[实用新型]水陆两栖车辆的仿生步行桨轮

说明书

本实用新型属于仿生运动机械技术领域，涉及一种可以实现同时模仿陆地动物步行运动与水禽蹼划水运动而又具备轮子的运动特点，可用于制造水陆两栖车辆的机构——步行桨轮。

众所周知，人类制造的车辆都是借助轮子在地面行走的，轮子的运行质量完全取决于路面的质量。但是，动物的步行运动几乎与道路无关。所以在没有道路或道路质量很差的情况下(如沙漠、沼泽、荒坡等)，步行运动将大大优于轮子的运动。因此仿生运动机械的制造一直是人们关注的课题。长期以来人们仿照动物的腿部骨胳结构制造仿生运动机构来模仿动物的行走(如：两足、四足。六足行走机构)。但是，除去运动控制的困难以外，动物的运动机构只与其自身的原动机(肌肉)相适应，而与人类制造的发动机(如内燃机、电动机等)并不适应也是一个不可忽视的难点。因此，至今研制的步行机器人大多还处在实验室阶段，实现快速步行运动还有相当的困难。但是，如果不是单纯模仿动物的运动肢体结构；而是把仿生的重点放在模仿动物运动的基本特征上，创造出新的运动机构来模仿动物运动的基本特征，而这种机构又与人类制造的发动机相适应，这样就可以制造出有效的、具有实用性的仿生运动机械。

本实用新型的目的在于克服现行步行机构难以实用的缺点，提供一种既可以实现快速步行运动，又能实现模仿水禽蹼划水的运动，并且能适应常用车辆的结构，用于制造仿生水陆两栖车辆的新机构——步行桨轮。

本实用新型的步行桨轮主要由轴1、滑杆轮2、套筒3、滚子4、滑槽5、底板6、外罩7组成。其中，滑杆轮2安装在轴1上，外罩7与轴1的端部连接，使滑杆轮2与外罩7和轴1成为一个可以一起转动的整体。底板6上加工有滑槽5，轴1从底板6的中心孔处穿过。外罩7与底板6围成一个封闭的轮内部空间，滑杆轮在轮内部空间转动。套筒3滑套在滑杆轮2上，套筒3的一侧装有悬臂式的滚子4。滚子4在滑槽5中滚动。外罩7的圆柱形侧面上开有与套筒3对应的孔8，套筒3可从对应的孔8中伸出轮子的外部，孔8的四周有密封。

本实用新型把步行运动的优点结合到轮子上，使两种运动机构融为一体，既保存了轮子控制简单的特点，又发挥出步行越野性能强的优点。而且步行桨轮的结构简单，与现有车辆的连接与通常的轮子基本一样，因此具有很大的实用性。特别是步行桨轮还可以直接在水中划行，使得装有这种轮子的车辆可以具有水陆两栖的越野性能。

下面结合附图进一步说明：

图1是本实用新型步行桨轮结构示意图。

图中：1、轴  2、滑杆轮  3、套筒  4、滚子  5、滑槽  6、底板  7、外罩  8、孔

在不动的底板6的中心穿过的轴1带动滑杆轮2转动，套筒3被滑杆轮2带动而随滑杆轮2一起转动，使得安装在套筒3上的滚子4沿底板6上的滑槽5滚动。由于滑槽5曲线的特定形状，套筒3在随滑杆轮2转动的同时又被滚子4带动沿滑杆轮2上的滑杆伸缩运动。外罩7与滑杆轮2都与轴1连接，可随轴1一起转动。外罩7与底板6形成一个把滑杆轮2、滚子4、滑槽5等部分与外界隔离的空间。套筒3可以穿过外罩7圆柱形侧面的孔8伸缩。孔8的周边有密封装置，保证轮内外部分的隔离。套筒3在接近地面时外伸部分较长，仿佛“腿”伸向地面；而套筒3在离开地面时渐渐缩回轮内，仿佛“腿”从地面抬起。为了保证轮的轴心沿直线平稳运动，滑槽5的下部曲线为尼哥米德蚌线。同时，由于滑槽5与滑杆轮2采取偏心布置，套筒3在不同方向从轮内部伸出的长度是变化的。套筒3在下部外伸的长度要大大超过上部。因此在水中运行时，向后方划水的力量会大大超过向前划水的力量，从而产生向前运动的推力。这样，同样的轮子即可在陆地上步行行走，也可以在水中划水行进，因此命名为“步行桨轮”。