【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人，具体涉及一种可拼接五连杆双臂轮足机器人及拼接方法。
技术介绍
1、轮式机器人是一种较为传统的移动机器人构型，其动力学特性简单、稳定性高、能效比高，在当今社会有着广泛的应用。相较于双足机器人，轮式机器人技术成熟、可靠性高、能耗也较低，在结构化地形下具备高速通过和低能耗的特性。
2、轮足式机器人是一种结合了轮式和足式机器人特点的机器人。它使用轮子和腿部结构相结合的方式，采用一个轮毂电机驱动的轮部代替传统足式机器人的足端。轮足式机器人既能够实现轮式机器人的快速移动和平稳行驶，又能够克服足式机器人在复杂地形下的局限性，结合了轮式和足式机器人的特点，可以在不同的环境和任务中展现出多样的功能和性能。
3、目前机器人主要分为双足机器人和四足机器人两种：双足机器人模仿了人体结构，具有使用场景广泛、越障能力强的特点，但其负载能力差且不易稳定；四足机器人模仿了动物体结构，前进速度较快且运动稳定，负载能力较强，但其功能较为单一，灵活性较差，对使用场景有一定的限制。每台机器人作为一个单体相对独立，模态单一。
4、如何实现机器人的多功能性，使得其既保持非结构化地形下越障能力，又能提高机器人的负载、续航能力是当前机器人的发展方向之一。虽然单个机器人通过自身模态转换、优化设计能够实现性能的提升，但其单一的结构在面临复杂应用场景时的局限性依然是一个显著的缺憾。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，能够在兼顾基础负载能
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，包括：机身、两个对称安装于机身两侧的腿部以及两个对称安装于机身前端的机械臂；
4、每个腿部均包括：大腿前臂、大腿后臂、小腿前臂、小腿后臂、主动轮、轮毂电机、前髋关节电机和后髋关节电机；
5、每个腿部的大腿前臂和大腿后臂的顶端分别与安装在机身一侧的前髋关节电机与后髋关节电机的输出轴连接，小腿前臂顶端与大腿前臂的底端转动连接，小腿后臂顶端与大腿后臂的底端转动连接，小腿前臂与小腿后臂的足端之间设置有主动轮和驱动主动轮转动的轮毂电机；每个腿部均与机身构成闭链五连杆机构；
6、在机身后端两侧对称设置有两个电磁铁和控制两个电磁铁电流通断的电子开关，且在机身后端两侧还对称设置有对接槽；在两个机械臂上均设置有吸附铁；
7、当所述可拼接五连杆双臂轮足机器人需要首尾拼接成多足机器人时，后方的可拼接五连杆双臂轮足机器人机械臂上的吸附铁在前方可拼接五连杆双臂轮足机器人电磁铁的吸力辅助下插入前方可拼接五连杆双臂轮足机器人的对接槽内。
8、进一步地，每个所述腿部均与所述机身构成非共面的闭链五连杆机构；
9、所述小腿后臂、所述大腿后臂、所述大腿前臂以及所述小腿前臂相对所述机身的中部由内向外分布。
10、进一步地，所述主动轮转动连接于所述小腿前臂的足端，所述轮毂电机安装于所述小腿后臂的足端，且所述轮毂电机的输出轴与所述主动轮同轴固定连接。
11、进一步地，每个所述机械臂均具有三个自由度，均包括：大臂部、小臂部以及机械臂驱动电机；
12、每个所述大臂部均包括：大臂连杆、大臂驱动电机及连接关节；每个所述小臂部均包括：小臂连杆、执行件及小臂驱动电机；
13、所述机械臂驱动电机固定于所述机身的前端；所述连接关节与所述机械臂驱动电机的输出轴连接；所述大臂驱动电机安装于所述连接关节，所述大臂连杆的一端与所述大臂驱动电机的输出轴连接，所述大臂连杆的另一端安装有所述小臂驱动电机；
14、所述小臂连杆的一端与所述小臂驱动电机的输出轴连接，所述小臂连杆的另一端设有所述执行件，所述执行件能够夹持抓取物品。
15、进一步地，所述吸附铁设置于所述大臂连杆安装有小臂驱动电机一端的端部，且在所述小臂连杆均旋转至与所述大臂连杆重合时，所述吸附铁能够插入另一个所述可拼接五连杆双臂轮足机器人的对接槽内。
16、进一步地，所述大臂驱动电机的输出轴与所述机械臂驱动电机的输出轴轴线垂直；
17、所述大臂驱动电机的输出轴与所述小臂驱动电机的输出轴轴线平行；
18、所述机械臂驱动电机用于驱动机械臂整体相对所述机身水平运动；所述大臂驱动电机用于驱动所述大臂部相对所述机身俯仰运动；所述小臂驱动电机用于驱动所述小臂部相对所述大臂部俯仰运动。
19、进一步地，所述执行件为软体抓球。
20、进一步地，所述机身上安装有惯性导航模块和控制器；
21、所述惯性导航模块用于检测机器人在导航坐标系中包括速度、偏航角和位置在内的运动信息，并将上述运动信息反馈给所述控制器；
22、所述轮毂电机能够向所述控制器反馈所述主动轮的转速；所述前髋关节电机、所述后髋节电机、所述机械臂驱动电机、所述大臂驱动电机以及所述小臂驱动电机能够向所述控制器反馈各自电机的转动速度和转动角度信息；
23、所述控制器能够根据所述运动信息、主动轮转速、前髋关节电机、后髋节电机、机械臂驱动电机、大臂驱动电机以及小臂驱动电机的转动速度和转动角度信息控制各电机工作。
24、进一步地，所述机身包括底板、髋关节架以及碳纤维条；
25、所述前髋关节电机与所述后髋关节电机均通过所述髋关节架安装于所述底板的两侧；
26、所述碳纤维条连接所述底板两侧的前髋关节电机以及所述底板两侧的所述后髋关节电机。
27、此外，本专利技术还提供了一种可拼接五连杆双臂轮足机器人的拼接方法，当至少两个所述可拼接五连杆双臂轮足机器人需要首尾拼接成多足机器人时，各所述可拼接五连杆双臂轮足机器人均使闭链五连杆机构转换为凹五连杆模态，且除最前方的所述可拼接五连杆双臂轮足机器人外，其余所述可拼接五连杆双臂轮足机器人的所述小臂连杆均旋转至与所述大臂连杆重合，且机械臂均平行前伸，前伸的所述机械臂上的吸附铁在前方的所述可拼接五连杆双臂轮足机器人的所述电磁铁的吸力作用的辅助下插入前方的所述可拼接五连杆双臂轮足机器人的对接槽内。
28、有益效果：
29、(1)针对现有轮足机器人运动灵活性与负载能力难以兼得的特点，本专利技术对轮足机器人整体构型重新设计，组建了一种闭链五连杆机构，通过前髋关节电机和后髋关节电机的控制，闭链五连杆机构可以灵活转变成凹五边形结构，使机器人所占空间减小，也能转变为凸五边形结构，提升机器人负载能力，突破了并联结构工作空间小、灵活性差等局限性，机器人同时得以保持高负载能力，可在不同的场景下完成预期的工作；
30、而且，本专利技术在小腿部的足端安装主动轮，能够降低机器人在平坦地面上的运动能耗；且主动轮通过设置于足端的轮毂电机进行驱动，五连杆机构的两个前髋关节电机和后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，包括：机身、两个对称安装于机身两侧的腿部以及两个对称安装于机身前端的机械臂；
2.如权利要求1所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，每个所述腿部均与所述机身构成非共面的闭链五连杆机构；
3.如权利要求1所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，所述主动轮转动连接于所述小腿前臂的足端，所述轮毂电机安装于所述小腿后臂的足端，且所述轮毂电机的输出轴与所述主动轮同轴固定连接。
4.如权利要求1所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，每个所述机械臂均具有三个自由度，均包括：大臂部、小臂部以及机械臂驱动电机；
5.如权利要求4所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，所述吸附铁设置于所述大臂连杆安装有小臂驱动电机一端的端部，且在所述小臂连杆均旋转至与所述大臂连杆重合时，所述吸附铁能够插入另一个所述可拼接五连杆双臂轮足机器人的对接槽内。
6.如权利要求5所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，所述大臂驱动电机的输出轴与所述机械臂驱动电机的输
7.如权利要求4所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，所述执行件为软体抓球。
8.如权利要求1～7任意一项所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，所述机身上安装有惯性导航模块和控制器；
9.如权利要求1～6任意一项所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，所述机身包括底板、髋关节架以及碳纤维条；
10.一种可拼接五连杆双臂轮足机器人的拼接方法，其特征在于，利用权利要求1～9任意一项所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，当至少两个所述可拼接五连杆双臂轮足机器人需要首尾拼接成多足机器人时，各所述可拼接五连杆双臂轮足机器人均使闭链五连杆机构转换为凹五连杆模态，且除最前方的所述可拼接五连杆双臂轮足机器人外，其余所述可拼接五连杆双臂轮足机器人的所述小臂连杆均旋转至与所述大臂连杆重合，且机械臂均平行前伸，前伸的所述机械臂上的吸附铁在前方的所述可拼接五连杆双臂轮足机器人的所述电磁铁的吸力作用的辅助下插入前方的所述可拼接五连杆双臂轮足机器人的对接槽内。
...【技术特征摘要】
1.一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，包括：机身、两个对称安装于机身两侧的腿部以及两个对称安装于机身前端的机械臂；
2.如权利要求1所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，每个所述腿部均与所述机身构成非共面的闭链五连杆机构；
3.如权利要求1所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，所述主动轮转动连接于所述小腿前臂的足端，所述轮毂电机安装于所述小腿后臂的足端，且所述轮毂电机的输出轴与所述主动轮同轴固定连接。
4.如权利要求1所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，每个所述机械臂均具有三个自由度，均包括：大臂部、小臂部以及机械臂驱动电机；
5.如权利要求4所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，所述吸附铁设置于所述大臂连杆安装有小臂驱动电机一端的端部，且在所述小臂连杆均旋转至与所述大臂连杆重合时，所述吸附铁能够插入另一个所述可拼接五连杆双臂轮足机器人的对接槽内。
6.如权利要求5所述的一种可拼接五连杆双臂轮足机器人，其特征在于，所述大臂驱动电机的输出...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋文杰，刘昊，张瑞，延崇尚，孙双园，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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