本發(fā)明涉及機(jī)器人，具體為具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪。

背景技術(shù)：

1、輪式和腿式運(yùn)動(dòng)是機(jī)器人常見(jiàn)的兩種運(yùn)動(dòng)方式，各有其特點(diǎn)。輪式運(yùn)動(dòng)能量損耗低，機(jī)械結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)控制簡(jiǎn)單，在開(kāi)闊平坦的地形上有良好的機(jī)動(dòng)性，但是很難通過(guò)不平坦的地形，如坑洞和臺(tái)階，與輪式運(yùn)動(dòng)相比，腿式運(yùn)動(dòng)很擅長(zhǎng)應(yīng)對(duì)各種環(huán)境，但是速度慢，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)控制的要求較高，采用輻條輪機(jī)構(gòu)的輪腿機(jī)器人利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和控制實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的地形適應(yīng)能力，兼具輪式和腿式運(yùn)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，但是現(xiàn)有的輻條輪機(jī)構(gòu)的輪腿機(jī)器人在進(jìn)行模式切換時(shí)驅(qū)動(dòng)多種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)變形，不僅增加了成本，也使得整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，操作不便，為此，我們提出具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪及輪腿機(jī)器人。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪及輪腿機(jī)器人，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪，包括機(jī)架，所述機(jī)架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部設(shè)置為中空狀，所述轉(zhuǎn)軸的外表面安裝有氣動(dòng)滑環(huán)，所述氣動(dòng)滑環(huán)上連接有供氣單元，供氣單元固定在機(jī)架上；

3、所述轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)離供氣單元的一端固定連接有連接件，所述連接件內(nèi)部為中空狀，且連接件的四周開(kāi)設(shè)有多個(gè)開(kāi)口，每個(gè)所述開(kāi)口的端部均固定連接有徑向輻條，所述徑向輻條的端部固定連接有弧形輻條，且徑向輻條與弧形輻條、連接件之間相互貫通；

4、所述徑向輻條內(nèi)部設(shè)置有伸縮單元，伸縮單元底端安裝在連接件開(kāi)口位置，所述伸縮單元用于為徑向輻條提供支撐且控制徑向輻條變形方向；

5、所述弧形輻條的內(nèi)部安裝有延展單元，所述延展單元用于維持弧形輻條變形方向，且控制弧形輻條在徑向輻條之后變形。

6、進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)軸貫穿氣動(dòng)滑環(huán)中心過(guò)孔布設(shè)，轉(zhuǎn)軸的一端上安裝有聯(lián)軸器，且聯(lián)軸器的另一端安裝有電機(jī)，電機(jī)固定在機(jī)架上。

7、進(jìn)一步地，所述供氣單元包括固定連接在機(jī)架上的氣泵，所述氣泵的排氣口安裝有氣管，氣管的另一端與氣動(dòng)滑環(huán)連接貫通。

8、進(jìn)一步地，所述氣動(dòng)滑環(huán)上的引出的輸氣管與轉(zhuǎn)軸的中空內(nèi)部相連通。

9、進(jìn)一步地，所述連接件的開(kāi)口設(shè)置為四個(gè)，轉(zhuǎn)軸與連接件之間相互貫通，且轉(zhuǎn)軸的進(jìn)氣方向與連接件開(kāi)口排氣方向相垂直。

10、進(jìn)一步地，所述徑向輻條與弧形輻條的數(shù)量相等，徑向輻條與弧形輻條均設(shè)置為波紋管形狀，徑向輻條與沿著弧形輻條內(nèi)弧面與其垂直，且呈一體化設(shè)計(jì)，且內(nèi)設(shè)有相互連通的空腔。

11、進(jìn)一步地，所述伸縮單元包括固定連接在徑向輻條底端的導(dǎo)桿三，所述導(dǎo)桿三的外表面同軸滑動(dòng)連接有導(dǎo)桿二，所述導(dǎo)桿二的上方通同軸滑動(dòng)連接有導(dǎo)桿一。

12、進(jìn)一步地，所述延展單元包括固定連接在導(dǎo)桿一頂端的滑塊，所述滑塊的外部滑動(dòng)連接有導(dǎo)軌一與導(dǎo)軌二，導(dǎo)軌一與導(dǎo)軌二的內(nèi)部開(kāi)設(shè)有與滑塊相適配的弧形槽，且導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌二的側(cè)壁上均固定連接有拉伸彈簧，拉伸彈簧的另一端均連接在滑塊上；

13、所述導(dǎo)軌一和導(dǎo)軌二靠近拉伸彈簧的一端均與弧形輻條的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

14、進(jìn)一步地，所述徑向輻條與連接件固定的一端開(kāi)設(shè)有通氣孔，用于徑向輻條與連接件相互貫通。

15、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種輪腿機(jī)器人，包括上述的具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪。

16、本發(fā)明至少具備以下有益效果：

17、本發(fā)明的提供的可變形輻條輪具有小輪模式、大輪模式和腿式模式，在平坦地面上，應(yīng)用大輪模式提高機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性，在崎嶇地面上，應(yīng)用腿式模式克服各種障礙便于進(jìn)行越障，而應(yīng)用小輪模式便于通過(guò)低矮環(huán)境，且各模式之間的切換僅通過(guò)單個(gè)氣泵控制即可實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，提高了機(jī)器人的地形適應(yīng)能力。

18、當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪，包括機(jī)架(1)，其特征在于，所述機(jī)架(1)上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)軸(2)，所述轉(zhuǎn)軸(2)的內(nèi)部設(shè)置為中空狀，所述轉(zhuǎn)軸(2)的外表面安裝有氣動(dòng)滑環(huán)(3)，所述氣動(dòng)滑環(huán)(3)上連接有供氣單元(4)，供氣單元(4)固定在機(jī)架(1)上；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪，其特征在于：所述轉(zhuǎn)軸貫穿氣動(dòng)滑環(huán)中心過(guò)孔布設(shè)，轉(zhuǎn)軸的一端上安裝有聯(lián)軸器，且聯(lián)軸器的另一端安裝有電機(jī)，電機(jī)固定在機(jī)架上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪，其特征在于：所述供氣單元(4)包括固定連接在機(jī)架(1)上的氣泵(41)，所述氣泵(41)的排氣口安裝有氣管(42)，氣管(42)的另一端與氣動(dòng)滑環(huán)(3)連接貫通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪，其特征在于：所述氣動(dòng)滑環(huán)(3)上的引出的輸氣管與轉(zhuǎn)軸(2)的中空內(nèi)部相連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪，其特征在于：所述連接件(5)的開(kāi)口(6)設(shè)置為四個(gè)，轉(zhuǎn)軸(2)與連接件(5)之間相互貫通，且轉(zhuǎn)軸(2)的進(jìn)氣方向與連接件(5)開(kāi)口(6)排氣方向相垂直。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪，其特征在于：所述徑向輻條(7)與弧形輻條(8)的數(shù)量相等，徑向輻條(7)與弧形輻條(8)均設(shè)置為波紋管形狀，徑向輻條(7)與沿著弧形輻條(8)內(nèi)弧面與其垂直，且呈一體化設(shè)計(jì)，且內(nèi)設(shè)有相互連通的空腔。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪，其特征在于：所述伸縮單元(9)包括固定連接在徑向輻條(7)底端的導(dǎo)桿三(93)，所述導(dǎo)桿三(93)的外表面同軸滑動(dòng)連接有導(dǎo)桿二(92)，所述導(dǎo)桿二(92)的上方通同軸滑動(dòng)連接有導(dǎo)桿一(91)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪，其特征在于：所述延展單元(10)包括固定連接在導(dǎo)桿一(91)頂端的滑塊(101)，所述滑塊(101)的外部滑動(dòng)連接有導(dǎo)軌一(102)與導(dǎo)軌二(103)，導(dǎo)軌一(102)與導(dǎo)軌二(103)的內(nèi)部開(kāi)設(shè)有與滑塊(101)相適配的弧形槽(104)，且導(dǎo)軌一(102)、導(dǎo)軌二(103)的側(cè)壁上均固定連接有拉伸彈簧(105)，拉伸彈簧(105)的另一端均連接在滑塊(101)上；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪，其特征在于：所述徑向輻條(7)與連接件(5)固定的一端開(kāi)設(shè)有通氣孔(11)，用于徑向輻條(7)與連接件(5)相互貫通。

10.一種輪腿機(jī)器人，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了具有三種狀態(tài)的可變形軟體輻條輪及輪腿機(jī)器人，涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括機(jī)架，所述機(jī)架上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部設(shè)置為中空狀，所述轉(zhuǎn)軸的一端安裝有氣動(dòng)滑環(huán)，所述氣動(dòng)滑環(huán)上連接有供氣單元，供氣單元固定在機(jī)架上；所述轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)離供氣單元的一端固定連接有連接件，所述連接件內(nèi)部為中空狀。本發(fā)明的提供的可變形輻條輪具有小輪模式、大輪模式和腿式模式，在平坦地面上，應(yīng)用大輪模式提高機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性，在崎嶇地面上，應(yīng)用腿式模式克服各種障礙便于進(jìn)行越障，而應(yīng)用小輪模式便于通過(guò)低矮環(huán)境，且各模式之間的切換僅通過(guò)單個(gè)氣泵控制即可實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，提高了機(jī)器人的地形適應(yīng)能力。

技術(shù)研發(fā)人員：谷裕權(quán),韋中,薛杰,張琪,楊揚(yáng),項(xiàng)升,王維西,劉佳,宋愛(ài)國(guó)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京信息工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2