CN112590964A - 一种轮腿复合式机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮腿复合式机器人及其控制方法，包括前车架、后车架、折腰转向装置、4个腿式机构、2个中腿机构、动力源和控制装置，前车架通过折腰转向装置与后车架连接，2个腿式机构布置于前车架的两侧，另外2个腿式机构布置于后车架的两侧，2个中腿机构分别布置于前车架的前端和后车架的后端，动力源和控制装置与折腰转向装置、腿式机构和中腿机构连接，前车架和后车架底部均布置有两个轮式机构。本发明提高机器人对地形的适应能力。

Description

一种轮腿复合式机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种轮腿复合式机器人及其控制方法。

背景技术

在现代战争中，各国都在尽力追求“零死亡”，在达到预期的军事目的情况下，要求伤亡率降到最低。在这种军事需求的牵引下，更多的集机械化、信息化、电子化、机动化和隐身化的无人部队将成为未来战争中的一支重要的力量。

对于地面无人机器人，履带式对地形适应性较强，但是转弯时，履带易磨损、履带开模难度大等都成为其应用的瓶颈；轮式移动机器人克服了履带式的这些缺点，移动灵活、控制简单。但是它对地形的适应性较差，一般来说，轮式移动机器人对地形的适应性大小与轮子的数量成正比，但随着轮子数量的增加，又带来了机器人体积庞大、重量重等缺点。腿式移动机器人对地形的适应性很强，能通过较大壕沟和台阶。但结构和控制复杂，速度和效率较低。轮腿式机器人具有机动灵活、行驶速度快、越障能力强等优点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种轮腿复合式机器人及其控制方法，提高机器人对地形的适应能力。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种轮腿复合式机器人，包括前车架、后车架、折腰转向装置、4个腿式机构、2个中腿机构、动力源和控制装置，前车架通过折腰转向装置与后车架连接，2个腿式机构布置于前车架的两侧，另外2个腿式机构布置于后车架的两侧，2个中腿机构分别布置于前车架的前端和后车架的后端，动力源和控制装置与折腰转向装置、腿式机构和中腿机构连接，前车架和后车架底部均布置有两个轮式机构。

按照上述技术方案，折腰转向装置包括两组连接板、转轴和两个伸缩推拉杆，两组连接板分别与前车架和后车架连接，转轴通过轴承分别与两组连接板连接，两个伸缩推拉杆分别布置于转轴的左右两侧，伸缩推拉杆的两端分别与两组连接板连接。

按照上述技术方案，腿式机构包括步态调节杆、曲柄、单自由度关节电机、双自由度关节电机、四连杆机构和曲柄连杆，单自由度关节电机经曲柄通过曲柄连杆与腿杆的上端铰接，双自由度关节电机通过四连杆机构与腿杆的上端铰接，步态调节杆的两端分别与曲柄和四连杆机构铰接，腿杆的下端连接有足部，腿杆与四连杆机构之间连接有收腿电推杆。

按照上述技术方案，四连杆机构包括T型杆、两个侧边连杆和横杆，T型杆的上部与步态调节杆铰接，T型杆的下部两端分别与两个侧边连杆的一端铰接，两个侧边连杆的另一端分别与横杆的两端铰接，一个侧边连杆与曲柄连杆和腿杆铰接，T型杆的下部一端与双自由度关节电机连接，收腿电推杆的两端分别与橫杆和腿杆铰接。

按照上述技术方案，步态调节杆上沿长度方向间隔布置有多个定位孔，T型杆通过不同的定位孔与步态调节杆铰接。

按照上述技术方案，曲柄通过第一销轴同时与步态调节杆和曲柄连杆铰接，腿杆通过第二销轴同时与曲柄连杆、横杆和相应的侧边杆铰接。

按照上述技术方案，轮式机构包括纵臂和车轮，纵臂的一端通过转轴与车架连接，纵臂的另一端与车轮连接，转轴连接有纵臂关节电机，纵臂关节电机固设于车架上，纵臂关节电机带动纵臂绕转轴转动，车轮连接有轮毂电机。

按照上述技术方案，中腿机构包括旋转执行器、大腿杆、小腿杆和中间足部，旋转执行器设置于车体上，旋转执行器与大腿杆上端连接，大腿杆的下端与小腿杆的上端铰接，中间足部与小腿杆的下端连接，旋转执行器与大腿杆之间连接有第一推拉机构，大腿杆与小腿杆之间连接有第二推拉机构。

按照上述技术方案，旋转执行器包括支架和中腿关节电机，中腿关节电机固设于车体上，中腿关节电机的输出端与支架连接，大腿杆的一端与支架铰接，中腿关节电机驱动支架带动大腿相对车体旋转；第一推拉机构的两端分别与支架和大腿杆铰接，第二推拉机构的两端分别与大腿杆和小腿杆铰接。

一种采用以上所述的轮腿复合式机器人的控制方法，腿式机构包括步态调节杆、曲柄、单自由度关节电机、双自由度关节电机、四连杆机构和曲柄连杆，单自由度关节电机经曲柄通过曲柄连杆与腿杆的上端铰接，双自由度关节电机通过四连杆机构与腿杆的上端铰接，步态调节杆的两端分别与曲柄和四连杆机构铰接，腿杆的下端连接有足部，腿杆与四连杆机构之间连接有收腿电推杆；

所述的控制方法包括以下步骤：当机器人处于平坦的道路环境中需要快速通过时，机器人选择轮式模式通过，当处于复杂路面上，轮式模式无法通过时，选择腿式模式通过，当遇到需要越障的越障路面情况时，选择越障模式通过；

轮式模式下，中腿机构与腿式机构均为收起的状态，仅有四个轮式机构着地；

腿式模式下，腿式机构仅由一个动力源驱动，控制过程可以划分成以下步骤：控制装置控制轮毂电机制动；控制装置控制腿式机构放下并锁定，腿式机构运转；控制装置控制轮式机构收起；将四连杆机构与步态调节杆的孔连接起来；将双自由度电机与四连杆机构断开；控制装置控制单自由度电机驱动腿式机构；

越障模式下，腿式机构由两个动力源输入，同时中腿机构辅助越障，将T型杆与步态调节杆断开；将双自由度电机上的花键套移到中间，与四连杆机构连接；控制装置控制中腿式机构放下；整车控制器控制单自由度电机、双自由度电机以及中腿机构协同运动。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过腿式机构、中腿机构和轮式机构，并可在六足-四足之间切换，四足模式保证了一定的行进速度，降低了控制难度，六足模式保证了在复杂地形下越障时的车身稳定性，提高机器人对地形的适应能力。

附图说明

图1是本发明实施例中轮腿复合式机器人的立面图；

图2是本发明实施例中轮腿复合式机器人的主视图；

图3是图2的俯视图；

图4是本发明实施例中控制装置的结构图；

图5是本发明实施例中轮腿复合式机器人的控制方法的逻辑图；

图6是本发明实施例中轮腿复合式机器人的控制方法的流程图；

图中，1-前车架，2-后车架，3-折腰转向装置，4-腿式机构，5-轮式机构，6-中腿机构， 7-动力源，8-控制装置，9-纵臂关节电机，10-单自由度关节电机，11-双自由度关节电机，12- 中腿关节电机，13-曲柄，14-T型杆，15-步态调节杆，16-收腿电推杆，17-足部，18-纵臂，19-车轮，20-中间腿电推杆，21-曲柄连杆，22-侧边连杆，23-橫杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图6所示，本发明提供的一个实施例中的轮腿复合式机器人，包括前车架1、后车架2、折腰转向装置3、4个腿式机构4、2个中腿机构6、动力源7和控制装置8，前车架1通过折腰转向装置3与后车架2连接，2个腿式机构4布置于前车架1的两侧，另外2 个腿式机构4布置于后车架2的两侧，2个中腿机构6分别布置于前车架1的前端和后车架2 的后端，动力源7和控制装置8与折腰转向装置3、腿式机构4和中腿机构6连接，前车架1 和后车架2底部均布置有两个轮式机构5。

进一步地，动力源7与控制装置8连接，腿式机构4与轮式机构5一一对应设置，轮式机构5布置于相应腿式机构4的一侧。

进一步地，折腰转向装置3包括两组连接板、转轴和两个伸缩推拉杆，两组连接板分别与前车架1和后车架2连接，转轴通过轴承分别与两组连接板连接，两个伸缩推拉杆分别布置于转轴的左右两侧，伸缩推拉杆的两端分别与两组连接板连接。

进一步地，伸缩推拉杆为电推杆，每组连接板均包括两个三角板，两组连接板的4个三角板相互上下交错布置。

进一步地，所述折腰转向装置3由两个电推杆和4块三角板组成；所述4块三角板分为上下两组，分别与前后车架2固连，每组上下交错对置布置，中间均有一圆孔，每组之前通过一根转轴连接，三角板可以绕着转轴旋转；所述电推杆，其缸体端通过铰接装置与后车架2连接，推杆端通过销钉与前车架1固连，整个电推杆通过两端连接装置支撑，位于三角板上方。当需要转向时，装在车架上的转向电推杆一个伸长，一个收缩，使得前车架1绕着折腰转向装置3中的转轴旋转，同时，车轮19或者腿式机构4以不同的速度前进，实现差速转向与机械转向的结合。采用折腰转向和差速转向相结合，减轻了簧下质量，改善了机器人的机动性与灵活性。

进一步地，腿式机构4包括步态调节杆15、曲柄13、单自由度关节电机10、双自由度关节电机11、四连杆机构和曲柄连杆21，单自由度关节电机10经曲柄13通过曲柄连杆21 与腿杆的上端铰接，双自由度关节电机11通过四连杆机构与腿杆的上端铰接，步态调节杆 15的两端分别与曲柄13和四连杆机构铰接，腿杆的下端连接有足部17，腿杆与四连杆机构之间连接有收腿电推杆16。

腿式机构4安装在车架的侧面，其包括8根杆件、收腿电推杆16、单自由度关节电机10、双自由度关节电机11以及足部17构件组成。其中曲柄13的一端连接单自由度关节电机10 的输出轴，T型杆14的一端与双自由度关节电机11的输出轴连接，每两个杆件之间通过铰接的方式连接。收腿电推杆16固定在两个两片式的杆件中间，单自由度和双自由度关节电机 11的外壳通过螺钉与车架固定，其中单自由度关节电机10通过联轴器与曲柄13连接，双自由度关节电机11通过联轴器和带有花键的轴与T型杆14连接。

进一步地，四连杆机构包括T型杆14、两个侧边连杆22和横杆，T型杆14的上部与步态调节杆15铰接，T型杆14的下部两端分别与两个侧边连杆22的一端铰接，两个侧边连杆22的另一端分别与横杆的两端铰接，一个侧边连杆22与曲柄连杆21和腿杆铰接，T型杆14的下部一端与双自由度关节电机11连接，收腿电推杆16的两端分别与橫杆23和腿杆铰接。

进一步地，步态调节杆15上沿长度方向间隔布置有多个定位孔，T型杆14通过不同的定位孔与步态调节杆15铰接；形成步态调节作用。

进一步地，曲柄13通过第一销轴同时与步态调节杆15和曲柄连杆21铰接，腿杆通过第二销轴同时与曲柄连杆21、横杆和相应的侧边杆铰接。

进一步地，轮式机构5包括纵臂18和车轮19，纵臂18的一端通过转轴与车架连接，纵臂18的另一端与车轮19连接，转轴连接有纵臂关节电机9，纵臂关节电机9固设于相应的车架上，纵臂关节电机9带动纵臂绕转轴转动，车轮19连接有轮毂电机；纵臂关节电机9可根据传感器反馈的车速信号调节纵臂18和车身夹角，进一步调节车身离地高度。

进一步地，此处车架包括前车架1和后车架2。

进一步地，所述纵臂18，其上端有一通孔，转轴穿过通孔，一端与纵臂关节电机9连接，一端支撑在车架上，纵臂的另一端为一个圆盘，其圆周上有均匀分布的通孔，其通过螺栓与车轮19的固定端连接；所述纵臂关节电机9，其外壳通过螺钉固定在车架上，输出端通过联轴器与转轴连接；所述车轮19，车轮为轮毂电机驱动，轮胎为真空胎，其上装有碟刹装置；纵臂上设置的关节电机根据车速的不同调整车身离路面的高度，保证了机器人在轮式模式下的稳定性。

进一步地，中腿机构6包括旋转执行器、大腿杆、小腿杆和中间足部，旋转执行器设置于车体上，旋转执行器与大腿杆上端连接，大腿杆的下端与小腿杆的上端铰接，中间足部与小腿杆的下端连接，旋转执行器与大腿杆之间连接有第一推拉机构，大腿杆与小腿杆之间连接有第二推拉机构。

进一步地，旋转执行器包括支架和中腿关节电机12，中腿关节电机12固设于车体上，中腿关节电机12的输出端与支架连接，大腿杆的一端与支架铰接，中腿关节电机12驱动支架带动大腿相对车体旋转；第一推拉机构的两端分别与支架和大腿杆铰接，第二推拉机构的两端分别与大腿杆和小腿杆铰接。

进一步地，大腿杆包括两个平行的大腿板，形成两片式杆件，两个大腿板之间连接有连接杆，第一推拉机构和第二推拉机构均布置于两个大腿板之间；第一推拉机构和第二推拉机构均为中间电推杆。

支架、中间腿电推杆20、两根两片式杆件、中腿关节电机12以及足部17；所述支架，支架与中腿关节电机12的输出端通过螺钉连接，两片式的杆件与支架两侧铰接；所述中间腿电推杆20，两个电推杆分别固定在两片式杆件的中间，所述中腿关节电机12，其外壳固定在车架上，输出端可以带动整个中腿机构6在侧面转动一定角度。

一种采用以上所述的轮腿复合式机器人的控制方法，控制装置8包括控制***，控制***分别与折腰转向装置3、腿式机构4、中腿机构6、中腿机构6和轮式机构5连接；

进一步地，控制***包括工控机和整车控制器；

进一步地，控制***连接有摄像头，通过摄像头检测机器人前方的路面环境，将路面环境区分为平坦的道路环境、复杂路面和越障路面，对于不同的路面环境机器人进入三种不同的模式，分别为轮式模式、腿式模式和越障模式。

腿式机构4包括步态调节杆15、曲柄13、单自由度关节电机10、双自由度关节电机11、四连杆机构和曲柄连杆21，单自由度关节电机10经曲柄13通过曲柄连杆21与腿杆的上端铰接，双自由度关节电机11通过四连杆机构与腿杆的上端铰接，步态调节杆15的两端分别与曲柄13和四连杆机构铰接，腿杆的下端连接有足部，腿杆与四连杆机构之间连接有收腿电推杆16；

所述的控制方法包括以下步骤：当机器人处于平坦的道路环境中需要快速通过时，机器人选择轮式模式通过，当处于复杂路面上，轮式模式无法通过时，选择腿式模式通过，当遇到需要越障的越障路面情况时，选择越障模式通过；越障路面包括壕沟和垂直障碍等。

轮式模式下，中腿机构6与腿式机构4均为收起的状态，仅有四个轮式机构5着地；

腿式模式下，腿式机构4仅由一个动力源7驱动，控制过程可以划分成以下步骤：控制***控制轮毂电机制动；控制***控制腿式机构4的收腿电推杆16放下并锁定收腿电推杆 16推程，腿式机构4的双自由度关节电机11和单自由度关节电机10协同运转；控制***控制轮式机构5的纵臂电机转动一定角度，将轮式机构5的车轮收起；将四连杆机构的T型杆14与步态调节杆15的孔连接起来；将双自由度电机11上的花键套移到电机端，与四连杆机构断开；控制***控制单自由度电机驱动腿式机构4；

越障模式下，腿式机构4由两个动力源7输入，同时中腿机构6辅助越障，将T型杆14与步态调节杆15断开；将双自由度电机上11的花键套移到中间，与四连杆机构连接；控制***控制中腿式机构4的收腿电推杆16放下；整车控制器控制单自由度电机、双自由度电机以及中腿机构6的电推杆协同运动；单自由度电机10、双自由度电机11以及中腿机构6电推杆20中集成的编码器向整车控制器反馈转速信号；整车控制器根据反馈的信号，调整输出。

本发明的工作原理：参照图1所示，本发明的实施例提出一种轮腿式复合机器人，包括前车架1和后车架2、折腰转向装置3、4套腿式机构4、4套轮式机构5、2套中腿机构6、整车动力源7以及整车控制装置8。

进一步的，腿式机构4与轮式机构5配套安装，可以实现腿式模式与轮式模式的切换，中腿机构6与腿式机构4配合运动，可以实现六足-四足模式的切换。

进一步的，本实例中所采用的腿式机构4可以实现单自由度和双自由度的切换，当仅有一个自由度，即仅有一个动力源7驱动腿式机构4运动，机器人行走的步态是固定的，当处于双自由度的时候，有两个动力源7驱动腿式机构4，机器人的足端轨迹是可以根据地形调整的。

进一步的，本实例中所采用的腿式机构4可以通过调整T型杆14与步态调节杆15的连接位置，进而调整足端轨迹的幅度。

进一步的，本实施例中所采用的中腿机构6，可以通过两个中间腿电推杆20调整中腿的支撑角度，实现跨步运动，同时中腿机构6所配备的关节电机可以让中腿机构有一个侧摆自由度，可以通过侧面的支撑防止机器人产生侧翻。

参照图2所示，本发明的实施例提出的一种整车控制装置包括：摄像头、工控机、整车控制器、传感器、14个关节电机以及10个电推杆。

具体的，其中摄像头用来采集环境信息，并将环境信息发送给工控机，工控机对环境信息进行处理和分析，并向整车控制器发出决策信号。传感器用于反馈关节电机的转速，电推杆的推程以及轮毂电机的转速，并将反馈信号输入至整车控制器。关节电机集成了伺服电机、减速器、制动、驱动器、编码器于一体，支持CANOPEN通讯协议，通过CAN_H、CAN_L 与整车控制器进行信息交换。电推杆通过来自于整车控制器PWM信号进行调速，并通过绝对式编码器反馈推杆的推程。轮毂电机内部集成了编码器反馈转速，通过碟刹实现物理刹车，通过RS485协议与整车控制器交换信息。

参考图3-图4所示，本发明的实施例提出一种整车控制方法，其控制逻辑为：

首先摄像头采集周围环境信息，并将信息传递给工控机，工控机接收图像信号，根据深度学***坦时，选择轮式模式通过，当判断为复杂地形时，选择腿式模式通过，当需要越障时，则选择越障模式通过。然后工控机根据建立的环境信息向整车控制器发出控制信号，整车控制器向对应的执行器(关节电机、电推杆、轮毂电机)输出控制信号，执行器开始工作，同时执行器向整车控制器反馈转速信号，整车控制器根据反馈信号调整输出，保证机器人稳定的前进。

进一步的，本实施例中对于每种模式下的转向，是通过折腰转向装置3中的两个电推杆的伸长与收缩，同时配合轮胎或者腿式机构的差速转向实现的，即实现了差速转向和机械转向的协同作用，本实施例中提供的转向角度为左右各20°。

如图4所示，本发明的实施例提出了一种各种模式之间的切换流程，当从腿式模式切换为轮式模式时，其控制流程可以划分为以下步骤：

S1、整车控制器发送信号给纵臂关节电机9，纵臂关节电机9开始工作；

S2、纵臂关节电机9旋转一定角度，将纵臂放下，让车轮接触地面；

S3、单自由度电机和双自由度电机协同转动，抬高腿式机构，同时收腿电推杆16收起足部；

S4、轮毂电机接收调速信号，开始工作；

S5、转速传感器反馈轮毂电机转速至整车控制器，整车控制器根据转速计算出车速，判断是否需要调整车身离地高度；

S6、如果需要调整车身高度，则纵臂关节电机9收到信号转动一定角度，不需要的话机器人保持当前姿态继续前进。

进一步的，当从轮式模式转换为腿式模式时，其控制流程可以划分为以下步骤：

S1、整车控制器发出信号，收腿电推杆16放下足部机构；

S2、单自由度、双自由度关节电机协同放下腿式机构；

S3、整车控制器发出信号，纵臂关节电机9转动一定角度收起纵臂；

S4、将T型杆14与步态调节杆15连接上；

S5、移动花键套，断开双自由度电机动力源；

S6、启动单自由度关节电机10，单自由度电机驱动腿式机构运动。

进一步的，当从腿式模式转换为越障模式时，其控制流程可以划分为以下步骤：

S1、中腿机构电推杆收到信号，将中腿放下撑地；

S2、断开T型杆14与步态调节杆15的连接；

S3、移动花键套，连接双自由度关节电机动力源；

S4、单自由度、双自由度关节电机以及中腿机构电推杆作为执行件协同运动。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轮腿复合式机器人，其特征在于，包括前车架、后车架、折腰转向装置、4个腿式机构、2个中腿机构、动力源和控制装置，前车架通过折腰转向装置与后车架连接，2个腿式机构布置于前车架的两侧，另外2个腿式机构布置于后车架的两侧，2个中腿机构分别布置于前车架的前端和后车架的后端，动力源和控制装置与折腰转向装置、腿式机构和中腿机构连接，前车架和后车架底部均布置有两个轮式机构。

2.根据权利要求1所述的轮腿复合式机器人，其特征在于，折腰转向装置包括两组连接板、转轴和两个伸缩推拉杆，两组连接板分别与前车架和后车架连接，转轴通过轴承分别与两组连接板连接，两个伸缩推拉杆分别布置于转轴的左右两侧，伸缩推拉杆的两端分别与两组连接板连接。

3.根据权利要求1所述的轮腿复合式机器人，其特征在于，腿式机构包括步态调节杆、曲柄、单自由度关节电机、双自由度关节电机、四连杆机构和曲柄连杆，单自由度关节电机经曲柄通过曲柄连杆与腿杆的上端铰接，双自由度关节电机通过四连杆机构与腿杆的上端铰接，步态调节杆的两端分别与曲柄和四连杆机构铰接，腿杆的下端连接有足部，腿杆与四连杆机构之间连接有收腿电推杆。

4.根据权利要求3所述的轮腿复合式机器人，其特征在于，四连杆机构包括T型杆、两个侧边连杆和横杆，T型杆的上部与步态调节杆铰接，T型杆的下部两端分别与两个侧边连杆的一端铰接，两个侧边连杆的另一端分别与横杆的两端铰接，一个侧边连杆与曲柄连杆和腿杆铰接，T型杆的下部一端与双自由度关节电机连接，收腿电推杆的两端分别与橫杆和腿杆铰接。

5.根据权利要求4所述的轮腿复合式机器人，其特征在于，步态调节杆上沿长度方向间隔布置有多个定位孔，T型杆通过不同的定位孔与步态调节杆铰接。

6.根据权利要求4所述的轮腿复合式机器人，其特征在于，曲柄通过第一销轴同时与步态调节杆和曲柄连杆铰接，腿杆通过第二销轴同时与曲柄连杆、横杆和相应的侧边杆铰接。

7.根据权利要求1所述的轮腿复合式机器人，其特征在于，轮式机构包括纵臂和车轮，纵臂的一端通过转轴与车架连接，纵臂的另一端与车轮连接，转轴连接有纵臂关节电机，纵臂关节电机固设于车架上，纵臂关节电机带动纵臂绕转轴转动，车轮连接有轮毂电机。

8.根据权利要求1所述的轮腿复合式机器人，其特征在于，中腿机构包括旋转执行器、大腿杆、小腿杆和中间足部，旋转执行器设置于车体上，旋转执行器与大腿杆上端连接，大腿杆的下端与小腿杆的上端铰接，中间足部与小腿杆的下端连接，旋转执行器与大腿杆之间连接有第一推拉机构，大腿杆与小腿杆之间连接有第二推拉机构。

9.根据权利要求8所述的轮腿复合式机器人，其特征在于，旋转执行器包括支架和中腿关节电机，中腿关节电机固设于车体上，中腿关节电机的输出端与支架连接，大腿杆的一端与支架铰接，中腿关节电机驱动支架带动大腿相对车体旋转；第一推拉机构的两端分别与支架和大腿杆铰接，第二推拉机构的两端分别与大腿杆和小腿杆铰接。

10.一种采用权利要求1所述的轮腿复合式机器人的控制方法，其特征在于，腿式机构包括步态调节杆、曲柄、单自由度关节电机、双自由度关节电机、四连杆机构和曲柄连杆，单自由度关节电机经曲柄通过曲柄连杆与腿杆的上端铰接，双自由度关节电机通过四连杆机构与腿杆的上端铰接，步态调节杆的两端分别与曲柄和四连杆机构铰接，腿杆的下端连接有足部，腿杆与四连杆机构之间连接有收腿电推杆；

所述的控制方法包括以下步骤：当机器人处于平坦的道路环境中需要快速通过时，机器人选择轮式模式通过，当处于复杂路面上，轮式模式无法通过时，选择腿式模式通过，当遇到需要越障的越障路面情况时，选择越障模式通过；

轮式模式下，中腿机构与腿式机构均为收起的状态，仅有四个轮式机构着地；

腿式模式下，腿式机构仅由一个动力源驱动，控制过程可以划分成以下步骤：控制装置控制轮毂电机制动；控制装置控制腿式机构放下并锁定，腿式机构运转；控制装置控制轮式机构收起；将四连杆机构与步态调节杆的孔连接起来；将双自由度电机与四连杆机构断开；控制装置控制单自由度电机驱动腿式机构；

越障模式下，腿式机构由两个动力源输入，同时中腿机构辅助越障，将T型杆与步态调节杆断开；将双自由度电机上的花键套移到中间，与四连杆机构连接；控制装置控制中腿式机构放下；整车控制器控制单自由度电机、双自由度电机以及中腿机构协同运动。

Images