轮腿复合结构及轮腿复合四足仿生机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种轮腿复合结构及轮腿复合仿生机器人。

背景技术：

随着电子技术的不断发展，市面上出现了多种机器人。上述的机器人大致可以分成可移动式机器人及固定式机器人。对于可移动式机器人而言，其运动的方式主要包括两种滚动式及仿生步行。滚动式机器人，耗电小，适合平面移动，但不适合上坡、越障或上楼梯的操作；仿生步行机器人，应用于机器人上坡、越障或上楼梯的操作，但耗电大，受制于电池的容量导致机器人行走续航时间短，不能满足用户的要求。

有鉴于此，有必要对目前机器人的腿部结构进行进一步的改进。

技术实现要素：

为解决上述至少一技术问题，本实用新型的主要目的是提供一种轮腿复合结构及轮腿复合仿生机器人。

为实现上述目的，本实用新型采用的一个技术方案为：提供一种轮腿复合结构，包括大腿，及与大腿转动连接的小腿，所述轮腿复合结构还包括：双向离合器、滚轮、连杆机构以及同步机构；

所述滚轮通过转轴活动安装于大腿靠近小腿的一端；所述连杆机构的一端与双向离合器活动连接，另一端与小腿活动连接；所述同步机构分别与双向离合器及滚轮的转轴连接；所述双向离合器位于大腿远离小腿的一端，且双向离合器可择一地带动连杆机构及同步机构运动；

在双向离合器带动连杆机构运动时，小腿与大腿逐步展开，使滚轮脱离地面；在双向离合器带动同步机构运动时，小腿与大腿呈折叠设置，且同步机构通过转轴带动滚轮转动。

其中，所述双向离合器包括第一单面牙套、双面牙套、拨叉、第二单面牙套以及与第二单面牙套传动连接的转动轴；

所述拨叉位于双面牙套上，且拨叉可带动双面牙套的第一齿牙与第一单面牙套啮合或双面牙套的第二齿牙与第二单面牙套啮合，其中，所述双面牙套具有背对设置的第一齿牙及第二齿牙。

其中，所述同步机构包括位于转动轴上的第一同步轮、位于转轴上的第二同步轮，以及绕设于第一同步轮及第二同步轮上的同步带。

其中，所述双向离合器、连杆机构及同步机构均位于大腿内。

其中，所述连杆机构包括连杆及与连杆的一端活动连接的曲柄，所述曲柄的另一端与第一单面牙套固定连接，所述连杆的另一端与小腿活动连接。

其中，所述曲柄与第一单面牙套一体成型设置。

其中，所述双向离合器为机械式双向离合器或电磁式双向离合器。

其中，所述机械式双向离合器的拨叉的双向移动通过气动、电动、液压或手动方式进行驱动。

为实现上述目的，本实用新型采用的另一个技术方案为：提供一种轮腿复合四足仿生机器人，包括机器人本体及设置于机器人本体下侧的四个腿部总成，所述腿部总成为上述的轮腿复合结构。

本实用新型的技术方案主要包括双向离合器、滚轮、连杆机构以及同步机构，该双向离合器可择一地带动连杆机构与同步机构运动，具体的，双向离合器带动连杆机构运动时，通过连杆机构带动小腿转动，小腿与大腿逐步展开，此时，滚轮脱离地面，可实现机器人的仿生行走，如此可进行上坡、越障或上楼梯操作；双向离合器带动同步机构运动时，小腿与大腿折叠，同步机构通过转轴带动滚轮转动，可实现机器人的滚动运动，如此可进行平面或平地运动，延长续航时间，提升用户体验。

附图说明

图1为本实用新型一实施例轮腿复合四足仿生机器人的侧视图；

图2为本实用新型一实施例轮腿复合四足仿生机器的端面图；

图3为图2中b-b处的剖视图；

图4为图2中a-a处的剖视图；

图5为本实用新型一实施例轮腿复合四足仿生机器人的分解结构示意图；

图6为图5中a处的放大结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参照图1和图2，图1为本实用新型一实施例轮腿复合四足仿生机器人的侧视图；图2为本实用新型一实施例轮腿复合四足仿生机器的端面图。本实用新型的实施例中，该轮腿复合四足仿生机器人，包括机器人本体80及设置于机器人本体80下侧的四个腿部总成，所述腿部总成为上述的轮腿复合结构。该轮腿复合结构请参照下述的实施例。

请参照图3-图6，图3为图2中b-b处的剖视图；图4为图2中a-a处的剖视图；图5为本实用新型一实施例轮腿复合四足仿生机器人的分解结构示意图；图6为图5中a处的放大结构示意图。在本实用新型实施例中，该轮腿复合结构，包括大腿90，及与大腿90转动连接的小腿50，所述轮腿复合结构还包括：双向离合器20、滚轮60、连杆机构以及同步机构；

所述滚轮60通过转轴活动安装于大腿90靠近小腿50的一端；所述连杆机构的一端与双向离合器20活动连接，另一端与小腿50活动连接；所述同步机构分别与双向离合器20及滚轮60的转轴连接；所述双向离合器20位于大腿90远离小腿50的一端，且双向离合器20可择地带动连杆机构与同步机构运动；

在双向离合器20带动连杆机构运动时，小腿50与大腿90逐步展开，使滚轮60脱离地面；在双向离合器20带动同步机构运动时，小腿50与大腿90呈折叠设置，且同步机构通过转轴带动滚轮60转动。

本实施例中，上述的双向离合器20可以为机械式双向离合器，可通过电动或气动、液压等来驱动；上述的双向离合器20还可以为电磁式双向离合器，可通过电动控制。当双向离合器20带动连杆机构运动时，连杆机构带动小腿50运动，使得小腿50从大腿90上展开，滚轮60脱离地面，这时通过控制小腿50的运动，可实现机器人的仿生行走，适合进行爬坡、越障或上楼梯等操作。当双向离合器20带动同步机构运动时，小腿50折叠于大腿90上，通过同步机构通过转轴带动滚轮60转动，适合进行平面或平地移动，延长续航时间，满足用户的需求。

本实用新型的技术方案主要包括双向离合器20、滚轮60、连杆机构以及同步机构，该双向离合器20可择一地带动连杆机构与同步机构运动，具体的，双向离合器20带动连杆机构运动时，通过连杆机构带动小腿50转动，小腿50与大腿90逐步展开，此时，滚轮60脱离地面，可实现机器人的仿生行走，如此可进行上坡、越障或上楼梯操作；双向离合器20带动同步机构运动时，小腿50与大腿90折叠，同步机构通过转轴带动滚轮60转动，可实现机器人的滚动运动，如此进行平面移动，延长续航时间，提升用户体验。

在一具体的实施例中，所述双向离合器20为机械式离合器，包括第一单面牙套22、双面牙套23、拨叉24、第二单面牙套25以及与第二单面牙套25传动连接的转动轴26；

所述拨叉24位于双面牙套23上，且拨叉24可带动双面牙套23的第一齿牙与第一单面牙套22或双面牙套23的第二齿牙与第二单面牙套25啮合，其中，双面牙套23具有背对设置的第一齿牙及第二齿牙。具体的，当需要机器人的小腿50进行仿生走路时，由拨叉24带动双面牙套23朝第一单面牙套22运动，且双面牙套23与第一单面牙套22啮合，第一单面牙套22带动连杆机构运动进而带动小腿50进行仿生行走。当需要滚动工作时，小腿50折叠于大腿90上，此时，由拨叉24带动双面牙套23朝第二单面牙套25运动，且双面牙套23与第二单面牙套25啮合，由第二单面牙套25带动同步机构运动实现平面移动。上述的机械式双向离合器的拨叉24的双向移动可以通过手动、电动、气动或液压等方式进行驱动。对于手动方式而言，可以设置与拨叉24连接的拨块，通过推动拨块驱动拨叉24双向移动。电动、气动或液压而言，可以设置对应的电动机构、气动机构或液压机构，以驱动拨叉24双向移动。

在一具体的实施例中，所述同步机构包括位于转动轴26上的第一同步轮10、位于转轴上的第二同步轮70，以及绕设于第一同步轮10及第二同步轮70上的同步带30。本实施例中，第一同步轮10运动时，可通过同步带30联动第二同步轮70运动，进而通过转轴带动滚轮60转动，实现机器人平面移动。进一步的，双向离合器20、连杆机构及同步机构均位于大腿90内。第一同步轮10与转动轴26固定连接。

在一具体的实施例中，所述连杆机构包括连杆40及与连杆40的一端活动连接的曲柄21，所述曲柄21的另一端与第一单面牙套22固定连接，所述连杆40的另一端与小腿50活动连接。本实施例中，第一单面牙套22通过曲柄21与连杆40传动连接，以通过连杆40拉动小腿50，使小腿50从大腿90上展开。

在一具体的实施例中，所述曲柄21与第一单面牙套22一体成型设置。本实施例中，曲柄21与第一单面牙套22整体结构，有利于简化结构，方便机器人的装配及拆卸。

在一具体的实施例中，所述双向离合器20也可为机械式双向离合器或电磁式双向离合器。电磁式双向离合器的配合结构与机械式双向离合器的连接结构大致相似，通过机械式双向离合器及电磁式双向离合器均可实现自动离合操作。

本实用新型的实施例中，该轮腿复合四足仿生机器人，包括机器人本体80及设置于机器人本体80下侧的四个腿部总成，所述腿部总成为上述的轮腿复合结构。该轮腿复合结构请参照上述的实施例，此处不再赘述。由于本方案轮腿复合四足仿生机器人采用了轮腿复合结构，故具有轮腿复合结构的所有优点和效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。