[發明專利]輪腿復合式運動平臺

有效

• 申請號: 201210103942.3
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN102616297A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 沈林成;謝海斌;馬磊;王奇;朱效洲;程子龍;黃安琪
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 周長清

技術領域

本發明主要涉及到運動設備領域，特指一種采用輪腿復合式設計的運動平臺。

背景技術

目前，在運動平臺的運動機構中，普遍采用輪式、腿式和履帶式。輪式運動機構具有結構簡單、運動速度快的優點，但是不適于跨越壕溝、樓梯等障礙，越障能力差；腿式運動機構具有高通過性，能夠適應復雜的地面運動環境，但運動速度較慢、機構和控制復雜；履帶式運動機構在松軟、不平坦地形等自然環境中有較強的通行能力和良好的適應性，但存在摩擦阻力較大、自重大、機構復雜、能耗較高等缺點。

有從業者提出輪腿組合式結構，但常規的組合卻存在以下問題：

（1）腿式機構對輪式機構影響較強，輪式運動狀態重心高，所以不能充分發揮輪式機構結構簡單、運動高效的特點。同時，在設計腿式移動方式中也要考慮到輪式結構的影響。

（2）在模態轉換過程中一般需要專門的轉換和調整機構，增加了機構的復雜度。同時，由于模態切換的復雜性直接降低了運動效率。

（3）部分輪腿復合式運動平臺中腿式運動僅僅是作為輪式運動的輔助，沒有完全發揮出腿式運動越障能力強的特點，運動平臺的平穩性也較差。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種結構簡單緊湊、運動平穩可靠、操控性好、運動模態切換簡單、越障能力強的輪腿復合式運動平臺。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種輪腿復合式運動平臺，包括機架以及連接于機架底部的兩個以上的前部輪腿組件、兩個以上的后部輪腿組件，所述機架包括通過鉸接在一起的前部身板和后部身板，所述前部輪腿組件和后部輪腿組件均包括大腿擺臂、車輪機構以及小腿擺臂，所述大腿擺臂的一端鉸接于機架上并可繞鉸點擺動，所述大腿擺臂的另一端與小腿擺臂的一端相連形成肘部并可繞肘部擺動形成折疊，所述車輪機構裝設于小腿擺臂中段處，所述小腿擺臂的底部末端設有用來完成行走的足部。

作為本發明的進一步改進：

所述前部輪腿組件中大腿擺臂的一端通過前擺動機構鉸接于機架上，大腿擺臂的另一端通過前部肘關節電機驅動器轉軸與前部肘關節電機驅動器相連接構成前部輪腿組件的肘關節，位于前部輪腿組件上的前車輪機構包括前部車輪轉軸與前部車輪，所述車輪機構連接在前部車輪支撐件轉軸上，所述前部車輪支撐件轉軸固定于前部車輪支撐件上，所述前部車輪支撐件與前部肘關節電機驅動器相連。

所述前擺動機構包括前部側擺驅動電機、前部側擺驅動電機轉軸、前部橫擺驅動電機轉軸以及前部橫擺驅動電機，所述前部側擺驅動電機轉軸通過前部髖關節連接板連接于機架上，所述前部側擺驅動電機與前部橫擺驅動電機連接，所述前部橫擺驅動電機轉軸與大腿擺臂相連。

所述后部輪腿組件中大腿擺臂的一端通過后擺動機構鉸接于機架的底部上，所述大腿擺臂的另一端通過后部肘關節電機驅動器轉軸與后部肘關節電機驅動器相連接構成后部輪腿組件的肘關節；位于后部輪腿組件上的后車輪機構包括后部車輪轉軸、后部車輪、后部車輪驅動電機轉軸和后部車輪電機驅動器，所述后部車輪電機驅動器通過連接板與后部肘關節電機驅動器相連接。

所述后擺動機構包括后部側擺驅動電機轉軸、后部側擺驅動電機、后部橫擺驅動電機以及后部橫擺驅動電機轉軸，所述后部側擺驅動電機轉軸通過中后部髖關節連接板連接在機架上，所述后部側擺驅動電機與后部橫擺驅動電機連接，所述后部橫擺驅動電機轉軸與后部大腿擺臂相連接。

所述前部身板與一鉸接機構軸套連接，所述鉸接機構轉軸固定于鉸接機構軸套內并與一鉸接機構驅動電機轉軸相連，所述后部身板與鉸接機構轉軸相連，所述鉸接機構驅動電機的驅動端與鉸接機構軸套相連接。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1、本發明中，輪腿運動模式切換簡單，僅需前、后輪腿系統的折疊與伸展，這樣大大降低了模態切換的復雜程度，提高了運輸效率。

2、本發明中輪式運動方式與腿式運動方式相互獨立，完成狀態切換之后，輪式運動機構與腿式運動機構完全區分開，輪式運動中，腿式機構折疊與機架聯接為一體。腿式運動方式中，輪式機構位置較高，無法干擾腿式運動。

3、本發明中，機架結構采用鉸接機構聯接，正常運動狀態下，鉸接機構鎖死使機架成為一個整體。在遇到狹隘路段尤其是如狹小的直角彎路時，鉸接機構配合腿式運動方式能夠提高平臺的通過性。

4、本發明中具有輪腿復合運動模式，在輪式運動過程中可以通過調整輪腿系統各關節驅動器的相對位置釋放輪式運動機構的約束，提高特殊地形的越障能力和運動速度。