本發(fā)明涉及一種履帶與腿足相結(jié)合的復(fù)合式移動機器人，屬于移動機器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

履帶式移動機器人在平坦路況下移動迅速而平穩(wěn)，能量利用效率高，節(jié)省能量；也能夠在起伏不平的路況或諸如沙地，泥地，陡坡等路況下行駛，應(yīng)用范圍廣。如CN101780817A公開的《煤礦井下危險區(qū)域探測機器人平臺》。

雖然該機器人所用履帶的構(gòu)形可以根據(jù)地形條件和作業(yè)要求進行適當(dāng)變化，但是在面對樓梯，石堆，樹枝這些有較高障礙物的地方，穿行比較困難或者無法穿行。而四足機器人是最佳的多足機器人形式，具有適應(yīng)復(fù)雜地形、運動靈活和越障能力強等方面的巨大優(yōu)勢，能夠較好地通過復(fù)雜崎嶇的環(huán)境。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有履帶式機器人技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出一種履帶-腿足復(fù)合式移動機器人，該機器人可根據(jù)具體地形變換機構(gòu)構(gòu)型，具備履帶式行進和足部輔助越障運動模式。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的履帶-腿足復(fù)合式移動機器人采用以下技術(shù)方案：

該機器人，包括履帶行走單元，在履帶行走單元的前部兩側(cè)以及后部兩側(cè)均安裝有大腿輔助越障單元，每條大腿輔助越障單元上連接一個小腿輔助越障單元。

所述大腿輔助越障單元，包括大腿軸、大腿部和大腿驅(qū)動機構(gòu)，大腿軸安裝在履帶行走單元的殼體上，大腿軸的一端與大腿驅(qū)動機構(gòu)連接，大腿軸的另一端上安裝有大腿，大腿的兩端均安裝有滾輪，兩個滾輪之間連接輔助履帶。大腿驅(qū)動機構(gòu)包括安裝在所述殼體內(nèi)的電機以及與電機連接的減速器。

所述小腿輔助越障單元，包括小腿驅(qū)動機構(gòu)、回轉(zhuǎn)軸和小腿，小腿驅(qū)動機構(gòu)和回轉(zhuǎn)軸安裝在大腿上，小腿驅(qū)動機構(gòu)和回轉(zhuǎn)軸上分別安裝有相嚙合的輸出齒輪和傳動齒輪，小腿安裝在回轉(zhuǎn)軸上。所述小腿的下部連接有防滑足部。

履帶行走單元可以采用現(xiàn)有各種履帶式移動機器人。常規(guī)履帶行進模式下，大腿可輔助越障，小腿可以收縮不用，靠兩側(cè)主履帶行進；大腿伸展輔助越過較低的障礙物；小腿參與的模式下可以變?yōu)樗淖氵\動的模式。兩側(cè)大小腿都有獨立的動力系統(tǒng)驅(qū)動，可以在控制系統(tǒng)的控制下，獨立擺動，幫助越過障礙或者像四足一樣行進。

本發(fā)明在常規(guī)履帶式機器人的基礎(chǔ)上增加了四條大腿和小腿，大小腿可以輔助越障，既可以用傳統(tǒng)履帶的模式行進，也可以在越障時采用四足的模式輔助越障，既保留了履帶式機器人的行進速度平穩(wěn)性和能量效率，又增加了足式機器人的高通過能力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明履帶-腿足復(fù)合式移動機器人的立體結(jié)構(gòu)示意圖，該圖同時反映足式移動模式。

圖2是本發(fā)明中大腿輔助越障單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中小腿輔助越障單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的履帶行進模式示意圖。

圖中：1.履帶行走單元，2.大腿輔助越障單元，3.小腿輔助越障單元，4.主履帶，5.正壓殼體，6.前驅(qū)動輪，7.前輪空心軸，8.左主履帶驅(qū)動機構(gòu)，9.右主履帶驅(qū)動機構(gòu)，10.大腿軸，11.左前大腿驅(qū)動機構(gòu)，12.右前大腿驅(qū)動機構(gòu)，13.大腿，14.輔助履帶，15.小腿驅(qū)動電機，16.輸出齒輪，17.傳動齒輪，18.回轉(zhuǎn)軸，19.小腿，20.防滑足部。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明的履帶-腿足復(fù)合式移動機器人，包括履帶行走單元1，在履帶行走單元1的前部兩側(cè)以及后部兩側(cè)均安裝有大腿輔助越障單元2，每條大腿輔助越障單元2上連接一個小腿輔助越障單元3。

履帶行走單元1可以采用現(xiàn)有各種履帶式移動機器人，如CN101780817A公開的《煤礦井下危險區(qū)域探測機器人平臺》。《煤礦井下危險區(qū)域探測機器人平臺》的行走單元如圖2所示，包括前驅(qū)動輪6和后輪(圖中未畫出)，兩個前驅(qū)動輪6分別安裝在兩個前輪空心軸7上，兩個前輪空心軸7分別設(shè)置于正壓殼體5的前端兩側(cè)，兩個后輪通過安裝軸安裝于正壓殼體5的后端兩側(cè)，前驅(qū)動輪6與后輪之間連接有主履帶4(參見圖1)。正壓殼體5內(nèi)部安裝有驅(qū)動兩個前輪空心軸7轉(zhuǎn)動的左主履帶驅(qū)動機構(gòu)8和右主履帶驅(qū)動機構(gòu)9，兩個前輪空心軸7與相應(yīng)的驅(qū)動機構(gòu)之間通過同步帶傳動連接。左主履帶驅(qū)動機構(gòu)8和右主履帶驅(qū)動機構(gòu)9通過同步帶驅(qū)動前輪空心軸7及其上的前驅(qū)動輪6，進而驅(qū)動左右兩側(cè)主履帶4運動。左主履帶驅(qū)動機構(gòu)8和右主履帶驅(qū)動機構(gòu)9均由驅(qū)動電機及與驅(qū)動電機連接的減速器構(gòu)成。

大腿輔助越障單元2的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括大腿軸10、大腿驅(qū)動機構(gòu)和大腿13，大腿軸10安裝在正壓殼體5上，大腿軸10可以穿過前輪空心軸7的內(nèi)孔，也可以直接通過軸承安裝在正壓殼體5上。左前大腿軸10的一端與安裝在正壓殼體5內(nèi)的左前大腿驅(qū)動機構(gòu)11連接，右前大腿軸與安裝在正壓殼體5內(nèi)的右前大腿驅(qū)動機構(gòu)12連接，左后大腿軸和右后大腿軸也分別與一套大腿驅(qū)動機構(gòu)連接，四條大腿軸獨立控制和驅(qū)動(參見圖2)。大腿驅(qū)動機構(gòu)由安裝在正壓殼體5內(nèi)的驅(qū)動電機以及與驅(qū)動電機連接的減速器構(gòu)成。大腿軸10的另一端(外端)上安裝有大腿13。大腿13的兩端均安裝有滾輪，兩個滾輪之間連接輔助履帶14(參見圖3)。也可以只在大腿13的后端設(shè)置滾輪，另一個滾輪由前驅(qū)動輪6替代，在滾輪與前驅(qū)動輪6之間連接有輔助履帶14。

小腿輔助越障單元3的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括小腿驅(qū)動機構(gòu)、回轉(zhuǎn)軸18和小腿19。小腿驅(qū)動機構(gòu)和回轉(zhuǎn)軸18安裝在大腿13上，小腿驅(qū)動機構(gòu)采用小腿驅(qū)動電機15。小腿驅(qū)動電機15和回轉(zhuǎn)軸18上分別安裝有輸出齒輪16和傳動齒輪17，輸出齒輪16和傳動齒輪17相嚙合。小腿19安裝在回轉(zhuǎn)軸18上，小腿19的下部連接有防滑足部20。小腿驅(qū)動電機15的輸出扭矩經(jīng)減速器放大后，由輸出齒輪16輸出，經(jīng)傳動齒輪17嚙合后驅(qū)動小腿19的擺動，小腿19可以360度全向回轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的具體運行過程如下：

1.常規(guī)履帶行進模式，如圖4所示。該模式下只使用履帶行走單元1，不使用小腿19和大腿13，小腿19回收貼于大腿13上，大腿13向上抬起。履帶行走單元1靠兩側(cè)的主履帶4行進，左主履帶驅(qū)動機構(gòu)8和右主履帶驅(qū)動機構(gòu)9可以在控制系統(tǒng)的控制下，改變轉(zhuǎn)速，從而差速運動，進行轉(zhuǎn)向。

2.大腿輔助越障行進模式。該模式下使用履帶行走單元1和大腿13，不使用小腿19，小腿19回收貼于大腿13上。履帶行走單元1靠兩側(cè)的主履帶4行進，大腿13在大腿驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動下伸展，越過較低的障礙物。

3.小腿輔助越障行進模式(四足行進模式)，如圖1所示。該模式下使用小腿19和大腿13，履帶行走單元1可以使用也可以不使用。小腿13參與的模式下可以變?yōu)樗淖氵\動的模式。兩側(cè)小腿19和大腿13都由各自的動力系統(tǒng)驅(qū)動，可以在控制系統(tǒng)的控制下，獨立擺動，幫助越過障礙或者像四足一樣行進。