本實(shí)用新型涉及機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種輪履復(fù)合變形輪。

背景技術(shù)：

目前常用的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)主要有兩類結(jié)構(gòu)：輪式結(jié)構(gòu)和履帶結(jié)構(gòu)。輪式結(jié)構(gòu)具有移動(dòng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、移動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，但是這種結(jié)構(gòu)對(duì)地面的依賴性較強(qiáng)，不適于越障，通過(guò)性極差；而履帶結(jié)構(gòu)由于具有較大的地面接觸面積，越障性能很好，適用于各類復(fù)雜地形，缺點(diǎn)則是速度較慢，外形笨重，移動(dòng)不靈活，而且能耗很高，十分費(fèi)電。

一些特種作業(yè)機(jī)器人如災(zāi)害救援機(jī)器人、工況巡檢機(jī)器人等，由于應(yīng)用場(chǎng)合和功能需求特殊，既需要機(jī)器人具有良好的越野性能，又要求機(jī)器人移動(dòng)靈活，續(xù)航時(shí)間有保障，這對(duì)于現(xiàn)有的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)是個(gè)難題，輪式結(jié)構(gòu)和履帶結(jié)構(gòu)都無(wú)法很好的兼顧機(jī)器人的越野性能和工作效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種輪履復(fù)合變形輪，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種輪履復(fù)合變形輪，包括主輪裝置和履帶裝置；所述主輪裝置包括輪盤(pán)組件和伸展臂，所述伸展臂共設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)伸展臂分別設(shè)置在輪盤(pán)組件兩側(cè)；所述輪盤(pán)組件包括外輪盤(pán)、內(nèi)輪盤(pán)、主軸、主軸軸套、固定板、外齒輪、外傳動(dòng)齒輪、內(nèi)齒輪、內(nèi)傳動(dòng)齒輪和齒輪傳動(dòng)軸；所述主軸軸套的內(nèi)輪盤(pán)端固定在機(jī)器人底盤(pán)上，所述主軸穿過(guò)主軸軸套，主軸的內(nèi)輪盤(pán)端連接至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述主軸的外輪盤(pán)端與外輪盤(pán)固定，外輪盤(pán)與外齒輪固定連接，所述內(nèi)輪盤(pán)與內(nèi)齒輪固定連接，固定板固定在主軸軸套上，固定板頂端設(shè)置有通孔，所述齒輪傳動(dòng)軸穿過(guò)固定板上端的通孔，齒輪傳動(dòng)軸的兩端分別連接外傳動(dòng)齒輪和內(nèi)傳動(dòng)齒輪，所述外齒輪與外傳動(dòng)齒輪嚙合，內(nèi)齒輪與內(nèi)傳動(dòng)齒輪嚙合；所述內(nèi)輪盤(pán)上均勻間隔設(shè)置有輪盤(pán)內(nèi)沿凹槽和輪盤(pán)外沿凹槽，所述外輪盤(pán)上也均勻間隔設(shè)置有輪盤(pán)內(nèi)沿凹槽和輪盤(pán)外沿凹槽；所述伸展臂包括展開(kāi)臂、展開(kāi)臂輔輪、電動(dòng)推桿基座固定軸、展開(kāi)臂固定軸、展開(kāi)臂主輪和電動(dòng)推桿；所述電動(dòng)推桿基座固定軸和展開(kāi)臂固定軸分別固定在固定板的上端和下端，電動(dòng)推桿頂端固定在電動(dòng)推桿基座固定軸上，電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)推桿，推桿的底端固定連接至推桿端固定軸，所述展開(kāi)臂一端固定在展開(kāi)臂固定軸上，另一端延伸在空中；所述展開(kāi)臂包括前展開(kāi)臂和后展開(kāi)臂，所述前展開(kāi)臂和后展開(kāi)臂之間呈鈍角相交，前展開(kāi)臂和后展開(kāi)臂一體化制造，所述前展開(kāi)臂和后展開(kāi)臂交接處設(shè)置有輔輪固定軸，所述輔輪固定軸的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有展開(kāi)臂輔輪，前展開(kāi)臂頂端設(shè)置有主輪固定軸，所述主輪固定軸的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有展開(kāi)臂主輪；所述履帶裝置包括TV型橡膠履帶、彈簧和履帶支撐軸，所述TV型橡膠履帶由節(jié)TV履帶單元構(gòu)成，所述TV履帶單元包括T型結(jié)構(gòu)單元、V型結(jié)構(gòu)單元和彈簧固定板，相鄰的兩節(jié)TV履帶單元之間用兩條彈簧連接，彈簧固定在TV履帶單元的彈簧固定板上；每間隔四節(jié)TV履帶單元安裝一根履帶支撐軸，所述履帶支撐軸貫穿履帶裝置，履帶支撐軸兩端還設(shè)置有凸臺(tái)；所述履帶裝置安裝在主輪裝置上時(shí)，TV型橡膠履帶的V型結(jié)構(gòu)單元的V型突起的兩端分別嵌在內(nèi)輪盤(pán)和外輪盤(pán)上的輪盤(pán)內(nèi)沿凹槽中，所述履帶支撐軸兩端的凸臺(tái)分別嵌在內(nèi)輪盤(pán)和外輪盤(pán)上的輪盤(pán)外沿凹槽中，彈簧固定板卡在主輪裝置的兩個(gè)展開(kāi)臂主輪中間。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：所述主軸的外輪盤(pán)端通過(guò)主軸固定螺絲與外輪盤(pán)固定，外輪盤(pán)通過(guò)外齒輪固定螺絲與外齒輪固定連接。

作為本實(shí)用新型再進(jìn)一步的方案：所述展開(kāi)臂主輪的直徑大于展開(kāi)臂輔輪的直徑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型的輪履復(fù)合變形輪可以通過(guò)前后展開(kāi)臂的自由伸縮變形為多種履帶姿態(tài)，展開(kāi)角度可以視地形不同自由的調(diào)節(jié)，這種輪履復(fù)合結(jié)構(gòu)適用于各種復(fù)雜環(huán)境和路況，而在平時(shí)則以輪式姿態(tài)行走，移動(dòng)靈活，可以大幅節(jié)省機(jī)器人電量。應(yīng)用輪履復(fù)合變形輪的機(jī)器人在復(fù)雜路況下的綜合移動(dòng)效率更高，機(jī)器人的通過(guò)性能和續(xù)航能力都得到極大提升。

附圖說(shuō)明

圖1為輪履復(fù)合變形輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為輪履復(fù)合變形輪伸展臂張開(kāi)后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為輪履復(fù)合變形輪中主輪裝置的立體圖。

圖4為輪履復(fù)合變形輪中主輪裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為輪履復(fù)合變形輪中主輪裝置的剖視圖。

圖6為輪履復(fù)合變形輪中履帶裝置的立體圖。

圖7為輪履復(fù)合變形輪中履帶裝置的剖視圖。

圖中：1-主輪裝置，2-履帶裝置，3-外輪盤(pán)，4-內(nèi)輪盤(pán)，5-展開(kāi)臂主輪，6-展開(kāi)臂輔輪，7-主軸，8-齒輪傳動(dòng)軸，9-電動(dòng)推桿基座固定軸，10-展開(kāi)臂固定軸，11-推桿端固定軸，12-輔輪固定軸，13-主輪固定軸，14-固定板，15-展開(kāi)臂，16-主軸軸套，17-外齒輪，18-內(nèi)齒輪，19-外傳動(dòng)齒輪，20-內(nèi)傳動(dòng)齒輪，21-電動(dòng)推桿，22-推桿，23-輪盤(pán)外沿凹槽，24-輪盤(pán)內(nèi)沿凹槽，25-履帶支撐軸，26-彈簧，27-彈簧固定板，28-履帶V型結(jié)構(gòu)單元，29-履帶T型結(jié)構(gòu)單元，30-主軸固定螺絲，31-外齒輪固定螺絲。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1～7，本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種輪履復(fù)合變形輪，包括主輪裝置1和履帶裝置2；所述主輪裝置1包括輪盤(pán)組件和伸展臂，所述伸展臂共設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)伸展臂分別設(shè)置在輪盤(pán)組件兩側(cè)；

所述輪盤(pán)組件包括外輪盤(pán)3、內(nèi)輪盤(pán)4、主軸7、主軸軸套16、固定板14、外齒輪17、外傳動(dòng)齒輪19、內(nèi)齒輪18、內(nèi)傳動(dòng)齒輪20和齒輪傳動(dòng)軸8；所述主軸軸套16的內(nèi)輪盤(pán)端固定在機(jī)器人底盤(pán)上，與機(jī)器人為一體保持不轉(zhuǎn)動(dòng)，所述主軸7穿過(guò)主軸軸套16，主軸7的內(nèi)輪盤(pán)端連接至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)主軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，所述主軸7的外輪盤(pán)端通過(guò)主軸固定螺絲30與外輪盤(pán)3固定，外輪盤(pán)3通過(guò)外齒輪固定螺絲31與外齒輪17固定連接，所述內(nèi)輪盤(pán)4與內(nèi)齒輪18固定連接，固定板14固定在主軸軸套16上，固定板14頂端設(shè)置有通孔，所述齒輪傳動(dòng)軸8穿過(guò)固定板14上端的通孔，齒輪傳動(dòng)軸8的兩端分別連接外傳動(dòng)齒輪19和內(nèi)傳動(dòng)齒輪20，所述外齒輪17與外傳動(dòng)齒輪19嚙合，內(nèi)齒輪18與內(nèi)傳動(dòng)齒輪20嚙合；所述內(nèi)輪盤(pán)4上均勻間隔設(shè)置有輪盤(pán)內(nèi)沿凹槽24和輪盤(pán)外沿凹槽23，所述外輪盤(pán)3上也均勻間隔設(shè)置有輪盤(pán)內(nèi)沿凹槽24和輪盤(pán)外沿凹槽23，輪盤(pán)內(nèi)沿凹槽24和輪盤(pán)外沿凹槽23用于固定履帶裝置2；

所述伸展臂包括展開(kāi)臂15、展開(kāi)臂輔輪6、電動(dòng)推桿基座固定軸9、展開(kāi)臂固定軸10、展開(kāi)臂主輪5和電動(dòng)推桿21；所述電動(dòng)推桿基座固定軸9和展開(kāi)臂固定軸10分別固定在固定板14的上端和下端，電動(dòng)推桿21頂端固定在電動(dòng)推桿基座固定軸9上，電動(dòng)推桿22驅(qū)動(dòng)推桿22，推桿22的底端固定連接至推桿端固定軸11，電動(dòng)推桿21驅(qū)動(dòng)推桿22的伸縮，所述展開(kāi)臂15一端固定在展開(kāi)臂固定軸10上，另一端延伸在空中從而可實(shí)現(xiàn)自由活動(dòng)，所述展開(kāi)臂15包括前展開(kāi)臂和后展開(kāi)臂，所述前展開(kāi)臂和后展開(kāi)臂之間呈鈍角相交，前展開(kāi)臂和后展開(kāi)臂一體化制造，所述前展開(kāi)臂和后展開(kāi)臂交接處設(shè)置有輔輪固定軸12，所述輔輪固定軸12的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有展開(kāi)臂輔輪6，所述前展開(kāi)臂頂端設(shè)置有主輪固定軸13，所述主輪固定軸13的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有展開(kāi)臂主輪5，所述展開(kāi)臂主輪5的直徑大于展開(kāi)臂輔輪6的直徑；將展開(kāi)臂15分為前展開(kāi)臂和后展開(kāi)臂，并使前展開(kāi)臂和后展開(kāi)臂之間呈鈍角相交，目的是保證展開(kāi)臂15完全開(kāi)展后展開(kāi)臂主輪5、展開(kāi)臂輔輪6、內(nèi)輪盤(pán)4和外輪盤(pán)3的最低點(diǎn)能在同一水平線上；

所述履帶裝置2包括TV型橡膠履帶、彈簧26和履帶支撐軸25，所述TV型橡膠履帶由36節(jié)TV履帶單元構(gòu)成，所述TV履帶單元包括T型結(jié)構(gòu)單元29、V型結(jié)構(gòu)單元28和彈簧固定板27，相鄰的兩節(jié)TV履帶單元之間用兩條彈簧26連接，彈簧26固定在TV履帶單元的彈簧固定板27上；每間隔四節(jié)TV履帶單元安裝一根履帶支撐軸25，所述履帶支撐軸25貫穿履帶裝置2，履帶支撐軸25兩端還設(shè)置有凸臺(tái)。

所述履帶裝置2安裝在主輪裝置1上時(shí)，TV型橡膠履帶的V型結(jié)構(gòu)單元28的V型突起的兩端分別嵌在內(nèi)輪盤(pán)4和外輪盤(pán)3上的輪盤(pán)內(nèi)沿凹槽24中，所述履帶支撐軸25兩端的凸臺(tái)分別嵌在內(nèi)輪盤(pán)4和外輪盤(pán)3上的輪盤(pán)外沿凹槽23中，彈簧固定板27卡在主輪裝置1的兩個(gè)展開(kāi)臂主輪5中間。

本實(shí)用新型的工作原理是：

本實(shí)用新型用于機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)，與機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，控制機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)外輪盤(pán)3轉(zhuǎn)動(dòng)，外輪盤(pán)3與外齒輪17相連，進(jìn)而帶動(dòng)外齒輪17轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪嚙合帶動(dòng)外傳動(dòng)齒輪19轉(zhuǎn)動(dòng)，外傳動(dòng)齒輪19與內(nèi)傳動(dòng)齒輪20通過(guò)齒輪傳動(dòng)軸8相連，進(jìn)而帶動(dòng)內(nèi)傳動(dòng)齒輪20轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪嚙合帶動(dòng)內(nèi)齒輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)齒輪18與內(nèi)輪盤(pán)4相連，進(jìn)而帶動(dòng)內(nèi)輪盤(pán)4轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣即可實(shí)現(xiàn)主輪裝置1的內(nèi)輪盤(pán)4與外輪盤(pán)3的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。履帶裝置2的V型結(jié)構(gòu)單元28和突出的履帶支撐軸25分別嵌在主輪裝置1的輪盤(pán)內(nèi)沿凹槽24和輪盤(pán)外沿凹槽23中，當(dāng)主輪裝置1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，履帶裝置2會(huì)隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了輪履復(fù)合變形輪的輪式滾動(dòng)和履帶滾動(dòng)。

在輪履復(fù)合變形輪的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，用于固定固定板14的主軸軸套16固定在機(jī)器人地盤(pán)上，因此，固定在固定板14上的伸縮臂部分不會(huì)隨變形輪轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)需要輪履變形時(shí)，電動(dòng)推桿21控制推桿22伸縮，推桿22固定在展開(kāi)臂15上的推桿端固定軸11上，展開(kāi)臂15會(huì)隨推桿22的伸縮展開(kāi)到設(shè)定角度，展開(kāi)臂15上固定的的展開(kāi)臂主輪5和展開(kāi)臂輔輪6隨之展開(kāi)，展開(kāi)臂主輪5和展開(kāi)臂輔輪6會(huì)撐開(kāi)履帶裝置2的TV型橡膠履帶和彈簧26，使輪履復(fù)合變形輪變形為所需的越障履帶形態(tài)，實(shí)現(xiàn)了輪履復(fù)合變形輪的輪式形態(tài)到履帶形態(tài)的變形。

當(dāng)需要轉(zhuǎn)換成輪式形態(tài)時(shí)，電動(dòng)推桿21控制推桿22完全縮回，展開(kāi)臂15、展開(kāi)臂主輪5和展開(kāi)臂輔輪6隨之收回，履帶裝置2的TV型橡膠履帶會(huì)由于彈簧26的彈性自動(dòng)收縮成輪式形態(tài)，履帶裝置2始終包裹在主輪裝置1上，實(shí)現(xiàn)了輪履復(fù)合變形輪的履帶形態(tài)到輪式形態(tài)的變形。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。