本技術(shù)屬于機(jī)器人，特別是涉及一種機(jī)械腿、輪足機(jī)器人及輪足移動終端。

背景技術(shù)：

1、輪足機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形態(tài)大致分為兩類，第一類是大腿單元的一端與小腿單元的一端通過轉(zhuǎn)軸相連，小腿單元的另一端設(shè)置驅(qū)動裝置，通過驅(qū)動裝置實現(xiàn)輪足機(jī)器人移動，此類輪足機(jī)器人在平地工況行駛較為靈活，但遇到較為復(fù)雜的路況，如臺階或者陡坡時，越障的通過性和安全性均較差。第二類是大腿單元的一端與小腿單元的中端固定連接，小腿單元的前后兩端分別設(shè)置前驅(qū)動裝置、后驅(qū)動裝置，通過前驅(qū)動裝置、后驅(qū)動裝置實現(xiàn)輪足機(jī)器人的移動，此類輪機(jī)器人在顛簸路面、小臺階和陡坡等工況下有一定的通過性，但遇到連續(xù)臺階時，由于大腿單元與小腿單元固定連接，無法調(diào)節(jié)輪足機(jī)器人重心，導(dǎo)致連續(xù)臺階等復(fù)雜路況的越障性較差，且其在平地路面靈活性差。

2、可見，現(xiàn)有的輪足機(jī)器人很難兼顧平地路面的靈活性與復(fù)雜路況的越障通過性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種機(jī)械腿、輪足機(jī)器人及輪足移動終端，以解決現(xiàn)有的輪足機(jī)器人很難兼顧平地路面靈活性與復(fù)雜路況的越障通過性的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，一方面，本實用新型實施例提供一種機(jī)械腿，包括大腿單元、小腿單元及膝關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置，所述大腿單元包括大腿支架，所述小腿單元包括小腿支架、連接在所述小腿支架的前端的第一行進(jìn)輪裝置及連接在所述小腿支架的后端的第二行進(jìn)輪裝置；

3、所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置包括連接在所述大腿支架與小腿支架之間的膝關(guān)節(jié)電機(jī)；所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)，用于驅(qū)動所述大腿單元相對所述小腿單元繞第一軸線轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)所述大腿支架與小腿支架的相對角度；

4、所述第一行進(jìn)輪裝置包括第一電機(jī)及連接在所述第一電機(jī)的輸出軸端的第一行進(jìn)輪；所述第一電機(jī)，用于驅(qū)動所述第一行進(jìn)輪相對于所述小腿支架繞第二軸線轉(zhuǎn)動；

5、所述第二行進(jìn)輪裝置包括第二電機(jī)及連接在所述第二電機(jī)的輸出軸端的第二行進(jìn)輪；所述第二電機(jī)，用于驅(qū)動所述第二行進(jìn)輪相對于所述小腿支架繞第三軸線轉(zhuǎn)動；

6、所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置位于所述第一行進(jìn)輪裝置及第二行進(jìn)輪裝置之間，且所述第一電機(jī)的軸線、第二電機(jī)的軸線與所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)的軸線平行。

7、本實用新型實施例的機(jī)械腿，大腿單元與小腿單元直接通過膝關(guān)節(jié)電機(jī)連接，膝關(guān)節(jié)電機(jī)用于驅(qū)動大腿單元相對小腿單元繞第一軸線轉(zhuǎn)動，通過控制膝關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，并將此轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等通過輸出軸端傳遞給小腿單元，從而調(diào)整和維持采用該機(jī)械腿的輪足機(jī)器人的姿態(tài)和重心。這樣，能夠精準(zhǔn)、有效地實現(xiàn)大腿單元與小腿單元之間角度調(diào)整。大腿單元與小腿單元之間角度調(diào)整，能夠改變大腿單元和小腿單元的相對角度，以使得連接在小腿支架的前端的第一行進(jìn)輪裝置及連接在小腿支架的后端的第二行進(jìn)輪裝置中的至少一個能夠脫離地面。這樣，采用該機(jī)械腿的輪足機(jī)器人(四輪)可以實現(xiàn)兩輪驅(qū)動模式(第一行進(jìn)輪裝置與第二行進(jìn)輪裝置僅有一個著地)與四輪驅(qū)動模式(第一行進(jìn)輪裝置與第二行進(jìn)輪裝置均著地)的切換，實現(xiàn)了輪足機(jī)器人的兩輪驅(qū)動和四輪驅(qū)動兩種形態(tài)。將輪足機(jī)器人切換成兩輪驅(qū)動模式時，可以在平地或緩坡工況下靈活、快速的行駛；將輪足機(jī)器人切換成四輪驅(qū)動模式時，能夠保證輪足機(jī)器人在連續(xù)臺階、陡坡等復(fù)雜工況的越障通過性。由此，能夠很好地兼顧平地路面的靈活性與復(fù)雜路況的越障通過性。

8、另外，輪足機(jī)器人閑置時，可以將大腿支架與小腿支架的相對角度調(diào)節(jié)至0(或接近0)，輪足機(jī)器人可以折疊，以節(jié)省放置空間。

9、可選地，通過調(diào)節(jié)所述大腿支架與小腿支架的相對角度，能夠使得所述第二行進(jìn)輪懸空或著地。

10、可選地，所述第一行進(jìn)輪裝置及第二行進(jìn)輪裝置的至少一個可拆離所述小腿支架。

11、可選地，所述第一電機(jī)的殼體與所述第二電機(jī)的殼體中的至少一個與所述小腿支架可拆卸地連接。

12、可選地，所述第一軸線、第二軸線及第三軸線平行。

13、可選地，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)的殼體固定在所述小腿支架上，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸端連接所述大腿支架的下端；

14、所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸端的旋轉(zhuǎn)軸線與所述第一軸線重合。

15、可選地，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸端與所述大腿支架的下端的其中一個上設(shè)置有限轉(zhuǎn)凸臺，另一個上設(shè)置限轉(zhuǎn)凹槽，所述限轉(zhuǎn)凸臺插裝在所述限轉(zhuǎn)凹槽中，以限制所述大腿支架與所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸端的相對轉(zhuǎn)動。

16、可選地，所述小腿支架包括小腿支架前段、小腿支架后段及連接在所述小腿支架前段與小腿支架后段之間的小腿支架中段，所述第一電機(jī)的殼體固定在所述小腿支架前段上，所述第二電機(jī)的殼體固定在所述小腿支架后段上，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)的殼體固定在所述小腿支架中段上。

17、可選地，所述小腿支架前段包括小腿支架前段主體、連接在所述小腿支架前段主體的前端內(nèi)側(cè)的第一電機(jī)內(nèi)側(cè)固定環(huán)及連接在所述小腿支架前段主體的前端外側(cè)的第一電機(jī)外側(cè)固定環(huán)，所述第一電機(jī)的殼體固定在所述第一電機(jī)內(nèi)側(cè)固定環(huán)及第一電機(jī)外側(cè)固定環(huán)上。

18、可選地，所述第一電機(jī)內(nèi)側(cè)固定環(huán)與所述小腿支架前段主體可拆卸連接。

19、可選地，所述小腿支架前段主體的前端內(nèi)側(cè)設(shè)置有第一鋸齒結(jié)構(gòu)，所述第一電機(jī)內(nèi)側(cè)固定環(huán)的后端設(shè)置有與所述第一鋸齒結(jié)構(gòu)匹配插接的第二鋸齒結(jié)構(gòu)。

20、可選地，所述小腿支架中段包括左右相對設(shè)置的膝關(guān)節(jié)電機(jī)內(nèi)側(cè)固定環(huán)及膝關(guān)節(jié)電機(jī)外側(cè)固定環(huán)，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)內(nèi)側(cè)固定環(huán)連接在所述小腿支架前段的后端內(nèi)側(cè)與所述小腿支架后段的前端內(nèi)側(cè)之間，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)外側(cè)固定環(huán)連接在所述小腿支架前段的后端外側(cè)與所述小腿支架后段的前端外側(cè)之間；

21、所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)的殼體固定在所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)內(nèi)側(cè)固定環(huán)及膝關(guān)節(jié)電機(jī)外側(cè)固定環(huán)之間。

22、可選地，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)內(nèi)側(cè)固定環(huán)與所述小腿支架前段及所述小腿支架后段可拆卸連接。

23、可選地，所述小腿支架前段的后端內(nèi)側(cè)設(shè)置有第三鋸齒結(jié)構(gòu)，所述小腿支架后段的前端內(nèi)側(cè)設(shè)置有第四鋸齒結(jié)構(gòu)，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)內(nèi)側(cè)固定環(huán)的前端設(shè)置有與所述第三鋸齒結(jié)構(gòu)匹配插接的第五鋸齒結(jié)構(gòu)，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)內(nèi)側(cè)固定環(huán)的后端設(shè)置有與所述第四鋸齒結(jié)構(gòu)匹配插接的第六鋸齒結(jié)構(gòu)。

24、可選地，所述小腿支架后段的外側(cè)設(shè)置有第二電機(jī)外側(cè)固定環(huán)，所述第二電機(jī)的殼體固定在所述第二電機(jī)外側(cè)固定環(huán)上。

25、可選地，所述小腿支架前段的后部、小腿支架中段及小腿支架后段組成方形框架，所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置及第二電機(jī)位于所述方形框架內(nèi)。

26、可選地，所述大腿支架包括內(nèi)側(cè)安裝架、外側(cè)安裝架及連接在所述內(nèi)側(cè)安裝架與外側(cè)安裝架之間的連接架。

27、可選地，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)的軸向兩端分別設(shè)置輸出軸端，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)的一個輸出軸端連接所述內(nèi)側(cè)安裝架的下端，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)的另一個輸出軸端連接所述外側(cè)安裝架的下端。

28、可選地，所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置還包括扭簧，所述扭簧套設(shè)在所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)的殼體的外周上，所述扭簧的其中一個自由端固定在所述大腿支架上，所述扭簧的另一個自由端固定在所述小腿支架上。

29、另一方面，本實用新型實施例提供一種輪足機(jī)器人，包括底座及連接在所述底座的左右兩側(cè)的上述的機(jī)械腿。

30、可選地，所述機(jī)械腿的大腿支架的上端與所述底座轉(zhuǎn)動連接，所述機(jī)械腿還包括髖關(guān)節(jié)電機(jī)；

31、所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)安裝在所述大腿支架的上端，用于驅(qū)動所述底座相對于所述大腿支架繞第四軸線轉(zhuǎn)動；其中，所述第四軸線平行于第一軸線。

32、可選地，所述底座包括底板以及設(shè)置在所述底板下方的安裝座，所述大腿支架的上端轉(zhuǎn)動連接在所述安裝座上；

33、所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)的殼體固定在所述安裝座上，所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸端連接所述大腿支架的上端；

34、所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸端的旋轉(zhuǎn)軸線與所述第四軸線重合。

35、可選地，還包括安裝在所述底板上的動力電池。

36、可選地，所述大腿支架的上端相對設(shè)置有內(nèi)側(cè)連接盤及外側(cè)連接盤，所述安裝座包括相對設(shè)置的內(nèi)側(cè)連接耳及外側(cè)連接耳，所述內(nèi)側(cè)連接耳及外側(cè)連接耳位于所述內(nèi)側(cè)連接盤及外側(cè)連接盤之間；

37、所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)安裝在所述內(nèi)側(cè)連接耳及外側(cè)連接耳之間，所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸端連接所述內(nèi)側(cè)連接盤及外側(cè)連接盤的至少一個。

38、可選地，所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)的軸向兩端分別設(shè)置輸出軸端，所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)的一個輸出軸端連接所述內(nèi)側(cè)連接盤，所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)的另一個輸出軸端連接所述外側(cè)連接盤。

39、可選地，還包括內(nèi)側(cè)法蘭盤及外側(cè)法蘭盤，所述內(nèi)側(cè)法蘭盤設(shè)置在所述內(nèi)側(cè)連接耳與內(nèi)側(cè)連接盤之間，所述外側(cè)法蘭盤設(shè)置在所述外側(cè)連接耳與外側(cè)連接盤之間，所述內(nèi)側(cè)法蘭盤固定在所述內(nèi)側(cè)連接盤上，所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)的一個輸出軸端連接所述內(nèi)側(cè)法蘭盤，所述外側(cè)法蘭盤固定在所述外側(cè)連接盤上，所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)的另一個輸出軸端連接所述外側(cè)法蘭盤。

40、本實用新型實施例的輪足機(jī)器人，具有上述的機(jī)械腿的所有優(yōu)點。

41、當(dāng)輪足機(jī)器人采用兩輪驅(qū)動模式時，通過控制膝關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，并將此轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等通過其輸出軸端傳遞給小腿單元，從而控制大腿單元和小腿單元的相對角度，實現(xiàn)輪足機(jī)器人的兩輪驅(qū)動站立姿態(tài)。

42、在輪足機(jī)器人處于兩輪驅(qū)動站立姿態(tài)下，依靠第一行進(jìn)輪裝置與第二行進(jìn)輪裝置中著地的一個提供行駛動力。以第一行進(jìn)輪裝置著地為例，第一電機(jī)通過其輸出軸端將轉(zhuǎn)速、扭矩等傳遞給第一行進(jìn)輪，實現(xiàn)第一行進(jìn)輪的轉(zhuǎn)動，從而帶動輪足機(jī)器人行駛，通過控制第一電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，實現(xiàn)輪足機(jī)器人兩輪驅(qū)動模式下不同工況下的行駛需求。以第二行進(jìn)輪裝置著地為例，第二電機(jī)通過其輸出軸端將轉(zhuǎn)速、扭矩等傳遞給第二行進(jìn)輪，實現(xiàn)第二行進(jìn)輪的轉(zhuǎn)動，從而帶動輪足機(jī)器人行駛，通過控制第二電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，實現(xiàn)兩輪驅(qū)動模式下輪足機(jī)器人不同工況下的行駛需求。

43、當(dāng)輪足機(jī)器人采用四輪驅(qū)動時，第一行進(jìn)輪裝置與第二行進(jìn)輪裝置均著地，通過分別控制第一電機(jī)和第二電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，實現(xiàn)四輪驅(qū)動模式下輪足機(jī)器人不同工況下的行駛需求。

44、在輪足機(jī)器人行駛過程中，可通過控膝關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，從而改變大腿單元和小腿單元的相對角度，以適應(yīng)不同工況的行駛需求。如遇到連續(xù)臺階時，可實時調(diào)節(jié)大腿單元和小腿單元的相對角度，通過調(diào)整輪足機(jī)器人的重心，使其更容易的越過障礙，提升其越障性能。如遇到凹凸不平的路面時，可實時調(diào)節(jié)大腿單元和小腿單元的相對角度，以適應(yīng)行進(jìn)輪與路面的接觸情況，減少路面?zhèn)鬟f給輪足機(jī)器人的振動，提升輪足機(jī)器人的舒適性。

45、再一方面，本實用新型實施例提供一種輪足移動終端，其包括上述的輪足機(jī)器人。

46、本實用新型實施例的輪足移動終端，具有上述的輪足機(jī)器人的所有優(yōu)點。