一种轮腿式载重机器人的制作方法

专利2025-03-21  25


本发明涉及足式机器人,尤其涉及一种轮腿式载重机器人。


背景技术:

1、足式机器人在物流运输,巡查排险,应急救援等场景有着较大的应用需求。足式机器人能够在不平坦、崎岖或障碍物密布的地形上行走,具备较强的环境适应能力;但是,足式机器人的设计和控制系统非常复杂,需要精密的机械结构和先进的控制算法,这增加了开发和维护的难度和成本;由于需要持续调节每条腿的姿态和平衡,足式机器人通常比轮式和履带式机器人消耗更多的能量;尽管灵活性高,足式机器人的移动速度通常较慢,尤其是在需要稳定行走的情况下;相较于轮式和履带式机器人,足式机器人通常负载能力较低,特别是在需要高稳定性和平衡的任务中。当前,对于移动机器人的应用逐渐趋于多功能化,要求移动机器人在具备高机动性的同时,具备良好的越野场景通过性,同时可以负载更多载荷用于执行任务或开展运输。基于此,轮腿复合机器人应运而生。

2、现有技术的轮腿复合机器人通常体型较小,其具备高机动性及良好的越野场景通过性,但是由于其受限于整体结构形式及驱动系统性能,现有技术的轮腿复合机器人不具备负载大载荷的能力,防侧翻性能较差且具有侧翻后难以扶正的弊端。

3、因此,本发明针对轮腿复合机器人的上述缺点进行改进设计,提出了一种轮腿式载重机器人。


技术实现思路

1、鉴于上述的分析,本发明旨在提供一种轮腿式载重机器人,用以解决现有负载机器人载重小和容易侧翻的问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:

3、一种轮腿式载重机器人,包括:躯干组件、轮腿组件、感知组件和防滚负载安装组件;

4、所述躯干组件的下方安装轮腿组件,所述轮腿组件用于实现机器人的行走;所述躯干组件的上方设置有感知组件和防滚负载安装组件;

5、所述感知组件用于实现机器人自身的水平状态信息感知和外部环境信息的感知;

6、所述防滚负载安装组件包括:负载安装组件和防侧翻保护组件;所述负载安装组件设置在所述躯干组件的上方,用于装载负载;所述防侧翻保护组件设置在所述躯干组件的两侧。

7、进一步地,所述躯干组件包括:躯干保护框架和电气组件;所述躯干保护框架包括:主框架、框架连接横梁、躯干保护纵梁和横向保护架。

8、进一步地,所述主框架包括:左右两个环形框架;两个所述环形框架分别罩设在所述电气组件的左右两侧,且所述环形框架的两端向所述躯干组件的中轴线方向弯折。

9、进一步地,两个所述环形框架之间通过框架连接横梁固定连接;单个环形框架的上下两根躯干保护横梁之间通过所述躯干保护纵梁固定连接。

10、进一步地,所述电气组件的前后两端均设置有所述横向保护架,所述横向保护架设置在所述主框架和所述电气组件之间。

11、进一步地,所述主框架的上侧固定安装有上覆盖板;所述主框架的左右两侧固定安装有侧覆盖板。

12、进一步地,所述负载安装组件包括:竖向主碳管、第一侧板、第二侧板、横向碳管和负载托板;

13、所述竖向主碳管设有四根,且相邻的所述竖向主碳管之间连接上下两根横向碳管,四根竖向主碳管与多根横向碳管围成矩形负载框;所述第一侧板固定安装在所述矩形负载框的左右两侧,所述第二侧板固定安装在所述矩形负载框的前后两侧;所述负载托板固定安装在所述矩形负载框的底部。

14、进一步地,所述防侧翻保护组件为设置在所述躯干组件的左右两侧的扇形结构。

15、进一步地,所述扇形结构包括:两组并列设置的扇形防护组件和连接在两组扇形防护组件之间的护栏结构。

16、进一步地,所述护栏结构包括:所述碳管安装座和外侧护栏碳管;所述碳管安装座固定连接在所述扇形防护组件的侧面上,所述外侧护栏碳管通过所述碳管安装座固定连接在两组扇形防护组件之间。

17、本发明技术方案至少能够实现以下效果之一:

18、1.本发明的轮腿式载重机器人,通过在腿足结构的末端设置具有轮边电机组合,轮边电机驱动行进轮旋转时,机器人能够在平坦路面上快速行驶;所述行进轮不转动时,通过三自由度驱动组合驱动机器人的大腿和小腿运动,能够实现机器人的行走功能;本发明的轮腿式载重机器人,具有行进轮行驶和腿足行走两种运动模式,具有平台路面快速行驶能力和崎岖路面的灵活行走能力。

19、2.本发明的轮腿式载重机器人,在躯干组件的上方固定安装由碳管和侧板组合形成的矩形负载框,能够装载更多的负载,提升了机器人的大载重能力。

20、3.本发明的轮腿式载重机器人,在躯干组件的两侧设置有扇形的防侧翻保护组件,在机器人发生侧向倾斜时,提供侧面支撑,防止机器人侧向翻滚;同时由于躯干组件的两侧设置防侧翻保护组件,机器人侧向跌倒后,其整体倾斜倚靠于地面,便于跌倒后的快速起身,能够有效避免机器人跌倒后无法起身导致行进终止的问题。

21、本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。



技术特征:

1.一种轮腿式载重机器人,其特征在于,包括:躯干组件(1)、轮腿组件(2)、感知组件(3)和防滚负载安装组件(4);

2.根据权利要求1所述的轮腿式载重机器人,其特征在于,所述躯干组件(1)包括:躯干保护框架(101)和电气组件;所述躯干保护框架(101)包括:主框架(1011)、框架连接横梁(1013)、躯干保护纵梁(1017)和横向保护架(1014)。

3.根据权利要求2所述的轮腿式载重机器人,其特征在于,所述主框架(1011)包括:左右两个环形框架;两个所述环形框架分别罩设在所述电气组件的左右两侧,且所述环形框架的两端向所述躯干组件(1)的中轴线方向弯折。

4.根据权利要求3所述的轮腿式载重机器人,其特征在于,两个所述环形框架之间通过框架连接横梁(1013)固定连接;单个所述环形框架的上下两根躯干保护横梁之间通过所述躯干保护纵梁(1017)固定连接。

5.根据权利要求4所述的轮腿式载重机器人,其特征在于,所述电气组件的前后两端均设置有所述横向保护架(1014),所述横向保护架(1014)设置在所述主框架(1011)和所述电气组件之间。

6.根据权利要求5所述的轮腿式载重机器人,其特征在于,所述主框架(1011)的上侧固定安装有上覆盖板(102);所述主框架(1011)的左右两侧固定安装有侧覆盖板(103)。

7.根据权利要求1所述的轮腿式载重机器人,其特征在于,所述负载安装组件包括:竖向主碳管(407)、第一侧板(411)、第二侧板(413)、横向碳管(414)和负载托板(415);

8.根据权利要求1或7所述的轮腿式载重机器人,其特征在于,所述防侧翻保护组件为设置在所述躯干组件(1)的左右两侧的扇形结构。

9.根据权利要求8所述的轮腿式载重机器人,其特征在于,所述扇形结构包括:两组并列设置的扇形防护组件和连接在两组扇形防护组件之间的护栏结构。

10.根据权利要求9所述的轮腿式载重机器人,其特征在于,所述护栏结构包括:碳管安装座(408)和外侧护栏碳管(409);所述碳管安装座(408)固定连接在所述扇形防护组件的侧面上,所述外侧护栏碳管(409)通过所述碳管安装座(408)固定连接在两组扇形防护组件之间。


技术总结
本发明涉及一种轮腿式载重机器人,属于机器人技术领域,解决了现有技术中载重小且容易侧翻的问题。本发明的轮腿式载重机器人包括:躯干组件、轮腿组件、感知组件和防滚负载安装组件;躯干组件的下方安装轮腿组件,轮腿组件用于实现机器人的行走;躯干组件的上方设置有感知组件和防滚负载安装组件;所述感知组件用于实现机器人自身的水平状态信息感知和外部环境信息的感知;防滚负载安装组件包括:负载安装组件和防侧翻保护组件;负载安装组件设置在所述躯干组件的上方,用于装载负载;所述防侧翻保护组件设有两组,分别对称设置在所述躯干组件的两侧。本发明提升了机器人的载重能力和防侧翻性能。

技术研发人员:许威,梁振杰,刘拓,慕林栋,李庆展,邢伯阳,许鹏,赵建新,邓秦丹,郭亮,闫曈,王康,孔宇翔,朱明月,邱天奇,王志瑞
受保护的技术使用者:中国北方车辆研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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