[发明专利]双足轮式行走机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种双足轮式行走机构，属于车辆行走系统，采用多杆组合机构驱动、车轮承载的低速行走机构，可应用于山区、梯田等崎岖不平地面以及泥泞田间、生态植被草原等复杂地面作业运输工具，亦可作为农田、乡村等短途道路交通运输工具。

技术背景

模仿人或动物行走特点的足式行走机构属于跨越式行走，相对于高速行驶的轮式和履带式行走而言具有灵活、越障能力较强和情感上具有较强亲和力的特点。目前已有足式行走机构应用于电动游乐车、玩具以及旅游观光业，申请号01241359.3和200420068401.2的专利中采用模仿人或动物足式行走的双足机器人拉动车辆的方式，其足式行走机构为模仿人或动物腿部行走特点设计而成的关节式机构，其步距小、抬足高度低，足端轨迹驱动段直线度差导致系统行走稳定性差。采用多杆组合机构驱动、车轮承载的具有负重行驶和牵引功能的地面行走机构，是一种未见报道的新型双足、轮式组合行走机构。

发明内容

本发明的目的是要提供一种由多杆组合机构驱动、车轮承载的地面行走机构，其步距大、抬足高度大，越障能力强，足端轨迹驱动段直线度好，重心平稳、行进速度均匀、系统行走稳定。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括：曲柄1从一端开始分别顺序与导杆2、摆杆3和连杆4的一端转动联接，导杆2与机架8移动联接，摆杆3另一端与机架8转动联接，由1-2-3-8组成移动导杆机构，导杆2上一点与摆块5转动联接，连杆4中部与摆块5移动联接、另一端与驱动杆6上端转动联接，驱动杆6中部与十字滑块7的一个滑道移动联接、下端F为足端，十字滑块7的另一个滑道在机架8上移动联接，组合机构1-2-3-4-5-6-7-8构成足式驱动装置(如图1)，共用同一机架8的两个结构、几何参数完全相同的足式驱动装置1-2-3-4-5-6-7-8和1₁-2₁-3₁-4₁-5₁-6₁-7₁-8在机架上沿前进方向对称布置，曲柄1、1₁通过联轴器9联接、相位差为180°同速转动，车辕10一端与车身11固连、另一端与机架8在水平面内转动联接、并由夹角α控制，两个相同的车轮12、12₁平行布置于车身11两侧、并分别与车身11转动联接，驱动力通过曲柄1、1₁输入驱动行走机构运动，构成本发明双足轮式行走机构(如图2)。驱动力转速n通过同轴转动的曲柄1、1₁驱动两个足式驱动装置实现双足轮式行走机构行驶，通过调整机架8与车辕10的夹角α实现双足轮式行走机构转向。

上述的双足轮式行走机构中，可以省去联轴器9，相位差为180°的曲柄1、1₁同一轴线刚性固连，由驱动力作用相对导杆2转动，同样满足行驶需求。

上述的双足轮式行走机构中，驱动杆6、6₁触地足端F的断面形状可以是圆形、三角形、椭圆等任意形状以便减小地面接触压力，其外端可以安装防滑橡胶套等以便增加驱动摩擦力。

上述的双足轮式行走机构中，驱动力的机座安装在导杆2上并随导杆2一起作定量的水平往复移动。

本发明的有益效果在于：提供了一种由多杆组合机构驱动、车轮承载的具有负重行驶和牵引功能的地面行走机构，其步距大、抬足高度大，越障能力强，足端轨迹驱动段直线度好，重心平稳、行进速度均匀、系统行走稳定；可应用于山区、梯田等崎岖不平地面以及泥泞田间、生态植被草原等复杂地面作业运输工具，亦可作为农田、乡村等短途道路交通运输工具。

附图说明

图1为双足轮式行走机构的机构简图；

图2为双足轮式行走机构的机构配置原理图；

图3为双足轮式行走机构的工作原理图。

具体实施方案

下面根据附图对本发明的实施例进行描述。

图1所示为双足轮式行走机构的机构简图，曲柄1从一端开始分别顺序与导杆2、摆杆3和连杆4的一端转动联接，导杆2与机架8移动联接，摆杆3另一端与机架8转动联接，由1-2-3-8组成移动导杆机构，由曲柄1杆长小于摆杆3杆长可以满足有曲柄条件；导杆2上一点与摆块5转动联接，连杆4中部与摆块5移动联接、另一端与驱动杆6上端转动联接，驱动杆6中部与十字滑块7的一个滑道移动联接、下端F为足端，十字滑块7的另一个滑道在机架8上移动联接，组合机构1-2-3-4-5-6-7-8构成足式驱动装置，由各杆杆长关系及导杆2上摆块5转动联接点的位置满足急回特性，1-2-3-4-5为轨迹生成部分，6-7-8为足端轨迹输出部分；共用同一机架8的两个结构、几何参数完全相同的足式驱动装置1-2-3-4-5-6-7-8和1₁-2₁-3₁-4₁-5₁-6₁-7₁-8在机架上沿前进方向对称布置，曲柄1、1₁通过联轴器9联接、相位差为180°同速转动，车辕10一端与车身11固连、另一端与机架8在水平面内转动联接、并由夹角α控制，通过调整机架8与车辕10的夹角α实现行走机构转向，两个相同的车轮12、12₁平行布置于车身11两侧、并分别与车身11转动联接(如图2)。驱动力转速n通过相位差为180°、同轴转动的曲柄1、1₁驱动两个足式驱动装置实现双足交替驱动，由于组合机构1-2-3--4--5-6--7-8的急回系数k>1，双足交替着地时间大于腾空时间，双足轮式行走机构可以在地面连续稳定行驶；通过调整机架8与车辕10的夹角α实现双足轮式行走机构转向(如图3)，当α＝90°时双足轮式行走机构直线行驶，当α<90°时双足轮式行走机构左转弯，当α>90°时双足轮式行走机构右转弯。驱动力的机座安装在导杆2上，行驶过程中驱动力机座随导杆2一起作定量的水平往复移动。当驱动力转速n反向转动时，双足轮式行走机构在地面倒车行驶。