1.本发明属于工业机械装置技术领域，具体涉及一种复杂环境多轮腿移动机器人。
背景技术：
2.在日常中会存在一些人无法到达的地方和可能危及人生命的特殊场合。如灾难发生矿井、防灾救援等。这些环境的共同特点是地形不规则和崎岖不平，从而使一些单一使用轮式机器人或履带式机器人的应用受到限制。轮式移动方式在相对平坦的地形上行驶时，具有相当的优势运动速度迅速、平稳，结构和控制也较简单，但在不平地面上行驶时，能耗将大大增加，而在松软地面或严重崎岖不平的地形上，车轮的作用也将严重丧失移动效率大大降低。履带式机器人在不平地面上的机动性仍然很差行驶时机身晃动严重。轮式和履带式机器人的运动轨迹是一条条连续的辙迹。崎岖地形中往往含有岩石、泥土、沙子甚至峭壁和陡坡等障碍物可以稳定支撑机器人的连续路径十分有限,这意味着轮式和履带式机器人在这种地形中已经不适用。
3.轮子是轮式机器人运动中最重要的子系统之一，它们在运输、物流和配送中发挥着重要作用。使用轮子比使用履带和腿更简单，更容易对在平坦地面上移动的机器人进行设计、制作和编程。与腿的控制相比，轮的控制更简单。轮子需要与地面接触，在平衡问题上不会出现大困难。轮式运动的主要缺点是很难通过高度超过半个轮径的障碍物和离散的崎岖地面，比如岩石地形、沟壑、陡峭的坡面以及低摩擦区域等。与轮式机器人相比，腿式机器人最大的优势是能够穿越更具挑战性的复杂崎岖地形，对环境的破坏程度较小，敏捷灵活，同时能耗也比较少，应用范围广泛。腿越多的机器人，稳定性越高，控制越容易，但能耗更大，制作成本也增加很多。腿式机器人的主要缺点是结构复杂，在平坦连续的地面上性能和效率远不如轮式机器人。
技术实现要素：
4.为了克服上述不足，本发明提供一种复杂环境多轮腿移动机器人，是一种适应各类地形，可遥控的半智能多轮腿步行机器人；轮腿机器人结合了以上两种移动方式的优点，既有轮式机器人的效率和速度，也有腿式机器人穿越复杂地形的能力。
5.一种复杂环境多轮腿移动机器人，包括壳体10、四轴精密机械臂1，机械腿机构；其中壳体10顶部一侧设有四轴精密机械臂1，四轴精密机械臂1内侧的壳体10前后两端分别设有开口，开口处设有机械腿机构，壳体10开口处左右两侧的壳体10底部还分别设置有多个机械腿机构；
6.所述四轴精密机械臂1包括机械爪11、手爪驱动电机12、机械臂小臂13、机械臂大臂14、小臂驱动电机15、旋转驱动电机16、大臂驱动电机17、机械臂底盘18、机械臂支架19、旋转底盘20、支撑杆42、拉杆一46、拉杆二47、拉杆三48、三角架45，其中机械臂支架19固定在旋转底盘20上，旋转底盘20通过滚珠轴承连接在机械臂底盘18上，机械臂底盘18固定在壳体10顶面上，旋转驱动电机16和支撑杆42均设置在机械臂支架19内的旋转底盘20上，且
旋转驱动电机16的驱动轴连接在旋转底盘20上，能够驱动旋转底盘20旋转；
7.所述机械爪11包括连接架34，手爪驱动电机36、圆柱销37，螺杆推板38，手指39、手抓驱动电机安装三角支架，其中手爪驱动电机36左侧固定在连接架34内，手爪驱动电机36右侧嵌入在手抓驱动电机安装三角支架的左下方，且其驱动轴与手抓驱动电机安装三角支架该处的一角通过转轴连接；连接架34前后两端分别铰接有手指39，手指39右侧之间通过螺杆推板38连接在一起，手爪驱动电机36的电机驱动轴35连接在螺杆推板38右侧；
8.机械臂大臂14连接在机械臂支架19内侧上方，且其一端与固定在机械臂支架19一侧外部的大臂驱动电机17的转轴连接，另一端与固定在机械臂支架19另一侧外部的小臂驱动电机15驱动轴连接，其中所述小臂驱动电机15的驱动轴依次穿过机械臂支架19侧壁和机械臂大臂14后与位于机械臂支架19内侧的电机摆轴杆44底部连接；所述电机摆轴杆44顶端内侧与拉杆一46底部外侧通过转轴连接，拉杆一46顶部通过转轴连接在机械臂小臂13一侧端部，拉杆二47底部通过转轴连接在支撑杆42顶部，拉杆二47顶部通过转轴连接在三角架45顶部的一角，三角架45顶部的另外一角通过转轴与位于机械臂小臂13内部的拉杆三48顶部连接，拉杆三48底部通过转轴连接在手抓驱动电机安装三角支架上方的一角处；机械臂小臂13顶部内侧、机械臂大臂14顶部内部和三角架45底部一角通过支撑住57活动连接在一起；手抓驱动电机安装三角支架右下方一角通过转轴连接在机械臂小臂13底部之间；
9.所述连接架34分为上下两层架体，每一层架体均包括右侧的竖杆以及设置在竖杆前后两端的前连接杆和后连接杆，手爪驱动电机36固定在连接架34上下两层架体右侧的竖杆之间，手指39通过圆柱销37连接在对应的后连接杆或前连接杆之间。
10.所述手指39包括上下两层手指架体，每层手指架体均包括l型连接杆和抓取板，其中l型连接杆包括长杆和短杆，其中抓取板固定在长杆左侧端部，两层手指架体的l型连接杆的长杆左侧通过连接杆连接在一起，两层手指架体的l型连接杆的长杆右侧通过圆柱销37连接在对应的后连接杆或前连接杆之间，前后两个手指39的手指架体的l型连接杆的短杆之间通过螺杆推板38连接在一起；
11.所述机械腿机构包括机械腿固定底板56、十字万向节22、x轴拉杆驱动电机23、y轴拉杆驱动电机24、x轴拉杆25、y轴拉杆26、驱动推杆27、伺服电缸28、拉杆固定环29、电缸连接头211、橡胶减震器33、轮支臂213、驱动轮214、拉杆固定支架52；其中机械腿固定底板56固定在壳体10底部，机械腿固定底板56底部两侧分别固定有拉杆固定支架52，拉杆固定支架52之间的机械腿固定底板56底部设有伺服电缸28，伺服电缸28顶部通过十字万向节22连接在机械腿固定底板56底部，且伺服电缸28底部的活动端通过电缸连接头211与机械腿地脚板30连接；机械腿地脚板30外侧固定有与其对齐设置的旋转电机固定座49，旋转电机31套置并固定在旋转电机固定座49内，且其驱动轴穿过旋转电机固定座49的部分外部套置有第一齿轮，第一齿轮与设置在柱支撑板53上的第二齿轮50啮合；电缸连接头211、机械腿地脚板30和第二齿轮50通过钢销连接在一起；
12.橡胶减震器33固定在柱支撑板53底部，橡胶减震器33两侧壁上分别固定有轮支臂213，驱动轮214通过转轴连接在轮支臂213底部之间；
13.x轴拉杆驱动电机23和y轴拉杆驱动电机24分别固定在拉杆固定支架52上，且x轴拉杆驱动电机23和y轴拉杆驱动电机24的传动轴分别通过驱动推杆27与x轴拉杆25和y轴拉杆26的一端连接，x轴拉杆25和y轴拉杆26的另一端分别连接在拉杆固定环29相邻的两个侧
壁上，拉杆固定环29套置并固定在伺服电缸28的缸体210外。
14.所述壳体10的开口处设有方形框架，方形框架一侧固定有电机固定板233和电器固定板234，所述电机固定板233上安装有减速电机223，电器固定板234上安装有步进电机235，其中步进电机235与减速电机223配合连接，减速电机223的传动轴外部套制有小齿轮222，长轴230通过第一带键轴承座218和第二带键轴承座226连接在机械腿固定底板56上方，，且长轴230一端端部通过第一轴承座225连接在方形框架另一侧，长轴230另一端端部通过第二轴承座228连接在减速电机223右侧的方形框架上，且长轴230该端外套置有大齿轮231，大齿轮231通过皮带232与小齿轮222连接，减速电机235控制小齿轮222转动，小齿轮222通过皮带232带动大齿轮231转动，从而带动长轴230转动，进而带动机械腿机构的机械腿固定底板56转动，使得对应的机械腿机构实现上翻动作。
15.所述驱动推杆27包括固定套和固定在其上的推杆本体。
16.所述x轴拉杆驱动电机23固定在一侧拉杆固定支架52内侧，且其驱动轴穿过拉杆固定支架52的部分外套置并固定有驱动推杆27的固定套，驱动推杆27的推杆本体端部通过万向节51与x轴拉杆25连接。
17.所述y轴拉杆驱动电机24固定在另一侧拉杆固定支架52内侧，且其驱动轴穿过拉杆固定支架52的部分外套置并固定有驱动推杆27的固定套，驱动推杆27的推杆本体端部通过万向节51与y轴拉杆26连接。
18.所述高清双目摄像头6设置在四轴精密机械臂1对面一侧的壳体10上，高清双目摄像头6外侧的壳体10两端分别设有通讯模块5——通信天线。
19.所述机械腿地脚板30上固定有激光测距传感器32。
20.还包括机械腿固定侧板21，其中机械腿固定底板56前后壁底部设有机械腿固定侧板21。
21.还包括九轴姿态传感器215，其中九轴姿态传感器215设置在伺服电缸28顶部。
22.所述机械人运动之前均需要做自检，自检过程如下：
23.9、7、3号机械腿机构为一组，8、4、2号机械腿机构为另一组，控制器会根据每条机械腿机构上的九轴姿态传感器215进行识别机械腿机构的垂直夹角即伺服电缸28的缸体210中轴线所在方向与机械腿固定底板56之间的夹角，并判断机械腿机构的垂直夹角大小，使机械腿机构依次进行垂直角夹校正，确保机械腿机构能够垂直放置于地面上，即使得机械腿机构的垂直夹角为90度；将机器人的姿态调整至最佳状态；
24.所述机械腿机构进行伸长运动的过程为：伸长时，伺服电缸28内部丝杠旋转带动电缸尾部活塞缸下移，活塞缸将电杠连接头211以下部分顶出，实现伸长。
25.所述机械腿机构向前摆动过程如下：
26.控制x轴拉杆驱动电机23和y轴拉杆驱动电机24分别带动x轴拉杆25和y轴拉杆26运动，进而通过拉杆固定环29带动伺服电缸28移动，使该机械腿机构的伺服电缸28的缸体210中轴线所在方向与机械腿固定底板56之间呈一定角度，来实现运动，具体为：
27.向前运动时，右侧的驱动推杆27绕x轴拉杆驱动电机23的传动轴顺时针旋转，使得右侧的驱动推杆27与x轴拉杆25之间夹角变大，而左侧的驱动推杆27绕y轴拉杆驱动电机24的传动轴顺时针旋转，使得左侧的驱动推杆27与y轴拉杆26之间夹角变小，而x轴拉杆25与y轴拉杆26与拉杆固定环29连接，拉杆固定环29又是固定在伺服电缸28上，就使得对应的机
械腿机构前移；
28.机械腿机构向后摆动过程如下：
29.向后运动时，右侧的驱动推杆27绕x轴拉杆驱动电机23的传动轴逆时针旋转，使得右侧的驱动推杆27与x轴拉杆25之间夹角变小，而左侧的驱动推杆27绕y轴拉杆驱动电机24的传动轴逆时针旋转，使得左侧的驱动推杆27与y轴拉杆26之间夹角变大，而x轴拉杆25与y轴拉杆26与拉杆固定环29连接，拉杆固定环29又是固定在伺服电缸28上，就使得对应的机械腿机构后移；
30.机械腿机构向左摆动过程如下：控制x轴拉杆驱动电机23和y轴拉杆驱动电机24分别带动x轴拉杆25和y轴拉杆26运动，进而通过拉杆固定环29带动伺服电缸28向左移动，使该机械腿机构的伺服电缸28的缸体210中轴线所在方向与机械腿固定底板56呈一定角度，来实现运动，具体为：
31.向左运动时，左侧的驱动推杆27受x轴拉杆驱动电机25驱动，绕其传动轴逆时针旋转，使得左侧的驱动推杆27与y轴拉杆26之间夹角变大，而右侧的驱动推杆27受y轴拉杆驱动电机24驱动逆时针旋转，使得右侧的驱动推杆27与x轴拉杆25之间夹角变小，而x轴拉杆25与y轴拉杆26与拉杆固定环29连接，拉杆固定环29又是固定在伺服电缸28上，就使得对应的机械腿机构左移；
32.机械腿机构向右摆动过程如下：
33.向右运动时，左侧的驱动推杆27受x轴拉杆驱动电机25驱动，绕其传动轴顺时针旋转，使得左侧的驱动推杆27与y轴拉杆26之间夹角变小，而右侧的驱动推杆27受y轴拉杆驱动电机24驱动顺时针旋转，使得右侧的驱动推杆27与x轴拉杆25之间夹角变大，而x轴拉杆25与y轴拉杆26与拉杆固定环29连接，拉杆固定环29又是固定在伺服电缸28上，就使得对应的机械腿机构右移。
34.所述机器人做前向运动：9、7、3号机械腿机构向后摆动，车身向前移动一段，8、4、2号机械腿机构垂直伸长，9、7、3号机械腿机构缩短向后摆动，8、4、2号机械腿机构向后摆动；以此类推机器人做前后运行动作；
35.机器人做左右运动：9、7、3号机械腿机构向右摆动，车身向左移动一段，8、4、2号机械腿机构垂直伸长，9、7、3号机械腿机构缩短向右摆动，8、4、2号机械腿机构向右摆动；以此类推机器人做左右运行动作；
36.机器人中腿上翻：面对复杂崎岖地形以及俩侧有过道时，中腿上翻动作能够使得机器人直接依靠外侧俩条机械腿机构穿过，同时也能够保持平衡，具体内容如下：
37.机器人在做中腿上翻动作时，9、7、4、2号机械腿机构伸长，8、3号机械腿机构向上收缩，然后8、3号机械腿机构向上翻转。
38.本发明的有益效果：
39.本发明结构简单，操作方便，无需人力，工作效率高，成本低，另外使用电驱动的方式减小空气污染和噪音污染，可在多种地形灵活移动，能够准确，高效完成巡检探测的任务，能够充分发挥轮、腿运动的混联式六轮腿机器人具有重要理论意义和应用价值。
附图说明
40.图1是本发明的结构示意图。
41.图2是本发明四轴精密机械臂的结构示意图。
42.图3是本发明四轴精密机械臂的部分结构示意图
43.图4是本发明四轴精密机械臂的细节结构示意图。
44.图5是本发明四轴精密机械臂的内部结构示意图。
45.图6是本发明四轴精密机械臂的内部部分结构示意图。
46.图7是本发明的机械爪结构示意图。
47.图8是本发明机械爪的侧面结构示意图。
48.图9是本发明的机械腿结构示意图。
49.图10是本发明的机械腿上面部分结构示意图。
50.图11是本发明的机械腿下面部分结构示意图。
51.图12是本发明的机械腿下面部分侧面结构示意图。
52.图13是本发明的机械腿相邻机械腿结构示意图。
53.图14是本发明的壳体开口处机械腿机构连接示意图。
54.图15是本发明的壳体开口处机械腿机构另一面连接示意图。
55.图16是本发明的伺服电缸结构示意图。
56.图17是本发明控制器控制关系示意图。
57.图18是本发明控制器示意图。
58.其中：四轴精密机械臂1；机械腿机构(分为2、4、8，3、7、9号机械腿机构)；通讯模块5；高清双目摄像头6；壳体10；机械爪11；手爪驱动电机12；机械臂小臂13；机械臂大臂14；小臂驱动电机15；旋转驱动电机16；大臂驱动电机17；机械臂底盘18；机械臂支架19；旋转底盘20；机械腿固定底板21；十字万向节22；x轴拉杆驱动电机23；y轴拉杆驱动电机24；x轴拉杆25；y轴拉杆26；驱动推杆27；伺服电缸28；拉杆固定环29；机械腿地脚30；旋转电机31；激光测距传感器32；橡胶减震器33；连接架34；电机驱动轴35；驱动电机36；圆柱销37；螺杆推板38；手指39；固定圆键41；支撑杆42；铰链连接杆43；电机摆轴杆44；三脚架45；拉杆一46；拉杆二47；拉杆三48；旋转电机固定座49；第二齿轮50；十字万向节51；拉杆固定支架52；柱支撑板53；电机摆轴杆下端55；机械腿固定底板56；支撑住57；缸体210；电缸连接头211；橡胶减震系统212；轮支臂213；驱动轮214；九轴姿态传感器215；；轴套a 217；第一带键轴承座218；轴套b 219；方管220；小齿轮222；减速电机223；第一轴承座225；第二带键轴承座226；轴套c 227；第二轴承座228；长轴230；大齿轮231；皮带232；电机固定板233；电器固定板234。
具体实施方式
59.实施例1
60.一种复杂环境多轮腿移动机器人，既有轮式机器人的效率和速度，也有腿式机器人穿越复杂地形的能力。比如灾后废墟上的搜救，轮腿机器人更能胜任这种任务。轮腿机器人在其腿末端或关节处安装轮子，可以通过轮旋转来移动，同时用腿来调整因地形高低不平带来的机器人位姿变化。当有障碍物阻碍移动时，机器人就会切换到腿式运动。
61.机器人的整体结构做了轻量化设计，机器人的身体部分采用矩形钢管组成框架结构焊接加工；机器人的身体电器固定板采用质量较轻结构强度大的铝板加工；机器人的外
管保护壳采用厚不锈钢板组成壳体结构焊接加工；机器人的6条机械腿采用了轻量化处理，机器人的机械腿固定板采用了镂空结构设计既保证了机械腿的结构强度有降低了整体重量；机械腿的各个驱动电机固定单元均采用结构稳定的框架焊接结构，使用的加工材料均为高强度薄板结构钢。
62.如图1所示，一种复杂环境多轮腿移动机器人，包括壳体10、四轴精密机械臂1，机械腿机构，系统控制板，通讯模块5和高清双目摄像头6；其中壳体10顶部一侧设有四轴精密机械臂1，另一侧设有通讯模块5和高清双目摄像头6，四轴精密机械臂1内侧的壳体10前后两端分别设有开口，开口处设有机械腿机构(前后开口处设置的分别为3号和8号机械腿机构)，壳体10开口处左右两侧的壳体10底部还分别设置有多个机械腿机构，系统控制板设置在壳体10内部；所述壳体10左侧端部底部的前后两端分别设有4号和9号机械腿机构，所述壳体10右侧端部底部的前后两端分别设有2号和7号机械腿机构；
63.如图2-6所示，所述四轴精密机械臂1包括机械爪11、手爪驱动电机12、机械臂小臂13、机械臂大臂14、小臂驱动电机15、旋转驱动电机16、大臂驱动电机17、机械臂底盘18、机械臂支架19、旋转底盘20、支撑杆42、拉杆一46、拉杆二47、拉杆三48、三角架45，其中机械臂支架19固定在旋转底盘20上，旋转底盘20通过滚珠轴承连接在机械臂底盘18上，机械臂底盘18固定在壳体10顶面上，旋转驱动电机16和支撑杆42均设置在机械臂支架19内的旋转底盘20上，且旋转驱动电机16的驱动轴连接在旋转底盘20上，能够驱动旋转底盘20旋转；
64.如图7-8所示，所述机械爪11包括连接架34，手爪驱动电机36、圆柱销37，螺杆推板38，手指39、手抓驱动电机安装三角支架，其中手爪驱动电机36左侧固定在连接架34内，手爪驱动电机36右侧嵌入在手抓驱动电机安装三角支架的左下方，且其驱动轴与手抓驱动电机安装三角支架该处的一角通过转轴连接；连接架34前后两端分别铰接有手指39，两个手指39右侧之间通过螺杆推板38连接在一起，手爪驱动电机36的电机驱动轴35连接在螺杆推板38右侧；
65.机械臂大臂14连接在机械臂支架19内侧上方，且其一端与固定在机械臂支架19一侧外部的大臂驱动电机17的转轴通过固定圆键41连接(机械臂大臂14包括前后各一个镂空连接板，其中每个镂空连接板对应连接在机械臂支架19的前后壁内侧上方，机械臂大臂14受大臂驱动电机17的转轴转动来实现前后转动)，另一端与固定在机械臂支架19另一侧外部的小臂驱动电机15驱动轴连接，其中所述小臂驱动电机15的驱动轴依次穿过机械臂支架19侧壁和机械臂大臂14后与位于机械臂支架19内侧的电机摆轴杆44底部连接(电机摆轴杆44下端套置在小臂驱动电机15驱动轴端部外)，所述电机摆轴杆44顶端内侧与拉杆一46底部外侧通过转轴连接，拉杆一46顶部通过转轴连接在机械臂小臂13一侧端部，拉杆二47底部通过转轴连接在支撑杆42顶部，拉杆二47顶部通过转轴连接在三角架45顶部的一角，三角架45顶部的另外一角通过转轴与位于机械臂小臂13内部的拉杆三48顶部连接，拉杆三48底部通过转轴连接在手抓驱动电机安装三角支架上方的一角处；机械臂小臂13顶部内侧、机械臂大臂14顶部内部和三角架45底部一角通过支撑住57活动连接在一起(支撑住57两端端部分别依次穿过机械臂小臂13和机械臂大臂14，三角架45底部一角套置在支撑住57中部)；手抓驱动电机安装三角支架右下方一角通过转轴连接在机械臂小臂13底部之间；
66.所述连接架34分为上下两层架体，每一层架体均包括右侧的竖杆以及设置在竖杆前后两端的前连接杆和后连接杆，手爪驱动电机36固定在连接架34上下两层架体右侧的竖
杆之间，手指39通过圆柱销37连接在对应的后连接杆或前连接杆之间。
67.所述手指39包括上下两层手指架体，每层手指架体均包括l型连接杆和抓取板，其中l型连接杆包括长杆和短杆，其中抓取板固定在长杆左侧端部，两层手指架体的l型连接杆的长杆左侧通过连接杆连接在一起，两层手指架体的l型连接杆的长杆右侧通过圆柱销37连接在对应的后连接杆或前连接杆之间，前后两个手指39的手指架体的l型连接杆的短杆之间通过螺杆推板38连接在一起(上下两层的前端两个手指39的短杆之间通过圆柱销连接在螺杆推板38前端，上下两层的后端两个手指39的短杆之间通过圆柱销连接在螺杆推板38后端)；
68.连接架34通过圆柱销37与手指39相互构成铰链连接，手爪驱动电机36的电机驱动轴35与螺杆推板38右侧通过螺丝固定，整体与手爪驱动电机36连接形成整体手爪，通过驱动电机36来控制电机驱动轴35的前后伸缩控制机械爪的张合。
69.如图9-13所示，所述机械腿机构包括机械腿固定底板56、十字万向节22、x轴拉杆驱动电机23、y轴拉杆驱动电机24、x轴拉杆25、y轴拉杆26、驱动推杆27、伺服电缸28、拉杆固定环29、电缸连接头211、橡胶减震器33、轮支臂213、驱动轮214、拉杆固定支架52；其中机械腿固定底板56固定在壳体10底部，机械腿固定底板56底部两侧分别固定有拉杆固定支架52，拉杆固定支架52之间的机械腿固定底板56底部设有伺服电缸28，伺服电缸28顶部通过十字万向节22连接在机械腿固定底板56底部(十字万向节22顶端通过联轴器连接在机械腿固定底板56底部，底端通过另一个联轴器连接在伺服电缸28上方)，且伺服电缸28底部的活动端——丝杠支撑杆通过电缸连接头211与机械腿地脚板30连接；机械腿地脚板30外侧固定有与其对齐设置的旋转电机固定座49，旋转电机31套置并固定在旋转电机固定座49内，且其驱动轴穿过旋转电机固定座49的部分外部套置有第一齿轮，第一齿轮与设置在柱支撑板53上的第二齿轮50啮合；电缸连接头211套置在机械腿地脚板30内，且电缸连接头211、机械腿地脚板30和第二齿轮50通过钢销连接在一起；(电缸连接头211轴心与机械腿地脚板30之间有一根钢销相连接，这根钢销穿入齿轮50内部的交叉滚子轴承)；
70.橡胶减震器33其上部有橡胶弹性板，固定在柱支撑板53底部，橡胶减震器33两侧壁上分别固定有轮支臂213，驱动轮214通过转轴连接在轮支臂213底部之间；驱动轮214为标准件，其内部有轮毂电机为机器人提供轮式驱动的驱动力；
71.驱动推杆27与y轴拉杆26类似铰链连接，可以旋转带动y轴拉杆26运动；y轴拉杆26通过螺丝与驱动推杆27和拉杆固定环29连接；激光测距传感器32通过螺丝固定于机械腿轮腿组合部；旋转电机31连接在机械腿下端，控制橡胶减震器33转动角度。
72.x轴拉杆驱动电机23和y轴拉杆驱动电机24分别固定在两个拉杆固定支架52上，且x轴拉杆驱动电机23和y轴拉杆驱动电机24的传动轴分别通过驱动推杆27与x轴拉杆25和y轴拉杆26的一端连接，与x轴拉杆25连接的驱动推杆27一端受x轴拉杆驱动电机23的驱动轴驱动旋转，另一端带动x轴拉杆25运动，x轴拉杆25和y轴拉杆26的另一端分别连接在拉杆固定环29相邻的两个侧壁上，拉杆固定环29套置并固定在伺服电缸28的缸体210外。
73.x轴拉杆25与y轴拉杆26与拉杆固定环29相连控制机械腿摇摆实现行走，在伺服电缸28的作用下，缸体210内部丝杆转动伸缩实现缸体210升降，拉杆固定环29起一定的控制和支撑作用，在升降的同时拉杆控制机械腿机构摇摆实现行走。
74.如图14-15所述，所述壳体10的开口处设有方形框架，方形框架一侧固定有电机固
定板233和电器固定板234，所述电机固定板233上安装有86减速电机223，电器固定板234上安装有步进电机235，其中步进电机235与86减速电机223配合连接(减速电机223一侧与步进电机235的传动轴套置连接)，86减速电机223的传动轴外部套制有小齿轮222，长轴230通过第一带键轴承座218和第二带键轴承座226连接在机械腿固定底板56上方，(8，3号的机械腿机构的机械腿固定底板56上方安装有第一带键轴承座218和第二带键轴承座226，两个带键轴承座通过长轴230连接)，且长轴230一端端部通过第一轴承座225连接在方形框架另一侧，长轴230另一端端部通过第二轴承座228连接在86减速电机223右侧的方形框架的方管220上，且长轴230该端外套置有大齿轮231，大齿轮231通过皮带232与小齿轮222连接，86减速电机235控制小齿轮222转动，小齿轮222通过皮带232带动大齿轮231转动，从而带动长轴230转动，进而带动8、3机械腿机构的机械腿固定底板56转动，使得对应的机械腿机构实现上翻动作。
75.左右两侧方管220上安装有四个尼龙垫块a216、b221、c224、229d；第一轴承座225、第二轴承座228内部装有轴承。
76.所述驱动推杆27包括固定套和固定在其上的推杆本体。
77.所述x轴拉杆驱动电机23固定在一侧拉杆固定支架52内侧，且其驱动轴穿过拉杆固定支架52的部分外套置并固定有驱动推杆27的固定套，驱动推杆27的推杆本体端部通过万向节51与x轴拉杆25连接。
78.所述y轴拉杆驱动电机24固定在另一侧拉杆固定支架52内侧，且其驱动轴穿过拉杆固定支架52的部分外套置并固定有驱动推杆27的固定套，驱动推杆27的推杆本体端部通过万向节51与y轴拉杆26连接。
79.所述高清双目摄像头6设置在四轴精密机械臂1对面一侧的壳体10上，高清双目摄像头6外侧的壳体10两端分别设有通讯模块5——通信天线。
80.所述机械腿地脚板30上固定有激光测距传感器32。
81.还包括机械腿固定侧板21，其中机械腿固定底板56前后壁底部设有机械腿固定侧板21。
82.还包括九轴姿态传感器215，其中九轴姿态传感器215设置在伺服电缸28顶部。通过杜邦线连接在主控板上。
83.驱动轮214内的轮毂电机均分别与主控cpu控制器连接进行数据交互，最终实现精确控制。机器人的两组中腿均能实现向上翻转的能力，中腿向上翻转由布置与机器人机身中部的x轴拉杆驱动电机23、y轴拉杆驱动电机24提供动力；机械腿机构的x轴拉杆驱动电机23、y轴拉杆驱动电机24配备1:40行星减速器；86减速步进电机223分别通过虎克铰、碳纤维管及球头铰与伺服电缸28连接用于控制机械腿机构摆动。
84.在平滑路面上能用轮子运行，这样跑得快。在崎岖路面不方便轮式运行的时候采用腿运动模式，可以方便越障。
85.所述机械人向前/向后运动或者向左/向右运动(腿式)之前均需要做自检，自检过程如下：
86.机器人腿式运行用的是三足支撑一次交互动作的方式来实现机器人向前向后运行的；机器人向前运行时首先进行自检，9、7、3号机械腿机构为一组，8、4、2号机械腿机构为另一组，控制器会根据每条机械腿机构上的九轴姿态传感器215进行识别机械腿机构的垂
直夹角即伺服电缸28的缸体210中轴线所在方向与机械腿固定底板56之间的夹角，并判断机械腿机构的垂直夹角大小，机械腿机构夹角较小的先进行伸长运动，使夹角较大的机械腿机构依次进行垂直角夹校正，确保机械腿机构能够垂直放置于地面上，即使得机械腿机构的垂直夹角为90度；将机器人的姿态调整至最佳状态；
87.所述机械腿机构进行伸长运动的过程为：伸长时，伺服电缸28内部丝杠旋转带动电缸尾部活塞缸下移，活塞缸将电杠连接头211以下部分顶出，实现轮系伸长；一组机械腿机构运动完之后另一组也重复该操作；迈出去的腿只有伸长，然后向后摆动，这样才能把车顶起来，实现前后左右移动。
88.所述机械腿机构向前摆动过程如下：
89.控制器控制x轴拉杆驱动电机23和y轴拉杆驱动电机24分别带动x轴拉杆25和y轴拉杆26运动，进而通过拉杆固定环29带动伺服电缸28移动，使该机械腿机构的伺服电缸28的缸体210中轴线所在方向与机械腿固定底板56之间呈一定角度，来实现运动，具体为：
90.向前运动时，右侧的驱动推杆27绕x轴拉杆驱动电机23的传动轴顺时针旋转，使得右侧的驱动推杆27与x轴拉杆25之间夹角变大，而左侧的驱动推杆27绕y轴拉杆驱动电机24的传动轴顺时针旋转，使得左侧的驱动推杆27与y轴拉杆26之间夹角变小，而x轴拉杆25与y轴拉杆26与拉杆固定环29连接，拉杆固定环29又是固定在伺服电缸28上，就使得对应的机械腿机构前移；
91.机械腿机构向后摆动过程如下：
92.向后运动时，右侧的驱动推杆27绕x轴拉杆驱动电机23的传动轴逆时针旋转，使得右侧的驱动推杆27与x轴拉杆25之间夹角变小，而左侧的驱动推杆27绕y轴拉杆驱动电机24的传动轴逆时针旋转，使得左侧的驱动推杆27与y轴拉杆26之间夹角变大，而x轴拉杆25与y轴拉杆26与拉杆固定环29连接，拉杆固定环29又是固定在伺服电缸28上，就使得对应的机械腿机构后移；
93.机械腿机构向左摆动过程如下：控制器控制x轴拉杆驱动电机23和y轴拉杆驱动电机24分别带动x轴拉杆25和y轴拉杆26运动，进而通过拉杆固定环29带动伺服电缸28向左移动，使该机械腿机构的伺服电缸28的缸体210中轴线所在方向与机械腿固定底板56呈一定角度，来实现运动，具体为：
94.向左运动时，左侧的驱动推杆27受x轴拉杆驱动电机25驱动，绕其传动轴逆时针旋转，使得左侧的驱动推杆27与y轴拉杆26之间夹角变大，而右侧的驱动推杆27受y轴拉杆驱动电机24驱动逆时针旋转，使得右侧的驱动推杆27与x轴拉杆25之间夹角变小，而x轴拉杆25与y轴拉杆26与拉杆固定环29连接，拉杆固定环29又是固定在伺服电缸28上，就使得对应的机械腿机构左移；
95.机械腿机构向右摆动过程如下：
96.向右运动时，左侧的驱动推杆27受x轴拉杆驱动电机25驱动，绕其传动轴顺时针旋转，使得左侧的驱动推杆27与y轴拉杆26之间夹角变小，而右侧的驱动推杆27受y轴拉杆驱动电机24驱动顺时针旋转，使得右侧的驱动推杆27与x轴拉杆25之间夹角变大，而x轴拉杆25与y轴拉杆26与拉杆固定环29连接，拉杆固定环29又是固定在伺服电缸28上，就使得对应的机械腿机构右移；
97.机器人做前向运动：9、7、3号机械腿机构向后摆动，车身向前移动一段，8、4、2号机
械腿机构垂直伸长，9、7、3号机械腿机构缩短向后摆动，8、4、2号机械腿机构向后摆动；以此类推机器人做前后运行动作；
98.机器人做左右运动：9、7、3号机械腿机构向右摆动，车身向左移动一段，8、4、2号机械腿机构垂直伸长，9、7、3号机械腿机构缩短向右摆动，8、4、2号机械腿机构向右摆动；以此类推机器人做左右运行动作；
99.机器人中腿上翻：面对复杂崎岖地形以及俩侧有很窄的过道时，中腿上翻动作能够使得机器人直接依靠外侧俩条机械腿机构穿过，同时也能够保持平衡，具体内容如下：
100.机器人在做中腿上翻动作时，9、7、4、2号机械腿机构伸长，8、3号机械腿机构向上收缩，然后8、3号机械腿机构向上翻转。
101.实施例2
102.四轴精密机械臂1包括机械爪11，手爪驱动电机12，机械臂小臂13，机械臂大臂14，小臂驱动电机15，旋转驱动电机16，大臂驱动电机17，机械臂底盘18；其中机械臂底盘18用于固定整个四轴精密机械臂1，通过螺丝直接与壳体相连接；大臂驱动电机17通过螺丝固定在机械臂底盘18上，它通过带动齿轮让四轴精密机械臂1整体在机械臂底盘18的基础上可以自如的左右旋转；大、小臂驱动电机15、16通过连接器，螺丝间接固定于机械臂底盘18上，其分别通过电机带动链条，齿轮使各自对应的大、小臂13、14灵活的抬降，屈伸；机械臂大、小臂13、14提供必要的结构硬件支撑，保护内部零件；手爪驱动电机12通过螺丝固定于小臂前端，它控制机械爪11得张合。
103.机械腿机构包括机械腿固定底板21，十字万向节22，x轴拉杆驱动电机23，y轴拉杆驱动电机24，x轴拉杆25，y轴拉杆26，驱动推杆27，伺服电缸28，拉杆固定环29，驱动轮系固定支架210，电缸连接头211，橡胶减震系统212，轮支臂213，驱动轮214；其中机械腿固定底板21固定整个机械腿机构，其通过螺丝直接与壳体相连接；x轴拉杆驱动电机23，y轴拉杆驱动电机24通过连接器、螺丝间接固定于机械腿固定底板21上，其通过电机传动拉动相对应得x轴拉杆25，y轴拉杆26；两驱动推杆27分别固定在x轴拉杆驱动电机23，y轴拉杆驱动电机24前；拉杆固定环29通过螺丝固定于驱动轮系固定支架210上；x轴拉杆25，y轴拉杆26上与对应的驱动推杆27相连，下与拉杆固定环29相连；伺服电缸28与十字万向节22固定在机械腿固定底板21上，控制驱动轮系固定支架210的升降；机械腿地脚30直接固定在驱动轮系固定支架210下；电缸连接头211通过螺丝固定在机械腿地脚30上，其通过电机，齿轮控制整个机械腿轮系的旋转；橡胶减震系统212固定在机械腿地脚下；两轮支臂213通过螺丝分别固定在橡胶减震系统212两侧，其下固定驱动轮214。
104.系统控制板3详述：系统控制板3从前往后以次为：主控制器k1，信号过滤器k2，12-5降压器k3，24-7.5降压器k4，轮子驱动器k5，60驱动器k6，86驱动器k7，48-12降压器k8，86减速电机k9，48-24降压器k10，电源滤波器k11，电池k12，工业级无线ap工业apk13，交换机k14，接触器k15，高频天线k16。主控制器k1在最前端，采用stm32f4单片机，用于机器人的整体控制；信号过滤器k2过滤出允许频率范围内的信号成分，使其正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路；机器人采用了不同类型的驱动电机，伺服电缸以及不同规格要求的电器元件，而电池k12为48v，80a，因此又用到了各类降压器k3、k4、k8、k9来避免电压过大导致的零件损坏；同时，因为采用了不同类型的驱动电机，系统控制板又用到了相应的各类驱动器k5、k6、k7来辅助控制电机；电源滤波器k11可以对电源线中特定频率的频点或该频点
以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号；电池k12约在系统控制板中央，为各类电子元件供电；交换机k14为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路；接触器k15利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器；高频天线k16在系统控制板后侧，用于控制信号的接收和机器人所捕捉信号的反馈。
105.每个印刷电路板(pcb)是机器人的一个节点。位于上半身的运动控制单元(mcu)是中心节点。在这个单元中，所需的关节位置被生成并发送到各自的关节。
106.该节点收集所有可用的信息。该mcu配有一个overo gumstix板，omap3530使用720mhzarm cortex a8核心，并配备512mbyte nand-flash,512mbyte ddr内存，一个microsd卡插槽，和一个wifi模块。一个linux内核正在这个pcb上运行，以及查理的多线程控制程序。
107.mcu是由两个额外的pcb组成的堆栈，除了gumstix板。xilinx spartan6现场可编程门阵列(fpga)安装在一个pcb上，作为gumstix板和必要的外围组件(如以太网或通用异步接收发射器(uarts))之间的桥梁。此外，fpga提供了一个接口与一个扩展板通信，这是必不可少的连接所有的查理节点。为了与腿或脊柱的每个节点通信，它提供低电压差分信号(lvds)接口。节点如imu或中继板位于髋关节需要一个替代通信通道，因此额外的通信可能性，如rs232,rs485和几个通用输入和输出(gpio)被用来连接这些外设到mcu。继电器板测量输入电压，并在一个独立的保险丝保护通道上为腿、脊柱和头部供电。如图13
108.如图17-18，stm32f4单片机上位机为pc端，下位机控制wifi；cpu和各部件之间的通信通过rs-485接口和io接口实现。电机及传感器与cpu通过rs-485接口连线，舵机与cpu通过io接口连线。一个rs-485串行总线用于与电机通信，而调节占空比来控制舵机，如蓝色线所示；
109.左侧：腿单元1由57步进电机、轮毂电机、60伺服电缸、九轴陀螺仪、激光测距仪、舵机控制；57步进电机、轮毂电机、60伺服电缸与dc-dc转换器48v-24v相连，九轴陀螺仪、激光测距仪与dc-dc转换器48v-12v相连，舵机与dc-dc转换器48v-7.5v相连整体与开关相连，整体通过86步进电机控制腿单元2、3以及右侧腿单元4-6；主控制板与dc-dc转换器48v-12v相连在电源上，电路连接图如图17红色线所示。
110.向前/向后/向左/向右/顺时针/逆时针旋转运动(轮式)：
111.机器人执行轮模式向前向后运动时，9、8、7、4、3、2号机械腿向下垂直电机提供力矩保持姿态，机器人腿部驱动轮214着地执行向前、向后、左平移、右平移、原地旋转运动。
112.四轴精密机械臂的四台电机控制均由微型精密电机驱动控制器控制。四台电机均由并联式485通信协议进行动作控制，机器人为机械臂提供动力电压，机械臂上连接有快插的4p航空插头与机器人主体进行通信连接。
113.四轴精密机械臂整体采用模块化设计，是由机械臂底座、机械臂大臂、机械臂小臂、机械爪组成，机械臂在运行中机械爪可始终保持水平运行姿态；机械臂通过控制位于机械臂下端的三台驱动电机以实现机械臂的精准运行；机械臂大臂驱动电机控制机械臂大臂的前后转动动作；机械臂小臂驱动电机控制机械臂小臂的上下转动动作；机械爪驱动电机控制机械爪的张合动作。
114.四轴精密机械臂具有四个可以运动的关节和方位，可以在一个几何平面内自由移
动。伺服电机马达驱动，具有操作方便、运动速度快、定位准确、机身稳定、故障率低、自由度多、机械手的灵活性大、通用性广等优点，增加产能，节省人工、提高效率。