CN113815743A - 轮足臂复合六足机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轮足臂复合六足机器人，包括躯干本体，所述躯干本体上连接设置有第一足端带轮足、第二足端带轮足、第三足端带轮足、第四足端带轮足、第一支撑辅助足以及第二支撑辅助足；所述第一足端带轮足、所述第二足端带轮足、所述第三足端带轮足及所述第四足端带轮足呈对称的四边形布置在所述躯干本体上；所述第一支撑辅助足和所述第二支撑辅助足分别设置在所述躯干本体的前端和后端。本发明具有驱动少，结构简单，机动性能好的优点，可以实现在复杂地形条件下的运动、探测与作业需求。

Description

轮足臂复合六足机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体地，涉及一种轮足臂复合六足机器人。

背景技术

目前常见的移动机器人运动形式有轮式、足式和轮足复合式等形式。轮式机器人具有较高的移动速度，足式机器人具有较好的越障能力，而轮足复合式机器人综合了以上两种机器人的优点，可以根据地形的起伏情况切换轮式与足式两种运动方式。常见的轮足式机器人在通过沙地等复杂地形时会出现车轮沉陷等情况，需要机器人装备特殊机构帮助机器人脱困，但额外增加脱困装置会增加机器人的自重且降低***可靠性。因此，研究一种可自主脱困的轮足臂复合六足机器人有着重要的实际意义。

公开号为CN206885201U的专利文献公开了一种手脚融合电动六足机器人，包括躯干以及连接在躯干上的四条腿，躯干上还连接有两条旋转臂，旋转臂均包括三条传动链，分别为第一传动链、第二传动链和第三传动链，第一传动链与躯干连接，第二传动链与第一传动链连接，第三传动链与第二传动链连接；两条旋转臂的第三传动链的末端连接有抓手。但是该专利文献腿部机构中没有轮式驱动装置，机器人只能进行足式行走，运动速度较慢，抓手布置在机器人中部位置，其运动空间受限。

公开号为CN110962955A的专利文献公开了一种用于星球探测的少驱动轮腿式复合机器人，属于星球探测复合机器人设计领域；包括机体、腰单元、4个轮腿机构、2个单腿机构和轮行驱动单元；其中，机体为水平放置的板状结构；腰单元固定安装在机体的下表面；2个单腿机构对称安装在腰单元的两端；4个轮腿机构两两对称分布；且4个轮腿机构分别与腰单元的4个端部连接；轮行驱动单元固定安装在腰单元的底部的中部。但是该专利文献中轮式机构位于腿部结构的膝关节位置，这种设计对于崎岖地面下的车轮地面适应能力较弱，同时该专利文献仍然存在不具有在机器人车轮沦陷时帮助自身脱困的结构的缺陷。

公开号为CN105923067A的专利文献公开了一种小型轮足复合式六足机器人，所述的L型舵机支架Ⅰ活动连接在主板的底端，舵机Ⅰ的舵机轴安装在舵机连接架上，所述的连接舵机Ⅰ的舵机连接架固定连接在L型舵机支架Ⅰ上；L型舵机支架Ⅱ与L型舵机支架Ⅰ之间固定连接，舵机Ⅱ舵机轴安装在舵机连接架上，所述的连接舵机Ⅱ的舵机连接架固定连接在L型舵机支架Ⅱ上，舵机Ⅱ安装在舵机连接板的上端；马达安装在L型马达支架上，并且马达的输出轴与滚轮相连接。公开号为CN205574095U的专利文献公开了一种轮足两用式机器人，包括：机器人主盘，具有上层板和下层板；四轮移动机构，具有四个行走轮，所述四个行走轮均设置在所述下层板的下方；六足步行机构，具有六只足脚，所述六只足脚均设置在所述上层板的边沿且间隔分布，所述六只足脚能够落地行走且在落地行走时将四个行走轮抬离地面；直流伺服电机，安装在所述机器人主盘上，用以驱动所述六足步行机构的足脚的行走、及驱动所述四轮移动机构的行走轮的转动；控制器，安装在所述机器人主盘上并连接所述直流伺服电机，用以控制所述直流伺服电机的驱动。但是上述专利文献仍然存在仅能实现足脚行走和轮式行走两种行走方式，不具有在车轮沦陷时帮助自身脱困的结构的缺陷。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种轮足臂复合六足机器人。

根据本发明提供的一种轮足臂复合六足机器人，包括躯干本体，所述躯干本体上连接设置有第一足端带轮足、第二足端带轮足、第三足端带轮足、第四足端带轮足、第一支撑辅助足以及第二支撑辅助足；

所述第一足端带轮足、所述第二足端带轮足、所述第三足端带轮足及所述第四足端带轮足呈对称的四边形布置在所述躯干本体上；

所述第一支撑辅助足和所述第二支撑辅助足分别设置在所述躯干本体的前端和后端。

优选的，所述第一足端带轮足包括第一车轮、第一车轮电机、第一小腿、第一大腿、第一小腿传动下连杆、第一大腿驱动电机、第一小腿驱动电机、第一U型支架、第一轮足转向电机以及第一小腿传动上连杆；

所述第一小腿的一端与所述第一车轮电机固连，所述第一小腿的另一端与所述第一大腿的一端铰接；所述第一车轮设置在所述第一车轮电机的输出轴上；所述第一大腿的另一端与所述第一大腿驱动电机的输出轴固连；

所述第一小腿传动下连杆的一端与所述第一小腿铰接，所述第一小腿传动下连杆的另一端与所述第一小腿传动上连杆的一端铰接；所述第一小腿传动上连杆的另一端与所述第一小腿驱动电机的输出轴固连；

所述第一小腿驱动电机和所述第一大腿驱动电机分别固连于所述第一U型支架的两侧；

所述第一U型支架与所述第一轮足转向电机的输出轴固连，所述第一轮足转向电机与所述躯干本体固连。

优选的，所述第一车轮的轮胎表面设置有轮刺。

优选的，所述第一大腿和所述第一小腿上均设置有减重孔。

优选的，所述第一大腿和所述第一小腿的腿部的每个自由度均设置有抱闸。

优选的，所述第二足端带轮足包括第二车轮、第二车轮电机、第二小腿、第二大腿、第二小腿传动下连杆、第二大腿驱动电机、第二小腿驱动电机、第二U型支架、第二轮足转向电机以及第二小腿传动上连杆；

所述第二小腿的一端与所述第二车轮电机固连，所述第二小腿的另一端与所述第二大腿的一端铰接；所述第二车轮设置在所述第二车轮电机的输出轴上；所述第二大腿的另一端与所述第二大腿驱动电机的输出轴固连；

所述第二小腿传动下连杆的一端与所述第二小腿铰接，所述第二小腿传动下连杆的另一端与所述第二小腿传动上连杆的一端铰接；所述第二小腿传动上连杆的另一端与所述第二小腿驱动电机的输出轴固连；

所述第二小腿驱动电机和所述第二大腿驱动电机分别固连于所述第二U型支架的两侧；

所述第二U型支架与所述第二轮足转向电机的输出轴固连，所述第二轮足转向电机与所述躯干本体固连。

优选的，所述第三足端带轮足包括第三车轮、第三车轮电机、第三小腿、第三大腿、第三小腿传动下连杆、第三大腿驱动电机、第三小腿驱动电机、第三U型支架、第三轮足转向电机以及第三小腿传动上连杆；

所述第三小腿的一端与所述第三车轮电机固连，所述第三小腿的另一端与所述第三大腿的一端铰接；所述第三车轮设置在所述第三车轮电机的输出轴上；所述第三大腿的另一端与所述第三大腿驱动电机的输出轴固连；

所述第三小腿传动下连杆的一端与所述第三小腿铰接，所述第三小腿传动下连杆的另一端与所述第三小腿传动上连杆的一端铰接；所述第三小腿传动上连杆的另一端与所述第三小腿驱动电机的输出轴固连；

所述第三小腿驱动电机和所述第三大腿驱动电机分别固连于所述第三U型支架的两侧；

所述第三U型支架与所述第三轮足转向电机的输出轴固连，所述第三轮足转向电机与所述躯干本体固连。

优选的，所述第四足端带轮足包括第四车轮、第四车轮电机、第四小腿、第四大腿、第四小腿传动下连杆、第四大腿驱动电机、第四小腿驱动电机、第四U型支架、第四轮足转向电机以及第四小腿传动上连杆；

所述第四小腿的一端与所述第四车轮电机固连，所述第四小腿的另一端与所述第四大腿的一端铰接；所述第四车轮设置在所述第四车轮电机的输出轴上；所述第四大腿的另一端与所述第四大腿驱动电机的输出轴固连；

所述第四小腿传动下连杆的一端与所述第四小腿铰接，所述第四小腿传动下连杆的另一端与所述第四小腿传动上连杆的一端铰接；所述第四小腿传动上连杆的另一端与所述第四小腿驱动电机的输出轴固连；

所述第四小腿驱动电机和所述第四大腿驱动电机分别固连于所述第四U型支架的两侧；

所述第四U型支架与所述第四轮足转向电机的输出轴固连，所述第四轮足转向电机与所述躯干本体固连。

优选的，第一支撑辅助足包括第一球形足端、第五车轮电机、第五小腿、第五大腿、第五小腿传动下连杆、第五大腿驱动电机、第五小腿驱动电机、第五U型支架、第五轮足转向电机以及第五小腿传动上连杆；

所述第五小腿的一端与所述第五车轮电机固连，所述第五小腿的另一端与所述第五大腿的一端铰接；所述第一球形足端设置在所述第五车轮电机的输出轴上；所述第五大腿的另一端与所述第五大腿驱动电机的输出轴固连；

所述第五小腿传动下连杆的一端与所述第五小腿铰接，所述第五小腿传动下连杆的另一端与所述第五小腿传动上连杆的一端铰接；所述第五小腿传动上连杆的另一端与所述第五小腿驱动电机的输出轴固连；

所述第五小腿驱动电机和所述第五大腿驱动电机分别固连于所述第五U型支架的两侧；

所述第五U型支架与所述第五轮足转向电机的输出轴固连，所述第五轮足转向电机与所述躯干本体固连。

优选的，第二支撑辅助足包括第二球形足端、第六车轮电机、第六小腿、第六大腿、第六小腿传动下连杆、第六大腿驱动电机、第六小腿驱动电机、第六U型支架、第六轮足转向电机以及第六小腿传动上连杆；

所述第六小腿的一端与所述第六车轮电机固连，所述第六小腿的另一端与所述第六大腿的一端铰接；所述第二球形足端设置在所述第六车轮电机的输出轴上；所述第六大腿的另一端与所述第六大腿驱动电机的输出轴固连；

所述第六小腿传动下连杆的一端与所述第六小腿铰接，所述第六小腿传动下连杆的另一端与所述第六小腿传动上连杆的一端铰接；所述第六小腿传动上连杆的另一端与所述第六小腿驱动电机的输出轴固连；

所述第六小腿驱动电机和所述第六大腿驱动电机分别固连于所述第六U型支架的两侧；

所述第六U型支架与所述第六轮足转向电机的输出轴固连，所述第六轮足转向电机与所述躯干本体固连。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明以六足机器人为基础，在其中四条腿的足端增加车轮结构，使机器人具备四轮运动模式、六足运动模式等多种运动模式，机器人可以根据地形特点选择合适的运动模式，有效提高机器人在复杂地形环境下的通过性；

2、本发明的四条足端带轮足呈对称的四边形布置，两条支撑辅助足布置在身体前方与身体后方，该布局有助于提高机器人的稳定性；

3、本发明的腿部结构采用由多连杆机构串联的形式，其机构能够满足大工作空间的需求，所采用的腿部构型的大腿部位可以有效收窄，从而增大可用的工作空间，提高复杂地形下的越障能力；

4、本发明通过优化结构可以更大限度的减低腿部的质量和转动惯量，提高机器人的机动性能；

5、本发明的机器人具备单臂操作模式和双臂协作模式两种操作模式，可以利用其腿臂复用功能实现采样、清障等简单操作。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的轮足臂复合六足机器人的整体结构的等轴视图；

图2为本发明的轮足臂复合六足机器人的四轮运动模式示意图；

图3为本发明的轮足臂复合六足机器人的单臂操作模式示意图；

图4为本发明的轮足臂复合六足机器人的双臂协作模式示意图；

图5为本发明的轮足臂复合六足机器人的铰接关节示意图。

图中示出：

躯干本体1 第一小腿传动上连杆210

第一足端带轮足2 第二足端带轮足3

第一车轮201 第三足端带轮足4

第一车轮电机202 第四足端带轮足5

第一小腿203 第一支撑辅助足6

第一大腿204 第一球形足端601

第一小腿传动下连杆205 第二支撑辅助足7

第一大腿驱动电机206 第二球形足端701

第一小腿驱动电机207 第一连杆8

第一U型支架208 第二连杆9

第一轮足转向电机209 销轴10

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供的一种轮足臂复合六足机器人，包括躯干本体1，躯干本体1上连接设置有第一足端带轮足2、第二足端带轮足3、第三足端带轮足4、第四足端带轮足5、第一支撑辅助足6以及第二支撑辅助足7，第一足端带轮足2、第二足端带轮足3、第三足端带轮足4及第四足端带轮足5呈对称的四边形布置在躯干本体1上，第一支撑辅助足6和第二支撑辅助足7分别设置在躯干本体1的前端和后端。

第一足端带轮足2包括第一车轮201、第一车轮电机202、第一小腿203、第一大腿204、第一小腿传动下连杆205、第一大腿驱动电机206、第一小腿驱动电机207、第一U型支架208、第一轮足转向电机209以及第一小腿传动上连杆210,第一小腿203的一端与第一车轮电机202固连，第一小腿203的另一端与第一大腿204的一端铰接；第一车轮201设置在第一车轮电机202的输出轴上；第一大腿204的另一端与第一大腿驱动电机206的输出轴固连,第一小腿传动下连杆205的一端与第一小腿203铰接，第一小腿传动下连杆205的另一端与第一小腿传动上连杆210的一端铰接，第一小腿传动上连杆210的另一端与第一小腿驱动电机207的输出轴固连,第一小腿驱动电机207和第一大腿驱动电机206分别固连于第一U型支架208的两侧,第一U型支架208与第一轮足转向电机209的输出轴固连，第一轮足转向电机209与躯干本体1固连。第一车轮201的轮胎表面设置有轮刺。第一大腿204和第一小腿203上均设置有减重孔。第一大腿204和第一小腿203的腿部的每个自由度均设置有抱闸。

第二足端带轮足3包括第二车轮、第二车轮电机、第二小腿、第二大腿、第二小腿传动下连杆、第二大腿驱动电机、第二小腿驱动电机、第二U型支架、第二轮足转向电机以及第二小腿传动上连杆，第二小腿的一端与第二车轮电机固连，第二小腿的另一端与第二大腿的一端铰接；第二车轮设置在第二车轮电机的输出轴上，第二大腿的另一端与第二大腿驱动电机的输出轴固连，第二小腿传动下连杆的一端与第二小腿铰接，第二小腿传动下连杆的另一端与第二小腿传动上连杆的一端铰接，第二小腿传动上连杆的另一端与第二小腿驱动电机的输出轴固连，第二小腿驱动电机和第二大腿驱动电机分别固连于第二U型支架的两侧，第二U型支架与第二轮足转向电机的输出轴固连，第二轮足转向电机与躯干本体1固连。第三足端带轮足4包括第三车轮、第三车轮电机、第三小腿、第三大腿、第三小腿传动下连杆、第三大腿驱动电机、第三小腿驱动电机、第三U型支架、第三轮足转向电机以及第三小腿传动上连杆，第三小腿的一端与第三车轮电机固连，第三小腿的另一端与第三大腿的一端铰接，第三车轮设置在第三车轮电机的输出轴上，第三大腿的另一端与第三大腿驱动电机的输出轴固连，第三小腿传动下连杆的一端与第三小腿铰接，第三小腿传动下连杆的另一端与第三小腿传动上连杆的一端铰接，第三小腿传动上连杆的另一端与第三小腿驱动电机的输出轴固连，第三小腿驱动电机和第三大腿驱动电机分别固连于第三U型支架的两侧，第三U型支架与第三轮足转向电机的输出轴固连，第三轮足转向电机与躯干本体1固连。第四足端带轮足5包括第四车轮、第四车轮电机、第四小腿、第四大腿、第四小腿传动下连杆、第四大腿驱动电机、第四小腿驱动电机、第四U型支架、第四轮足转向电机以及第四小腿传动上连杆，第四小腿的一端与第四车轮电机固连，第四小腿的另一端与第四大腿的一端铰接，第四车轮设置在第四车轮电机的输出轴上，第四大腿的另一端与第四大腿驱动电机的输出轴固连，第四小腿传动下连杆的一端与第四小腿铰接，第四小腿传动下连杆的另一端与第四小腿传动上连杆的一端铰接，第四小腿传动上连杆的另一端与第四小腿驱动电机的输出轴固连，第四小腿驱动电机和第四大腿驱动电机分别固连于第四U型支架的两侧，第四U型支架与第四轮足转向电机的输出轴固连，第四轮足转向电机与躯干本体1固连。

第一支撑辅助足6包括第一球形足端601、第五车轮电机、第五小腿、第五大腿、第五小腿传动下连杆、第五大腿驱动电机、第五小腿驱动电机、第五U型支架、第五轮足转向电机以及第五小腿传动上连杆，第五小腿的一端与第五车轮电机固连，第五小腿的另一端与第五大腿的一端铰接，第一球形足端601设置在第五车轮电机的输出轴上，第五大腿的另一端与第五大腿驱动电机的输出轴固连，第五小腿传动下连杆的一端与第五小腿铰接，第五小腿传动下连杆的另一端与第五小腿传动上连杆的一端铰接；第五小腿传动上连杆的另一端与第五小腿驱动电机的输出轴固连，第五小腿驱动电机和第五大腿驱动电机分别固连于第五U型支架的两侧，第五U型支架与第五轮足转向电机的输出轴固连，第五轮足转向电机与躯干本体1固连。第二支撑辅助足7包括第二球形足端701、第六车轮电机、第六小腿、第六大腿、第六小腿传动下连杆、第六大腿驱动电机、第六小腿驱动电机、第六U型支架、第六轮足转向电机以及第六小腿传动上连杆，第六小腿的一端与第六车轮电机固连，第六小腿的另一端与第六大腿的一端铰接，第二球形足端701设置在第六车轮电机的输出轴上，第六大腿的另一端与第六大腿驱动电机的输出轴固连，第六小腿传动下连杆的一端与第六小腿铰接，第六小腿传动下连杆的另一端与第六小腿传动上连杆的一端铰接，第六小腿传动上连杆的另一端与第六小腿驱动电机的输出轴固连，第六小腿驱动电机和第六大腿驱动电机分别固连于第六U型支架的两侧，第六U型支架与第六轮足转向电机的输出轴固连，第六轮足转向电机与躯干本体1固连。

实施例2：

本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。

如图1～5所示，本实施例提供的一种轮足臂复合六足机器人，包括躯干、四条足端带轮足和两条支撑辅助足。六条腿均与躯干连接；四条轮足腿呈对称的四边形布置；两条辅助足布置在身体前方与身体后方。

轮足腿包括车轮、车轮电机、小腿、大腿、小腿传动下连杆、大腿驱动电机、小腿驱动电机、U型支架、躯干、轮足转向电机、小腿传动上连杆以及球形足端。小腿的一端与车轮电机固连，另一端与大腿铰接；车轮电机输出轴上安装有车轮；大腿一端与小腿铰接，另一端与大腿驱动电机输出轴固连；小腿传动下连杆一端与小腿铰接，另一端与小腿传动上连杆铰接；小腿传动上连杆一端与小腿传动下连杆铰接，另一端与小腿驱动电机输出轴固连；小腿驱动电机和大腿驱动电机分别固连于U型支架两侧；U型支架与轮足转向电机输出轴固连；每条腿对应有一个轮足转向电机，各腿轮足转向电机与躯干固连。

辅助足与轮足腿相比仅存在足端结构区别，将车轮与车轮电机替换为球形足端，其余自由度与结构相同。四轮结构可以满足机器人轮式运动需求，额外增加两轮并不能提高机器人的运动灵活性，当车轮转速不匹配时可能产生前进阻力；球形足端相较于轮足末端更为轻巧，可以减少机器人自重，同时轻便结构也有利于辅助足进行采样作业等操作；球形足端相较于轮足末端允许更大的承载能力，当辅助足帮助机器人进行脱困操作时需要承载机器人的一半自重，轮足末端无法实现大承载。

轮足腿具有四个自由度，包括一个竖直方向上的转向自由度、一个车轮旋转自由度和两个腿部四杆机构运动平面内的自由度；辅助足具有三个自由度，与轮足腿相比仅存在足端结构区别，将车轮与车轮电机替换为球形足端，其余自由度与结构相同；在复杂作业工况下可以将辅助足换为六自由度机械臂，以提高辅助足的清障与协作作业能力。

小腿和大腿结构件上大腿与小腿上在保证结构强度的前提下打有减重孔，减轻机器人腿部结构重量以及转动惯量，从而提高机器人的运动灵活性。车轮轮胎表面有轮刺，轮胎材料为橡胶，可提高轮胎的抓地力，降低车轮滑转率。腿部每个自由度都带有抱闸，可以锁住从而满足不同模式下的运动需求。

本实施例的铰接机构如图5所示，该铰接机构为连接结构中常用的旋转副连接，第一连杆8与第二连杆9均与销轴10连接且可以进行相对转动，同时销轴10两端限位结构保证第一连杆8和第二连杆9不会发生轴向窜动，铰接结构适用于本实施例所有需要铰接连接处。本实施例中的铰接结构不限于图5所示旋转副，可以用球铰代替旋转副。

本实施例的工作过程：六条腿上的大腿驱动电机和小腿驱动电机独立转动，分别带动大腿和小腿传动上连杆转动，从而改变大腿与躯干之间的夹角以及大腿四杆机构的空间构型，随之改变小腿与大腿之间的夹角，实现机械腿足端位置的改变，可以实现机械腿足端位置按照预先设定的步态轨迹变化。再配合轮足转向电机以及车轮电机的运动可以实现机器人的轮式和足式运动。

本实施例的机器人具有四轮运动、四轮+两足脱困、六足运动3种运动模式。

当地形平坦时，机器人采用了四轮运动模式；当地形比较复杂时，机器人采用六足运动模式；当机器人陷入沙地等恶劣地形可以通过两条辅助足帮助机器人脱困。

四轮运动模式适合地形相对平坦，速度较快，地形的起伏通过四轮上的支撑腿主动调节来适应，四轮运动模式中如果遇到轮子沉陷，可以切换为四轮+两足脱困运动模式，利用前后两腿帮助脱困；六足运动模式适合复杂的崎岖地形，此时四轮子锁死，采用六足行走方式。当地形平坦时，机器人采用了四轮运动模式，腿部机构提供主动悬挂功能，保证机器人的移动效率，同时辅助足可以帮助机器人通过沙坑等易沉陷区域；当地形比较复杂时，机器人采用六足运动模式，最大限度地利用足式机器人的越障能力。

本实施例的机器人具有单臂操作和双臂协作两种操作模式，可以在两条辅助足上布置操作工具实现清障采样等操作，机器人在其辅助足上可以安装可替换工具实现单臂与双臂协作操作。本实施例的机器人具有单臂操作和双臂协作2种操作模式。单臂操作模式采用四轮+一足支撑，单臂操作，可以用来清障等作业；双臂协作模式采用四轮支撑，前后两腿可以协调进行双臂操作，取样等作业。

机器人足式运动模式下机器人一种结构形态如图1所示；机器人轮式运动模式下机器人的一种结构形态如图2所示；机器人单臂操作模式下机器人一种结构形态如图3所示；机器人双臂协作模式下机器人一种结构形态如图4所示。

当机器人采用四轮运动模式：车轮电机工作，驱动机器人运动，同时通过足端的力传感器获取车轮与地面的接触力信息，通过控制大腿驱动电机和小腿驱动电机以调整腿部结构的长度适应地形起伏，当机器人需要转向时，轮足转向电机旋转从而实现机器人轮式转向运动。若机器人在轮式运动过程中陷入沙坑等无法通过轮式结构脱困的环境中，可以通过辅助足支撑机器人，帮助机器人脱困。当机器人采用六足运动模式时：将车轮电机抱闸，以前左、后中、前右的三条腿为一组，后左、前中、后右的三条腿为一组，控制机器人以3-3步态的形式两组腿交替摆动向前或向后移动。同时配合轮足转向电机可以实现机器人足式转向运动。针对不同的作业需求：可以在辅助足上安装执行工具，利用四条轮足腿或四条轮足腿和一条辅助腿支撑机器人，分别实现清障与取样等作业。

本发明所提供的一种轮足臂复合六足机器人具有驱动少，结构简单，机动性能好的优点，可以实现在复杂地形条件下的运动、探测与作业需求。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种轮足臂复合六足机器人，其特征在于，包括躯干本体(1)，所述躯干本体(1)上连接设置有第一足端带轮足(2)、第二足端带轮足(3)、第三足端带轮足(4)、第四足端带轮足(5)、第一支撑辅助足(6)以及第二支撑辅助足(7)；

所述第一足端带轮足(2)、所述第二足端带轮足(3)、所述第三足端带轮足(4)及所述第四足端带轮足(5)呈对称的四边形布置在所述躯干本体(1)上；

所述第一支撑辅助足(6)和所述第二支撑辅助足(7)分别设置在所述躯干本体(1)的前端和后端。

2.根据权利要求1所述的轮足臂复合六足机器人，其特征在于，所述第一足端带轮足(2)包括第一车轮(201)、第一车轮电机(202)、第一小腿(203)、第一大腿(204)、第一小腿传动下连杆(205)、第一大腿驱动电机(206)、第一小腿驱动电机(207)、第一U型支架(208)、第一轮足转向电机(209)以及第一小腿传动上连杆(210)；

所述第一小腿(203)的一端与所述第一车轮电机(202)固连，所述第一小腿(203)的另一端与所述第一大腿(204)的一端铰接；所述第一车轮(201)设置在所述第一车轮电机(202)的输出轴上；所述第一大腿(204)的另一端与所述第一大腿驱动电机(206)的输出轴固连；

所述第一小腿传动下连杆(205)的一端与所述第一小腿(203)铰接，所述第一小腿传动下连杆(205)的另一端与所述第一小腿传动上连杆(210)的一端铰接；所述第一小腿传动上连杆(210)的另一端与所述第一小腿驱动电机(207)的输出轴固连；

所述第一小腿驱动电机(207)和所述第一大腿驱动电机(206)分别固连于所述第一U型支架(208)的两侧；

所述第一U型支架(208)与所述第一轮足转向电机(209)的输出轴固连，所述第一轮足转向电机(209)与所述躯干本体(1)固连。

3.根据权利要求2所述的轮足臂复合六足机器人，其特征在于，所述第一车轮(201)的轮胎表面设置有轮刺。

4.根据权利要求2所述的轮足臂复合六足机器人，其特征在于，所述第一大腿(204)和所述第一小腿(203)上均设置有减重孔。

5.根据权利要求2所述的轮足臂复合六足机器人，其特征在于，所述第一大腿(204)和所述第一小腿(203)的腿部的每个自由度均设置有抱闸。

6.根据权利要求1所述的轮足臂复合六足机器人，其特征在于，所述第二足端带轮足(3)包括第二车轮、第二车轮电机、第二小腿、第二大腿、第二小腿传动下连杆、第二大腿驱动电机、第二小腿驱动电机、第二U型支架、第二轮足转向电机以及第二小腿传动上连杆；

所述第二小腿的一端与所述第二车轮电机固连，所述第二小腿的另一端与所述第二大腿的一端铰接；所述第二车轮设置在所述第二车轮电机的输出轴上；所述第二大腿的另一端与所述第二大腿驱动电机的输出轴固连；

所述第二小腿传动下连杆的一端与所述第二小腿铰接，所述第二小腿传动下连杆的另一端与所述第二小腿传动上连杆的一端铰接；所述第二小腿传动上连杆的另一端与所述第二小腿驱动电机的输出轴固连；

所述第二小腿驱动电机和所述第二大腿驱动电机分别固连于所述第二U型支架的两侧；

所述第二U型支架与所述第二轮足转向电机的输出轴固连，所述第二轮足转向电机与所述躯干本体(1)固连。

7.根据权利要求1所述的轮足臂复合六足机器人，其特征在于，所述第三足端带轮足(4)包括第三车轮、第三车轮电机、第三小腿、第三大腿、第三小腿传动下连杆、第三大腿驱动电机、第三小腿驱动电机、第三U型支架、第三轮足转向电机以及第三小腿传动上连杆；

所述第三小腿的一端与所述第三车轮电机固连，所述第三小腿的另一端与所述第三大腿的一端铰接；所述第三车轮设置在所述第三车轮电机的输出轴上；所述第三大腿的另一端与所述第三大腿驱动电机的输出轴固连；

所述第三小腿传动下连杆的一端与所述第三小腿铰接，所述第三小腿传动下连杆的另一端与所述第三小腿传动上连杆的一端铰接；所述第三小腿传动上连杆的另一端与所述第三小腿驱动电机的输出轴固连；

所述第三小腿驱动电机和所述第三大腿驱动电机分别固连于所述第三U型支架的两侧；

所述第三U型支架与所述第三轮足转向电机的输出轴固连，所述第三轮足转向电机与所述躯干本体(1)固连。

8.根据权利要求1所述的轮足臂复合六足机器人，其特征在于，所述第四足端带轮足(5)包括第四车轮、第四车轮电机、第四小腿、第四大腿、第四小腿传动下连杆、第四大腿驱动电机、第四小腿驱动电机、第四U型支架、第四轮足转向电机以及第四小腿传动上连杆；

所述第四小腿的一端与所述第四车轮电机固连，所述第四小腿的另一端与所述第四大腿的一端铰接；所述第四车轮设置在所述第四车轮电机的输出轴上；所述第四大腿的另一端与所述第四大腿驱动电机的输出轴固连；

所述第四小腿传动下连杆的一端与所述第四小腿铰接，所述第四小腿传动下连杆的另一端与所述第四小腿传动上连杆的一端铰接；所述第四小腿传动上连杆的另一端与所述第四小腿驱动电机的输出轴固连；

所述第四小腿驱动电机和所述第四大腿驱动电机分别固连于所述第四U型支架的两侧；

所述第四U型支架与所述第四轮足转向电机的输出轴固连，所述第四轮足转向电机与所述躯干本体(1)固连。

9.根据权利要求1所述的轮足臂复合六足机器人，其特征在于，第一支撑辅助足(6)包括第一球形足端(601)、第五车轮电机、第五小腿、第五大腿、第五小腿传动下连杆、第五大腿驱动电机、第五小腿驱动电机、第五U型支架、第五轮足转向电机以及第五小腿传动上连杆；

所述第五小腿的一端与所述第五车轮电机固连，所述第五小腿的另一端与所述第五大腿的一端铰接；所述第一球形足端(601)设置在所述第五车轮电机的输出轴上；所述第五大腿的另一端与所述第五大腿驱动电机的输出轴固连；

所述第五小腿传动下连杆的一端与所述第五小腿铰接，所述第五小腿传动下连杆的另一端与所述第五小腿传动上连杆的一端铰接；所述第五小腿传动上连杆的另一端与所述第五小腿驱动电机的输出轴固连；

所述第五小腿驱动电机和所述第五大腿驱动电机分别固连于所述第五U型支架的两侧；

所述第五U型支架与所述第五轮足转向电机的输出轴固连，所述第五轮足转向电机与所述躯干本体(1)固连。

10.根据权利要求1所述的轮足臂复合六足机器人，其特征在于，第二支撑辅助足(7)包括第二球形足端(701)、第六车轮电机、第六小腿、第六大腿、第六小腿传动下连杆、第六大腿驱动电机、第六小腿驱动电机、第六U型支架、第六轮足转向电机以及第六小腿传动上连杆；

所述第六小腿的一端与所述第六车轮电机固连，所述第六小腿的另一端与所述第六大腿的一端铰接；所述第二球形足端(701)设置在所述第六车轮电机的输出轴上；所述第六大腿的另一端与所述第六大腿驱动电机的输出轴固连；

所述第六小腿传动下连杆的一端与所述第六小腿铰接，所述第六小腿传动下连杆的另一端与所述第六小腿传动上连杆的一端铰接；所述第六小腿传动上连杆的另一端与所述第六小腿驱动电机的输出轴固连；

所述第六小腿驱动电机和所述第六大腿驱动电机分别固连于所述第六U型支架的两侧；

所述第六U型支架与所述第六轮足转向电机的输出轴固连，所述第六轮足转向电机与所述躯干本体(1)固连。

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