本發(fā)明涉及一種履帶與腿足相結合的復合式移動機器人，屬于移動機器人技術領域。

背景技術：

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形可以根據(jù)地形條件和作業(yè)要求進行適當變化，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，具有適應復雜地形、運動靈活和越障能力強等方面的巨大優(yōu)勢，能夠較好地通過復雜崎嶇的環(huán)境。

技術實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有履帶式機器人技術中的不足，本發(fā)明提出一種履帶-腿足復合式移動機器人，該機器人可根據(jù)具體地形變換機構構型，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-腿足復合式移動機器人采用以下技術方案：

該機器人，包括履帶行走單元，在履帶行走單元的前部兩側以及后部兩側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、大腿部和大腿驅動機構，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動機構連接，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。大腿驅動機構包括安裝在所述殼體內的電機以及與電機連接的減速器。

所述小腿輔助越障單元，包括小腿驅動機構、回轉軸和小腿，小腿驅動機構和回轉軸安裝在大腿上，小腿驅動機構和回轉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。兩側大小腿都有獨立的動力系統(tǒng)驅動，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-腿足復合式移動機器人的立體結構示意圖，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構示意圖。

圖3是本發(fā)明中小腿輔助越障單元的結構示意圖。

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.前驅動輪，7.前輪空心軸，8.左主履帶驅動機構，9.右主履帶驅動機構，10.大腿軸，11.左前大腿驅動機構，12.右前大腿驅動機構，13.大腿，14.輔助履帶，15.小腿驅動電機，16.輸出齒輪，17.傳動齒輪，18.回轉軸，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的前部兩側以及后部兩側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》?！睹旱V井下危險區(qū)域探測機器人平臺》的行走單元如圖2所示，包括前驅動輪6和后輪(圖中未畫出)，兩個前驅動輪6分別安裝在兩個前輪空心軸7上，兩個前輪空心軸7分別設置于正壓殼體5的前端兩側，兩個后輪通過安裝軸安裝于正壓殼體5的后端兩側，前驅動輪6與后輪之間連接有主履帶4(參見圖1)。正壓殼體5內部安裝有驅動兩個前輪空心軸7轉動的左主履帶驅動機構8和右主履帶驅動機構9，兩個前輪空心軸7與相應的驅動機構之間通過同步帶傳動連接。左主履帶驅動機構8和右主履帶驅動機構9通過同步帶驅動前輪空心軸7及其上的前驅動輪6，進而驅動左右兩側主履帶4運動。左主履帶驅動機構8和右主履帶驅動機構9均由驅動電機及與驅動電機連接的減速器構成。

大腿輔助越障單元2的結構如圖2所示，包括大腿軸10、大腿驅動機構和大腿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內的左前大腿驅動機構11連接，右前大腿軸與安裝在正壓殼體5內的右前大腿驅動機構12連接，左后大腿軸和右后大腿軸也分別與一套大腿驅動機構連接，四條大腿軸獨立控制和驅動(參見圖2)。大腿驅動機構由安裝在正壓殼體5內的驅動電機以及與驅動電機連接的減速器構成。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的后端設置滾輪，另一個滾輪由前驅動輪6替代，在滾輪與前驅動輪6之間連接有輔助履帶14。

小腿輔助越障單元3的結構如圖3所示，包括小腿驅動機構、回轉軸18和小腿19。小腿驅動機構和回轉軸18安裝在大腿13上，小腿驅動機構采用小腿驅動電機15。小腿驅動電機15和回轉軸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安裝在回轉軸18上，小腿19的下部連接有防滑足部20。小腿驅動電機15的輸出扭矩經減速器放大后，由輸出齒輪16輸出，經傳動齒輪17嚙合后驅動小腿19的擺動，小腿19可以360度全向回轉。

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靠兩側的主履帶4行進，左主履帶驅動機構8和右主履帶驅動機構9可以在控制系統(tǒng)的控制下，改變轉速，從而差速運動，進行轉向。

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靠兩側的主履帶4行進，大腿13在大腿驅動機構驅動下伸展，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。兩側小腿19和大腿13都由各自的動力系統(tǒng)驅動，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。