[發明專利]一種多適應性輪足切換移動平臺

在審

• 申請號: 201810304941.2
• 申請日: 2018-04-07
• 公開（公告）號: CN108340985A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 方宇明;王鑫;龐偉;王子揚;劉鵬飛
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本發明涉及一種多適應性輪足切換移動平臺，屬于復合式移動機構。機架主體和減震裝置鉸接連接，大腿腿部結構和減震裝置通過轉軸相連，小腿腿部結構和大腿腿部結構通過軸連接，輪式傳動機構通過放置在大腿腿片孔中的主軸與大腿腿部結構相連。本發明具有以下優點：移動平臺承載能力強，具有多種行進步態，整體結構設計創新點多；移動平臺的足式結構地面適應能力強，越障能力強；移動平臺的輪式結構靈活性好，速度快，效率高，可實現地面避障；兩種運動狀態相互獨立，互不影響，可根據地形環境進行輪足切換，運動平穩。

技術領域

本發明涉及一種復合式移動機構，具體來說是一種足式與輪式相結合，并且能夠實現兩者之間自如切換的移動平臺。

背景技術

采用單一運動模式的移動機器人應用普遍，但輪式結構的避障能力、非平整路面的運動性能不好；足式結構的運動速度較低，工作效率不高，運行不平穩。面對復雜的地形環境，這兩種腿部結構都有明顯的缺點，無法滿足人類生產生活的需求。因此由兩種及兩種以上的機構形式組合派生而成的復合式移動機構應運而生，加拿大Sherbrooke大學研制的The hybrid leg-wheel-track Azimuth robot、加州理工學院設計的六輪腿式移動機器人ATHLETE、西北工業大學研制的輪-腿混合機器人、國防科技大學研制的四連桿變形履帶機器人等都體現了復合式移動機構的優點，但仍存在運動相互干涉，速度低，輪足切換方式復雜、緩慢等問題。綜上，承載力小，運動平穩性差，輪式結構運動速度低，足式結構地形適應力、越障、跨溝能力較弱等問題嚴重影響了輪腿復合式移動機構的實用化程度，因此，如何滿足復雜地形環境對移動平臺生存能力的多重要求是近年來移動機器人研究的熱點問題。

發明內容

本發明提供一種多適應性輪足切換移動平臺，以解決移動平臺的輪式結構越障能力不足，足式結構速度慢、行走特性不好，兩種運動相互干涉，承載力、平穩性差的問題。

本發明采取的技術方案是：機架主體和減震裝置鉸接連接，大腿腿部結構和減震裝置通過轉軸相連，小腿腿部結構和大腿腿部結構通過軸連接，輪式傳動機構通過放置在大腿腿片孔中的主軸與大腿腿部結構相連。

所述機架主體包括機架底板、固定支架、梯形強化結構，其中固定支架通過螺釘固定在機架底板上，梯形強化結構焊接在機架底板下方。

所述減震裝置包括減震板、彈簧減震器，彈簧減震器與減震板和機架底板相連。

所述大腿腿部結構包括連接塊、直流電動推桿一、大腿腿片、轉動撥盤、齒輪、傳動軸、直流電動推桿二，其中大腿腿片與連接塊兩側固定連接，直流電動推桿一一端與連接塊鉸接、另一端與轉動撥盤相連，直流電動推桿伸縮帶動轉動撥盤旋轉，轉動撥盤與傳動軸固定連接，齒輪與傳動軸固定連接，直流電動推桿二一端與連接塊鉸接。

所述輪式傳動機構包括滾動軸承三、緊定圓螺母、套筒、滾動軸承一、鏈輪一、行走輪、卸荷構件、主軸、滾動軸承二、鏈條、鏈輪二、直流減速電機；其中直流齒輪減速電機固定大腿支撐片外側，直流齒輪減速電機的輸出軸與鏈輪二固定連接，卸荷構件與大腿支撐片內側固定連接，滾動軸承一與卸荷構件一端固定連接，滾動軸承二與大腿支撐片固定連接，主軸兩端分別與滾動軸承一和滾動軸承二轉動連接，鏈輪一與主軸固定連接，鏈條與鏈輪二、鏈輪一繞接，套筒套在卸荷構件上、且右端面和大腿支撐片外側緊密接觸，套筒的左端面與滾動軸承三頂接，緊定圓螺母與卸荷構件螺紋連接、且右端與滾動軸承三頂接，行走輪通過過盈配合和主軸末端相連。

所述小腿腿部結構包括轉軸、齒輪、小腿支撐片、防滑減震塊，連接片，其中兩個小腿支撐片與兩個連接片相連，齒輪固定在轉軸上，轉軸與小腿支撐片過盈配合。

本發明主機架1距地面的高度x為：