本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體是一種具有懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人。

背景技術(shù)：

目前，常規(guī)的移動(dòng)機(jī)器人包括輪式機(jī)器人和履帶式機(jī)器人，與它們相比，腿式機(jī)器人具有更強(qiáng)的地形適應(yīng)能力以及更好的機(jī)動(dòng)性能。作為腿式機(jī)器人的典型代表，六足機(jī)器人具有豐富的步態(tài)和冗余的肢體結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)靈活，可以在離散的地面上移動(dòng)、跨越障礙等。另外，在平坦的地面環(huán)境下，與輪式、履帶式移動(dòng)機(jī)器人相比，傳統(tǒng)的腿式機(jī)器人則具有移動(dòng)速度慢、效率低的缺點(diǎn)，因此，將輪式與腿式相結(jié)合的移動(dòng)方式的研究具有十分重要的意義。懸掛系統(tǒng)是最初應(yīng)用在汽車制造中汽車車架與車輪或車橋之間的一切連接裝置的總稱，可分為獨(dú)立懸掛系統(tǒng)和非獨(dú)立懸掛系統(tǒng)，非獨(dú)立懸掛系統(tǒng)中兩個(gè)車輪相互聯(lián)系，兩者的跳動(dòng)相互影響。而獨(dú)立懸掛系統(tǒng)中各個(gè)車輪有各自的懸掛機(jī)構(gòu)，彼此相互獨(dú)立。通過(guò)懸掛系統(tǒng)，可以有效地降低移動(dòng)平臺(tái)的震動(dòng)，緩解平臺(tái)關(guān)鍵零件之間的沖擊，提高平臺(tái)的穩(wěn)定性和可靠性。公開(kāi)號(hào)為cn106427446a的發(fā)明專利提出了一種機(jī)器人車體的懸掛系統(tǒng)，雖然其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其只在豎直方向?qū)崿F(xiàn)了對(duì)機(jī)器人本體的減震。

對(duì)于六足機(jī)器人來(lái)說(shuō)，通過(guò)在其身上裝載各種設(shè)備，它們可以在復(fù)雜地形中執(zhí)行各種任務(wù)，這就要求六足機(jī)器人具有較高的承載能力以及在負(fù)載狀態(tài)下具有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。在機(jī)器人移動(dòng)過(guò)程中，無(wú)論是腿式移動(dòng)方式還是輪式移動(dòng)方式，機(jī)器人還需要保證本體內(nèi)設(shè)備的完整性以及減少移動(dòng)過(guò)程中機(jī)器人的各個(gè)方向的顛簸對(duì)本體設(shè)備的影響。在現(xiàn)有的大型六足機(jī)器人中，其主要關(guān)注機(jī)器人的承載能力，對(duì)機(jī)器人本體在移動(dòng)過(guò)程中負(fù)載對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響的研究較少，同時(shí)對(duì)本體內(nèi)部設(shè)備受到運(yùn)動(dòng)顛簸的影響較少。因此，腿式機(jī)器人的懸掛系統(tǒng)的研究具有十分重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種具有獨(dú)立懸掛系統(tǒng)的輪腿復(fù)合式六足機(jī)器人，懸掛系統(tǒng)僅僅使用一個(gè)避震器就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的減震緩沖效果，保證機(jī)器人內(nèi)部環(huán)境在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的完整性，同時(shí)可以提高機(jī)器人的承載能力以及在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中負(fù)載的穩(wěn)定性；

本發(fā)明具有懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人，包括機(jī)體與六條單腿結(jié)構(gòu)；六條單腿機(jī)構(gòu)在機(jī)體周向上均布。

所述單腿結(jié)構(gòu)具有跟關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié)。其中，跟關(guān)節(jié)與機(jī)體間相連，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)繞豎直z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。髖關(guān)節(jié)與跟關(guān)節(jié)間通過(guò)懸掛系統(tǒng)相連；髖關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié)均通過(guò)電機(jī)直驅(qū)，繞水平y(tǒng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者間通過(guò)大腿結(jié)構(gòu)相連。膝關(guān)節(jié)與小腿結(jié)構(gòu)末端相連，小腿結(jié)構(gòu)末端還安裝有輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)；小腿前端安裝有足端緩沖機(jī)構(gòu)。

上述懸掛系統(tǒng)包括橫臂、避震器、避震器下連接件、跟關(guān)節(jié)接頭與跟關(guān)節(jié)接頭連接件。其中，避震器頂部與跟關(guān)節(jié)件間形成繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副；避震器底部與避震器下連接件頂部間形成繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副。橫臂末端與跟關(guān)節(jié)間形成繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副；避震器下連接件底部與橫臂前端間形成沿z軸的移動(dòng)副。跟關(guān)節(jié)連接頭安裝于髖關(guān)節(jié)上；跟關(guān)節(jié)接頭連接件與連接頭間周向相對(duì)定位；橫臂前端與跟關(guān)節(jié)連接頭以及跟關(guān)節(jié)接頭連接件間形成繞水平x軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副。上述跟關(guān)節(jié)接頭頂部具有接觸面，與避震器下連接件底部凸起接觸。

由此使懸掛系統(tǒng)僅僅使用一個(gè)避震器就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的減震緩沖效果：當(dāng)單腿結(jié)構(gòu)豎直方向受力時(shí)，避震器受壓會(huì)對(duì)外部產(chǎn)生張力，這是會(huì)將避震器下連接件頂住，使其緊貼橫臂的接板，此時(shí)單腿機(jī)構(gòu)的受力經(jīng)橫臂及避震器下連接件傳遞至避震器，由避震器緩沖沖擊。當(dāng)單腿結(jié)構(gòu)受到側(cè)向的沖擊時(shí)，會(huì)有一個(gè)繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)會(huì)帶動(dòng)跟關(guān)節(jié)接頭和跟關(guān)節(jié)接頭連接件一并轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)跟關(guān)節(jié)連接件頂部的接觸面向上推動(dòng)避震器下連接件相對(duì)橫臂向上移動(dòng)，由此壓縮避震器，由避震器緩沖沖擊。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)包括步行移動(dòng)狀態(tài)和輪式移動(dòng)狀態(tài)，其中步行移動(dòng)狀態(tài)是通過(guò)控制跟關(guān)節(jié)電機(jī)、髖關(guān)節(jié)電機(jī)和膝關(guān)節(jié)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)控制三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人步行狀態(tài)的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向。輪式移動(dòng)狀態(tài)是通過(guò)控制輪式電機(jī)和跟關(guān)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人輪式移動(dòng)狀態(tài)的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向。另外，通過(guò)在機(jī)器人機(jī)體上增添攝像頭、相應(yīng)的傳感器和操作臂等，可以作為各類型具有高機(jī)動(dòng)能力的移動(dòng)機(jī)器人、能完成各種任務(wù)的特種機(jī)器人等平臺(tái)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明具有獨(dú)立懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人中，懸掛系統(tǒng)僅僅使用一個(gè)避震器就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的減震緩沖效果。在崎嶇不平的環(huán)境下行走時(shí)，懸掛系統(tǒng)不僅可以有效地減緩機(jī)械腿與機(jī)體之間在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)沖擊，而且可以當(dāng)機(jī)械腿擺動(dòng)過(guò)程中碰到障礙物或者機(jī)械腿突然側(cè)滑時(shí)，減緩機(jī)械腿與機(jī)體在由機(jī)體中心向外的軸線方向上的轉(zhuǎn)矩，從而可以緩沖機(jī)械腿的轉(zhuǎn)矩對(duì)跟關(guān)節(jié)電機(jī)的沖擊。同時(shí)在輪式移動(dòng)模式下，可以減緩在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因路面不平橡膠輪、機(jī)械腿與機(jī)體之間的運(yùn)動(dòng)沖擊。無(wú)論是步行移動(dòng)還是輪式移動(dòng)方式，該懸掛系統(tǒng)都可以保證機(jī)體內(nèi)部環(huán)境在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的完整性，同時(shí)可以提高機(jī)器人的承載能力以及在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中負(fù)載的穩(wěn)定性；

2、本發(fā)明具有獨(dú)立懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人中，跟關(guān)節(jié)和輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)均采用電機(jī)直線驅(qū)動(dòng)方式，這不僅可以減少電機(jī)對(duì)機(jī)器人內(nèi)部空間的占用，減輕機(jī)器人的重量，而且可以提高電機(jī)的運(yùn)行效率；

3、本發(fā)明具有獨(dú)立懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人中，髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)電機(jī)均合理布置在大腿處，在小腿內(nèi)部保留較大的空間，以便可以在小腿處安裝各種設(shè)備，如操作臂等，從而提高機(jī)器人自身的功能集合度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明具有懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明具有懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人中單腿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明具有懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人中髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明具有懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人中懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為懸掛系統(tǒng)中橫臂結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明具有懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人中懸掛系統(tǒng)安裝方式示意圖；

圖7為本發(fā)明具有懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人中足端緩沖機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明具有懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人輪行模式姿態(tài)示意圖。

圖中：

1-機(jī)體2-單腿結(jié)構(gòu)201-跟關(guān)節(jié)

202-髖關(guān)節(jié)203-膝關(guān)節(jié)204-懸掛系統(tǒng)

205-大腿結(jié)構(gòu)206-小腿結(jié)構(gòu)207-足端緩沖機(jī)構(gòu)

208-輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)201a-跟關(guān)節(jié)連接件201b-跟關(guān)節(jié)基座

201c-跟關(guān)節(jié)電機(jī)202a-關(guān)節(jié)基座202b-關(guān)節(jié)連接件

202c-關(guān)節(jié)電機(jī)202d-髖關(guān)節(jié)連接件202e-電機(jī)安裝板

202f-轉(zhuǎn)軸202g-關(guān)節(jié)齒輪a202h-關(guān)節(jié)齒輪b

204a-橫臂204b-避震器204c-避震器下連接件

204d-跟關(guān)節(jié)接頭204e-跟關(guān)節(jié)接頭連接件204a1-側(cè)臂

204a2-接板204a3-凸耳204c1-凸起部分

204d1-連接頭204d2-一字型槽204e1-接觸面

204e2-連接軸207a-足端基座207b-緩沖彈簧

207c-足端桿

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明具有懸掛系統(tǒng)的輪腿式六足機(jī)器人，如圖1所示，包括機(jī)體1與六條單腿結(jié)構(gòu)2。其中，機(jī)體1為由上層與下層六邊形板構(gòu)成的雙層正六面體框架結(jié)構(gòu)，機(jī)體1的各角處作為單腿結(jié)構(gòu)安裝位，用來(lái)安裝單腿結(jié)構(gòu)2，則機(jī)體1周向上均勻安裝有六條單腿結(jié)構(gòu)2，進(jìn)而通過(guò)六條單腿結(jié)構(gòu)2的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明輪腿式六足機(jī)器人的全方位步行行走，以及輪式移動(dòng)。

上述單腿結(jié)構(gòu)2具有三個(gè)傳統(tǒng)關(guān)節(jié)，分別為跟關(guān)節(jié)201、髖關(guān)節(jié)202與膝關(guān)節(jié)203，如圖2所示。其中，跟關(guān)節(jié)201包括跟關(guān)節(jié)連接件201a、跟關(guān)節(jié)基座201b和跟關(guān)節(jié)電機(jī)201c。跟關(guān)節(jié)基座201b為由后側(cè)板、頂板與底板構(gòu)成的c型框架結(jié)構(gòu)，頂板和底板與機(jī)體1間平行設(shè)置。跟關(guān)節(jié)電機(jī)201c安裝于跟關(guān)節(jié)基座201b內(nèi)，跟關(guān)節(jié)電機(jī)201c的機(jī)體端固定于跟關(guān)節(jié)基座201b的底板上，輸出軸與跟關(guān)節(jié)基座201b頂板間固定，并穿過(guò)頂板。跟關(guān)節(jié)連接件用來(lái)實(shí)現(xiàn)跟關(guān)節(jié)基座201b與機(jī)體1間的連接；跟關(guān)節(jié)連接件201a為包括上連接件與下連接件；其中上連接件一端與機(jī)體1的上層間固定，另一端通過(guò)軸承連接于跟關(guān)節(jié)電機(jī)201c的輸出軸上；下連接件一端與機(jī)體1的下層間固定，另一端通過(guò)軸承連接于跟關(guān)節(jié)基座201b的底板上。由此，通過(guò)跟關(guān)節(jié)電機(jī)201c以直接驅(qū)動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)跟關(guān)節(jié)基座201b繞豎直z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)單腿結(jié)構(gòu)2繞豎直z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)跟關(guān)節(jié)電機(jī)201c的這種直接驅(qū)動(dòng)的方式可以提高機(jī)體1的內(nèi)部空間利用率。

所述髖關(guān)節(jié)202與膝關(guān)節(jié)203結(jié)構(gòu)相同，包括關(guān)節(jié)基座202a、關(guān)節(jié)連接件202b、關(guān)節(jié)電機(jī)202c與關(guān)節(jié)齒輪組件，如圖3所示。其中關(guān)節(jié)基座202a具有左右安裝板，兩者間平行設(shè)置，且前端之間通過(guò)電機(jī)安裝板202e相連定位。左右安裝板后端間安裝有轉(zhuǎn)軸202f，轉(zhuǎn)軸202f軸線沿空間y軸方向設(shè)置，兩端與左右安裝板間固定，且兩端穿出左右安裝板。關(guān)節(jié)電機(jī)202c固定于電機(jī)安裝板202e上，軸線沿空間x軸設(shè)置，輸出軸穿過(guò)電機(jī)安裝板202e位于關(guān)節(jié)基座202a內(nèi)。關(guān)節(jié)齒輪組件包括關(guān)節(jié)齒輪a202g與關(guān)節(jié)齒輪b202h，兩者均為斜錐齒輪；關(guān)節(jié)齒輪a202g同軸固定安裝于轉(zhuǎn)軸202e上，關(guān)節(jié)齒輪b202h同軸固定安裝于關(guān)節(jié)電機(jī)202c上，且關(guān)節(jié)齒輪a202g與關(guān)節(jié)齒輪b202h相互嚙合。上述髖關(guān)節(jié)202中還具有髖關(guān)節(jié)連接件202d，用于髖關(guān)節(jié)202與跟關(guān)節(jié)201間的連接，髖關(guān)節(jié)連接件202d為由l型左連接件與右連接件共同構(gòu)成的u型結(jié)構(gòu)；左連接件與右連接件的側(cè)面分別與髖關(guān)節(jié)202中轉(zhuǎn)軸202e兩端通過(guò)軸承相連，后端用來(lái)連接跟關(guān)節(jié)201。

上述跟關(guān)節(jié)201與髖關(guān)節(jié)202之間通過(guò)懸掛系統(tǒng)204連接，如圖2所示，懸掛系統(tǒng)204為獨(dú)立懸掛系統(tǒng)，即每條單腿結(jié)構(gòu)2上的懸掛系統(tǒng)204相互獨(dú)立。如圖4所示，懸掛系統(tǒng)204包括橫臂204a、避震器204b、避震器下連接件204c、跟關(guān)節(jié)接頭204d與跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e。如圖5所示，橫臂204a具有相互平行的兩側(cè)臂204a1，兩側(cè)臂204a1傾斜設(shè)置，且與跟關(guān)節(jié)基座201b的底板間夾角為0°到25°。兩側(cè)臂204a1底端位于跟關(guān)節(jié)基座201b的前部，兩側(cè)臂204a1底端間通過(guò)接板204a2相接形成一體，頂端通過(guò)鉸接座鉸接于跟關(guān)節(jié)基座201b的后側(cè)板上，形成繞y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)副。上述接板204a2底面設(shè)計(jì)有兩個(gè)凸耳204a3，分別用來(lái)連接跟關(guān)節(jié)接頭204d與跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e。避震器204b位于跟關(guān)節(jié)基座201b內(nèi)，且位于橫臂204a的兩側(cè)臂之間。避震器204b頂端與跟關(guān)節(jié)基座201b的上表面鉸接構(gòu)成繞y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)副；避震器204b底端與避震器下連接件204c鉸接構(gòu)成繞y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)副，如圖6所示，避震器下連接件204c底部設(shè)計(jì)有凸起部分204c1，該凸起部分204c1穿過(guò)橫臂204a中接板204a2上開(kāi)設(shè)的通孔構(gòu)成沿z軸的移動(dòng)副。跟關(guān)節(jié)接頭204d一側(cè)為平面連接側(cè)，與髖關(guān)節(jié)202中髖關(guān)節(jié)連接件202d的左連接件與右連接件底端固定；跟關(guān)節(jié)接頭204d的另一側(cè)設(shè)計(jì)有柱狀連接頭204d1，連接頭204d1的端部開(kāi)有沿y軸方向設(shè)計(jì)的一字型槽204d2，如圖3所示，用來(lái)定位跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e。跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e頂部設(shè)計(jì)有接觸面204c1，一側(cè)設(shè)計(jì)有與接觸面204e1平行的一字突起，另一側(cè)設(shè)計(jì)有連接軸204e2。跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e通過(guò)一字突起與連接頭204d1端部的一字型槽204d2配合插接，實(shí)現(xiàn)跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e與跟關(guān)節(jié)接頭204d間的軸向定位，并進(jìn)一步通過(guò)螺釘將跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e與跟關(guān)節(jié)接頭204d間固連。上述橫臂204a底部設(shè)計(jì)的兩個(gè)連接凸耳204a3，分別套于連接頭204d1與連接軸204e2上，且使單腿結(jié)構(gòu)2未受力時(shí)，跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e頂部接觸面與避震器下連接件204c底部凸起部分204c1貼合。由此，實(shí)現(xiàn)單腿結(jié)構(gòu)2兩個(gè)方向的避震，具體為：當(dāng)單腿結(jié)構(gòu)2豎直方向受力時(shí)，避震器204b受壓會(huì)對(duì)外部產(chǎn)生張力，這是會(huì)將避震器下連接件204c頂住，使其緊貼橫臂204a的接板204a2，此時(shí)單腿機(jī)構(gòu)2的受力經(jīng)橫臂204a及避震器下連接件204c傳遞至避震器204b，由避震器204b緩沖沖擊。當(dāng)單腿結(jié)構(gòu)2受到側(cè)向的沖擊時(shí)，會(huì)有一個(gè)繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)會(huì)帶動(dòng)跟關(guān)節(jié)接頭204d和跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e一并轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)跟關(guān)節(jié)連接件204e頂部的接觸面向上推動(dòng)避震器下連接件204c相對(duì)橫臂204a向上移動(dòng)，由此壓縮避震器204b，由避震器204b緩沖沖擊。

所述髖關(guān)節(jié)202與膝關(guān)節(jié)203間通過(guò)大腿結(jié)構(gòu)205相連；如圖2所示，大腿結(jié)構(gòu)205具有左右兩側(cè)大腿板205a，平行設(shè)置，后端分別與髖關(guān)節(jié)202中的左右安裝板相接固定；通過(guò)髖關(guān)節(jié)202的關(guān)節(jié)電機(jī)202c驅(qū)動(dòng)以及關(guān)節(jié)齒輪組件的傳動(dòng)使髖關(guān)節(jié)202轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)大腿結(jié)構(gòu)205的俯仰運(yùn)動(dòng)。大腿結(jié)構(gòu)205前端分別與膝關(guān)節(jié)203中的左右安裝板后端相接固定。此時(shí)，髖關(guān)節(jié)202與膝關(guān)節(jié)203中的關(guān)節(jié)電機(jī)202c軸線平行，均位于大腿結(jié)構(gòu)205內(nèi)部。

上述膝關(guān)節(jié)203處連接有小腿結(jié)構(gòu)206，如圖2所示，小腿結(jié)構(gòu)206包括左右兩側(cè)的小腿板206a，后端分別與膝關(guān)節(jié)203中轉(zhuǎn)軸兩端通過(guò)軸承相連；通過(guò)膝關(guān)節(jié)203的關(guān)節(jié)電機(jī)202c驅(qū)動(dòng)以及關(guān)節(jié)齒輪組件的傳動(dòng)使膝關(guān)節(jié)204轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)小腿結(jié)構(gòu)206的俯仰運(yùn)動(dòng)。小腿結(jié)構(gòu)206前端端部安裝有足端緩沖機(jī)構(gòu)207；同時(shí)小腿結(jié)構(gòu)206后端安裝有輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)208。足端緩沖機(jī)構(gòu)207包括足端基座207a、緩沖彈簧207b與足端桿207c。其中，足端基座207a與小腿結(jié)構(gòu)206中左右兩側(cè)的小腿板206a前端固定。足端基座207a內(nèi)安裝有緩沖彈簧207b，緩沖彈簧207b一端套在足端基座207a頂部設(shè)計(jì)的凸臺(tái)上定位，另一端套在由足端基座207a底部穿過(guò)的足端桿207c的末端，通過(guò)足端桿207c末端周向設(shè)計(jì)的定位臺(tái)肩207d定位；同時(shí)足端桿207c通過(guò)該定位臺(tái)肩207d實(shí)現(xiàn)與足端基座207a間相對(duì)移動(dòng)的限位。足端桿207c前端用于與地接觸。在機(jī)器人步行過(guò)程中，足端桿207c受到地面對(duì)其的作用力，通過(guò)緩沖彈簧207b的壓縮運(yùn)動(dòng)可以減緩該運(yùn)動(dòng)沖擊，從而實(shí)現(xiàn)單腿結(jié)構(gòu)2足端的緩沖效果。

所述輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)208包括橡膠輪208a、輪式連接件208b和輪式電機(jī)208c，如圖2所示。其中，輪式連接件208b具有左右側(cè)板，與小腿結(jié)構(gòu)206中的左右兩側(cè)小腿板206a外側(cè)固連。輪式電機(jī)208c安裝于輪式連接件208b的左右側(cè)板間，軸線沿y軸設(shè)置。橡膠輪208a穿過(guò)輪式電機(jī)208c并與其連接，通過(guò)輪式電機(jī)208c以直線驅(qū)動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)并帶動(dòng)橡膠輪208a轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明輪腿式六足機(jī)器人中，通過(guò)控制三個(gè)關(guān)節(jié)上關(guān)節(jié)電機(jī)202c的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)控制單腿結(jié)構(gòu)2的擺動(dòng)以及俯仰運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)控制六條腿再通過(guò)一定的步態(tài)可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的全方位行走。同時(shí)，通過(guò)改變單腿結(jié)構(gòu)2的構(gòu)型可以使輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)208著地，轉(zhuǎn)換成輪式移動(dòng)模式，如圖8所示；進(jìn)一步通過(guò)控制輪式電機(jī)208c的轉(zhuǎn)動(dòng)以及跟關(guān)節(jié)電機(jī)201c的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人輪式移動(dòng)模式下的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向等移動(dòng)方式。同時(shí)通過(guò)懸掛系統(tǒng)204會(huì)在機(jī)器人步行的過(guò)程中緩沖由地面產(chǎn)生在單腿機(jī)構(gòu)2和機(jī)體1之間的運(yùn)動(dòng)沖擊。

當(dāng)機(jī)器人在平坦的地面上靜止站立時(shí)，避震器204b會(huì)對(duì)跟關(guān)節(jié)基座201a上部分和橫臂204a產(chǎn)生向下的推力，橫臂204a在推力的作用下與跟關(guān)節(jié)基座201a下部分接觸，形成機(jī)械限位。當(dāng)機(jī)器人靜止站立時(shí)，在避震器204b和機(jī)械限位的作用下，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)體1與單腿結(jié)構(gòu)2之間形成剛性支撐的效果，保證了機(jī)器人站立姿態(tài)的穩(wěn)定。

當(dāng)機(jī)器人步行過(guò)程中或者機(jī)器人在崎嶇不平的地面下站立時(shí)，由于機(jī)體1質(zhì)心的位置是變化的，并且每條單腿結(jié)構(gòu)2的受力是不均勻的，此時(shí)地面會(huì)對(duì)某些單腿結(jié)構(gòu)2產(chǎn)生較大的瞬間的作用力，因?yàn)楸苷鹌?04b是作為支撐單腿結(jié)構(gòu)2與機(jī)體1間的支撐元件，這部分作用力會(huì)首先通過(guò)單腿結(jié)構(gòu)2作用于避震器204b，這時(shí)避震器204b的彈簧會(huì)因?yàn)橥饬ψ饔孟率湛s，對(duì)運(yùn)動(dòng)沖擊起到緩沖減震的效果，從而減少外部運(yùn)動(dòng)沖擊對(duì)機(jī)器人內(nèi)部環(huán)境影響。同時(shí)在崎嶇的地面環(huán)境下，通過(guò)每條單腿結(jié)構(gòu)2的獨(dú)立懸掛系統(tǒng)204作用下，可以減緩機(jī)體1在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中質(zhì)心的位置的突變情況，可以保證機(jī)體1及其上承載設(shè)備的穩(wěn)定性。

當(dāng)機(jī)器人在崎嶇的地面上的步行過(guò)程中，在機(jī)器人前進(jìn)方向上兩側(cè)的單腿結(jié)構(gòu)2做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)碰撞到障礙物時(shí)，單腿結(jié)構(gòu)2會(huì)受到一個(gè)水平面上與前進(jìn)方向相反的方向的運(yùn)動(dòng)沖擊，該沖擊的作用力會(huì)對(duì)機(jī)體1產(chǎn)生一個(gè)垂直于前進(jìn)方向并從機(jī)體1向外的軸的方向的轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩會(huì)經(jīng)過(guò)單腿結(jié)構(gòu)2首先作用在懸掛系統(tǒng)204上，這時(shí)懸掛系統(tǒng)204的跟關(guān)節(jié)接頭204d和跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e會(huì)相對(duì)橫臂204a轉(zhuǎn)動(dòng)，其中跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)避震器下連接件204c相對(duì)橫臂204a向上滑動(dòng)，從而使避震器204b產(chǎn)生收縮減震，緩沖該轉(zhuǎn)矩對(duì)機(jī)體1的運(yùn)動(dòng)沖擊。同時(shí)，在機(jī)器人正常步行過(guò)程中或者轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)沖擊結(jié)束時(shí)，避震器204b會(huì)對(duì)避震器下連接件204c產(chǎn)生向下的推力，從而保證跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e的上表面與避震器下連接件204c的下表面貼合，這時(shí)候跟關(guān)節(jié)接頭連接件204e與避震器下連接件204c相當(dāng)于剛性連接，保證單腿結(jié)構(gòu)2始終在豎直方向做俯仰運(yùn)動(dòng)。

機(jī)器人在崎嶇不平的環(huán)境中輪式移動(dòng)的過(guò)程中，輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)208會(huì)受到因地面不平產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)沖擊，這部分作用力會(huì)經(jīng)過(guò)單腿結(jié)構(gòu)2的懸掛系統(tǒng)204中的避震器204b作用下減緩沖擊，對(duì)機(jī)體1起到緩沖減震的作用，保證機(jī)器人在崎嶇不平的地面情況下依然能平穩(wěn)的前進(jìn)，同時(shí)保證機(jī)器人內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定性。