[0001] 本发明涉及机器人技术领域，具体为一种可变形的三模态机器人。

[0002] 机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器，机器人能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务，目前机器人主要有三种运动模态，其中轮式移动平台行进速度快，转动灵活，效率高，机动性好，而且成本较低，部件损坏后可迅速更换，在平坦路面上，轮式移动平台优势明显，控制也比较容易，但相对而言，轮式移动平台也有自己的缺点，就是对路况要求较高。由于车轮与地面接触面积较小，在土壤压比较小的柔软路面上容易发生沉陷，在泥泞路面上容易发生打滑，特别是在特殊路面的情况下，如楼梯、山坡等，轮式都无法通过。针对轮式移动平台的不足，人们研制出了履带式移动平台，履带式移动平台具有小的接地比压，大的地面支撑面积，小的滚动摩擦，良好的通过性能，小的转弯半径等特点，牵引附着性能好、越野机动性好、越障能力强，缺点是结构比轮式复杂，零件容易损坏，维护起来比较困难，成本也较高，而且采用履带机构的机器人一般重量和体积较大，减振性能差，平稳性差，足式机器人具有很强的环境适应能力，可以在平坦硬质地面、沙石地、雪地、松软地、草地等复杂地面行走，可以爬越一定角度的坡面，跨越一定宽度的障碍和沟壑，但也有能耗高，行进速度慢，制造成本和技术门槛高等缺点，而且在平坦路面上机动性明显不如轮式和履式运动。

[0003] 而目前现有技术中的机器人在使用过程中，大多只有一种运动模态，对于一些复杂地形适应能力差，无法应对复杂地形的工作，故而提出一种可变形的三模态机器人来解决上述所提出的问题。

[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0023] 请参阅图1‑7，一种可变形的三模态机器人，包括外壳1，外壳1的表面一侧连接有支撑腿2，外壳1的表面一侧设置有传动机构3，支撑腿2的表面一侧设置有转换机构4，传动机构3的表面一侧连接有滚轮5，传动机构3的表面一侧设置有履带转动机构6。

[0024] 进一步的，转换机构4包括第二电机401、光轴402、限位环403、连接块404和第一支撑架405，支撑腿2的内部设置有第二电机401，第二电机401的表面一侧固定连接有光轴402，光轴402的另一端连接有限位环403，光轴402的表面一侧连接有连接块404，连接块404的表面一侧固定连接有第一支撑架405，当需要变换机器人的运动形态时，第二电机401启动，此时第二电机401带动光轴402转动，光轴402带动连接块404转动，连接块404带动第一支撑架405转动，从而使第一支撑架405带动整个履带转动机构6转动，当转动到第一从动转轮603、第二从动转轮604和第三从动转轮605表面的履带接触地面时，机器人从轮式运动转换为履带运动模式，当第二电机401继续转动至只有第三从动转轮605表面的履带接触地面时，机器人从履带运动转换为足式运动模式。

[0025] 进一步的，传动机构3包括第一电机301、第一齿轮302、第二齿轮303、第一支撑轴304、第三齿轮305、第四齿轮306、第二支撑轴307、第五齿轮308、第六齿轮309、第三支撑轴
310、支撑块311、第七齿轮312、第八齿轮313和空心轴314，外壳1的内部设置有第一电机
301，第一电机301的表面一侧连接有第一齿轮302，第一齿轮302啮合有第二齿轮303，第二齿轮303固定连接有第一支撑轴304，第一支撑轴304的另一端固定连接有第三齿轮305，第三齿轮305啮合有第四齿轮306，第四齿轮306的表面一侧固定连接有第二支撑轴307，第二支撑轴307的另一端固定连接有第五齿轮308，第五齿轮308啮合有第六齿轮309，第六齿轮
309的表面一侧固定连接有第三支撑轴310，第三支撑轴310的表面一侧连接有支撑块311，第三支撑轴310的另一端固定连接有第七齿轮312，第七齿轮312啮合有第八齿轮313，第八齿轮313与空心轴314固定连接，通过第一电机301、第一齿轮302、第二齿轮303、第一支撑轴
304、第三齿轮305、第四齿轮306、第二支撑轴307、第五齿轮308、第六齿轮309、第三支撑轴
310、支撑块311、第七齿轮312、第八齿轮313和空心轴314的设置，在使用时，当机器人需要移动时，第一电机301启动，此时第一电机301带动第一齿轮302转动，第一齿轮302带动第二齿轮303转动，第二齿轮303带动第一支撑轴304转动，第一支撑轴304带动第三齿轮305转动，第三齿轮305带动第四齿轮306转动，第四齿轮306带动第二支撑轴307转动，第二支撑轴
307带动第五齿轮308转动，第五齿轮308带动第六齿轮309转动，第六齿轮309带动第三支撑轴310转动，第三支撑轴310带动第七齿轮312转动，第七齿轮312带动第八齿轮313转动，第八齿轮313带动空心轴314转动，从而空心轴314带动滚轮5和履带转动机构6转动，从而使机器人进行轮式或履带式移动。

[0026] 进一步的，支撑块311与支撑腿2固定连接，空心轴314与支撑腿2连接，空心轴314与滚轮5固定连接，空心轴314套设在光轴402的外部，通过空心轴314和光轴402的设置，在使用时，空心轴314可以带动滚轮5和主动转轮601转动，从而实现轮式和履带式运动，光轴402可以带动第一支撑架405转动，从而实现三模态的转换。

[0027] 进一步的，履带转动机构6包括主动转轮601、履带条602、第一从动转轮603、第二从动转轮604、第三从动转轮605、张紧辊606和第二支撑架607，空心轴314的表面一侧固定连接有主动转轮601，主动转轮601的表面一侧连接有履带条602，履带条602的表面一侧连接有第一从动转轮603，履带条602的表面一侧连接有第二从动转轮604，履带条602的表面一侧连接有第三从动转轮605，履带条602的表面一侧连接有张紧辊606，张紧辊606的另一端连接有第二支撑架607，通过主动转轮601、履带条602、第一从动转轮603、第二从动转轮604、第三从动转轮605、张紧辊606和第二支撑架607的设置，在使用时，空心轴314转动时带动主动转轮601转动，主动转轮601带动履带条602转动，从而履带条602带动第一从动转轮
603、第二从动转轮604和第三从动转轮605转动，从而使履带条602带动机器人移动，在转动的过程中，张紧辊606张紧履带条602，防止履带条602松动脱落。

[0028] 进一步的，主动转轮601与第一支撑架405连接，主动转轮601与第二支撑架607连接，第二支撑架607与空心轴314连接，通过主动转轮601的设置，在使用时，主动转轮601可以将空心轴314转动的动力传递给履带条602，从而为履带式运动提供动力。

[0029] 进一步的，第一从动转轮603与第一支撑架405连接，第二从动转轮604与第一支撑架405连接，第三从动转轮605与第一支撑架405连接，通过第一从动转轮603、第二从动转轮604和第三从动转轮605的设置，在使用时，第一从动转轮603、第二从动转轮604和第三从动转轮605与主动转轮601和张紧辊606配合可以张进履带条602，同时第一从动转轮603、第二从动转轮604和第三从动转轮605可以使履带式运动时更平稳。

[0030] 进一步的，第一从动转轮603与第二支撑架607连接，第二从动转轮604与第二支撑架607连接，第三从动转轮605与第二支撑架607连接，通过第二支撑架607的设置，在使用时，第二支撑架607为主动转轮601、第一从动转轮603、第二从动转轮604、第三从动转轮605和张紧辊606提供支撑，同时第二支撑架607限定主动转轮601、第一从动转轮603、第二从动转轮604、第三从动转轮605和张紧辊606的位置。

[0031] 工作原理：首先变换机器人的运动形态，此时第二电机401启动，从而第二电机401带动光轴402转动，光轴402带动连接块404转动，连接块404带动第一支撑架405转动，从而使第一支撑架405带动整个履带转动机构6转动，当转动到第一从动转轮603、第二从动转轮604和第三从动转轮605表面的履带接触地面时，机器人从轮式运动转换为履带运动模式，当第二电机401继续转动至只有第三从动转轮605表面的履带接触地面时，机器人从履带运动转换为足式运动模式，然后启动第一电机301，此时第一电机301带动第一齿轮302转动，第一齿轮302带动第二齿轮303转动，第二齿轮303带动第一支撑轴304转动，第一支撑轴304带动第三齿轮305转动，第三齿轮305带动第四齿轮306转动，第四齿轮306带动第二支撑轴
307转动，第二支撑轴307带动第五齿轮308转动，第五齿轮308带动第六齿轮309转动，第六齿轮309带动第三支撑轴310转动，第三支撑轴310带动第七齿轮312转动，第七齿轮312带动第八齿轮313转动，第八齿轮313带动空心轴314转动，从而空心轴314带动滚轮5和履带转动机构6转动，从而使机器人进行轮式或履带式移动，当机器人进行履带式运动时，空心轴314转动时带动主动转轮601转动，主动转轮601带动履带条602转动，从而履带条602带动第一从动转轮603、第二从动转轮604和第三从动转轮605转动，从而使履带条602带动机器人移动，在转动的过程中，张紧辊606张紧履带条602，防止履带条602松动脱落。

[0032] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。