎn)動連接，所述的輪腿式輪輻29的一端通過第三轉(zhuǎn)軸32與第二連接臂轉(zhuǎn)動相連，所述的連接支座23和外蓋22通過中間孔滑動連接在輪主軸前端擴(kuò)展圓盤13內(nèi)側(cè)的輪主軸12上，三個所述的輪腿式輪輻29能夠隨著連接支座在輪主軸上滑動,在連接圓環(huán)的徑向方向和嵌入第一凹槽16之間調(diào)整轉(zhuǎn)動位置。每個傳動組中的第一轉(zhuǎn)軸30、第二轉(zhuǎn)軸31和第三轉(zhuǎn)軸32的軸線彼此平行設(shè)置。

如附圖所示，圖1-1為輪式工作狀態(tài)，圖1-2為輪腿式工作狀態(tài)。圖2中矩形機盒5用于定位、支撐行進(jìn)電機和變換舵機，三角尾部6與雙輪形成三點觸地，保證機器人的穩(wěn)定性。圖3中凹槽輪裝置2用于機器人快速移動，凹槽輪圓周均勻嵌入橡膠棒以增加輪子與行進(jìn)地面的摩擦力，保證機器人高效滾動。圖4中動力分離裝置3用于分離機器人行進(jìn)過程電機提供的行進(jìn)力和舵機提供的變換力。圖5中輪腿式變換裝置4用于傳遞舵機變換力，以實現(xiàn)輪腿式狀態(tài)和輪式狀態(tài)的變換。以所述機身軀干1為載體，行進(jìn)電機11帶動輪主軸12發(fā)生周向轉(zhuǎn)動，凹槽輪14隨之轉(zhuǎn)動，以完成機器人前后移動；驅(qū)動舵機18帶動齒輪19與齒條20的嚙合，帶動外蓋22、連接支座23和連接圓環(huán)24沿輪主軸12軸向移動，通過第一傳動組25、第二傳動組26和第三傳動組27，使得輪腿式輪輻29實現(xiàn)擴(kuò)張與閉合運動，實現(xiàn)輪腿式變換。通過所述輪腿式轉(zhuǎn)換裝置4，機器人完成輪腿直徑與形態(tài)的改變，使得本發(fā)明的一種具有輪腿變換裝置的移動越障機器人兼具了快速移動和有效越障的能力。

本發(fā)明的一種具有輪腿變換裝置的移動越障機器人具有輪式工作狀態(tài)下高速移動性能和輪腿式工作狀態(tài)下有效越障能力，該機器人變換裝置設(shè)計簡單，控制方便，滿足移動越障機器人完成未知復(fù)雜環(huán)境下的偵查、救援等任務(wù)的性能需求。

以上對本發(fā)明的描述僅僅是示意性的，而不是限制性的，所以，本發(fā)明的實施方式并不局限于上述的具體實施方式。如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)范圍的情況下，做出其他變化或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。