[發明專利]一種可主動切換的被動輪自鎖防滑足

有效

• 申請號: 202210448943.5
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114987642B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 閆曈;蘇波;許威;邱天奇;黨睿娜;江磊;汪建兵;許鵬;王志瑞;姚其昌;蔣云峰;劉宇飛;邢伯陽;郭亮;梁振杰;慕林棟;趙建新;鄧秦丹;降晨星
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 趙欣

本發明涉及一種可主動切換的被動輪自鎖防滑足，包括支座、被動輪、自鎖足結構、換擋切換結構、線控結構，主要利用足式機器人側展關節的余量轉角，通過拉繩進行輪滑式行進與足式行進的切換。鎖止輪后通過自鎖機構增大足端觸地摩擦力，實現足式機器人的大坡度上坡。通過機械裝置實現輪足切換，不引入新的主動件，結構簡單，控制方便，實現了足式機器人的多模態行走功能。提高了足式機器人在大坡度地面的通過能力與結構化道路的機動能力，提高機器人整機性能。

技術領域

本發明屬于足式機器人領域，具體涉及一種可主動切換的被動輪自鎖防滑足。

背景技術

輪式行走在結構化路面上移動高效、速度快，機動性好但越障能力較差。腿足式機器人能夠根據地形選擇落足點并調整身體重心的位置，顯著提高了機器人的通過性能，但在結構化路面上移動的速度和效率等方面都低于輪式機器人。因此，結合了輪腿兩種機器人優勢的混合式移動機器人是一個研究熱點。目前輪足式機器人主要采用主動輪設計，足端裝有電機，質量大，控制難度高，被動輪足機器人的輪足切換裝置一般采用手動調節或另外安裝電氣系統，機構復雜，難以滿足機器人自主運動的需要。

發明內容

本發明提供一種可主動切換的被動輪自鎖防滑足，要解決的技術問題是：適合大坡度爬坡、能夠實現輪滑運動、以及輪足兩種移動模式的切換。

為了解決以上技術問題，本發明提供了一種1、可主動切換的被動輪自鎖防滑足，其特征在于：包括支座1、被動輪結構、自鎖足結構、切換結構；其中，被動輪結構、自鎖足結構、切換結構均通過軸套8安裝在支座1上，所述被動輪結構包括軸套8、彈簧10、被動輪9、軸帽11；其中，軸套8穿過支座1的安裝孔和軸帽11固定連接；彈簧10安裝在軸套8內，被動輪9套在軸套8上，可自由轉動；所述切換結構包括換擋套2、滑槽3、轉盤4；其中，換擋套2、滑槽3、轉盤4與軸套8同軸安裝在支座1與軸套8之間；換擋套2穿過支座1一側的定位孔，滑槽3、轉盤4均在換擋套2里，滑槽3與換擋套固定連接，轉盤4一端通過滑槽3的凹槽內嵌于滑槽3，轉盤4可沿凹槽軌道相對運動；轉盤4的平底端與自鎖足結構的齒盤7固定連接，齒盤7與被動輪9相配合。

所述自鎖足結構包括復位彈簧5、自鎖足墊6、齒盤7；其中，齒盤7與軸套8同軸，一端連接轉盤4，另外一端與被動輪9的端面配合，轉盤4的端部穿過齒盤7的中心孔與軸套8中的彈簧10接觸；復位彈簧5一端連接在支座1上，另一端連接自鎖足墊6；自鎖足墊6與齒盤7固定連接，可共同繞軸套8進行同軸轉動或徑向移動。

所述被動輪9端面沿徑向開有放射狀周布卡槽，卡槽口部寬底部窄，呈倒錐形，齒盤7上有與被動輪9端面卡槽對應的卡齒，被動輪9轉至任何角度時，齒盤7上的卡齒向卡槽運動均能滑入槽中；在不受外力狀態時，齒盤7與被動輪9是不接觸的，此時被動輪9處于自由狀態，機器人處于輪式模式。

還包括安裝在機器人腿上的線控結構，所述線控結構包含主機身固定件14和副機身固定件15、線芯線16、導向輪軸12，上下兩片主機身固定件14和副機身固定件15通過螺栓結合緊固在足式機器人機身上，線芯線16一端連接在主機身固定件14上，另外一端穿過軸套8和軸帽11連接在轉盤4上。

線芯線16通過線固定座13固定在機器人腿上。

支座1上安裝有導向輪軸12，線芯線16通過導向輪軸12改變走線方向。

所述被動輪9采用橡膠面輪胎，端面沿徑向開有放射狀周布卡槽36個，卡槽口部寬底部窄，采用45°倒角斜面，呈倒錐形。

滑槽3與轉盤4同軸心安裝在換擋套2內，滑槽3外端固連在換擋套2的內壁上，轉盤4底面外圈連接齒盤7，轉盤4底面內圈頂住軸套8中的彈簧10，轉盤4底面中心連接線芯線16。