[发明专利]走行装置

说明书

技术领域

    本发明涉及一种机械式行走装置，尤其涉及一种走行装置。 

背景技术

    在地面上移动时，相比于其他运动模式，轮式运动模式具备移动速度快、转向灵活、结构简单的优点，但同时，轮式运动模式也存在跨越沟坎障碍能力不强、对于某些特殊地形无法适应等问题。 

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种走行装置，它由支架、6条机械腿、传动装置一和动力装置组成；机械腿、传动装置一和动力装置都设置于支架上； 

所述机械腿由HOECKEN机构、调整机构和行走臂组成，支架两侧各设置有3套HOECKEN机构，6套HOECKEN机构同向设置；HOECKEN机构的动力输入端与传动装置一连接，HOECKEN机构的动力输出端与行走臂连接；调整机构设置于HOECKEN机构和行走臂之间，调整机构用于对行走臂的姿态进行调整，以保证行走臂始终保持平动；传动装置一受动力装置驱动。

前述结构的原理是：利用HOECKEN机构特殊的运动原理，使走行装置在行走时获得较好的姿态平稳性和速度平稳性，同时也使得走行装置可以跨越轮式运动所无法跨越的障碍，提高走行装置对地形的适应性。 

其中，HOECKEN机构的原理图如图1所示，图中的θ表示动力输入臂与水平方向的夹角，图中的F点即相当于前述结构中的HOECKEN机构的动力输入端，E点即相当于前述结构中的HOECKEN机构的动力输出端，当动力输入臂绕F点单向转动时，E点沿一封闭的异形轨迹循环运动，其运动轨迹如图2所示。从其轨迹可以看出，当θ在90°至270°范围内变化时，E点的轨迹线最低段基本趋近于水平线，同时，现有理论已经证明，当θ在90°至270°范围内变化时，E点的运动速度近似于恒速，这就可以使运动时的姿态平稳性和速度平稳性都达到良好的效果。 

机械腿的具体结构可采用如下的优选实施方案（如图3所示）：所述机械腿由动力输入臂、传动臂、限位臂一、行走臂、连接杆、限位臂二和平行臂组成； 

动力输入臂下端与支架转动连接，连接处形成转动副一，同时，动力输入臂下端与传动装置一连接；限位臂一下端与支架转动连接，连接处形成转动副二；限位臂二下端与支架转动连接，连接处形成转动副三；

转动副一、转动副二、转动副三顺次设置，且位于同一水平面上；

动力输入臂上端与传动臂下端转动连接，传动臂上端与行走臂左上端转动连接，传动臂和行走臂的连接处形成转动副四，传动臂中部分别与限位臂一上端和连接杆的一端转动连接，且限位臂一和传动臂的连接处与连接杆和传动臂的连接处同轴；连接杆另一端分别与限位臂二上端和平行臂下端转动连接，且连接杆和限位臂二的连接处与连接杆和平行臂的连接处同轴；平行臂上端与行走臂的右上端转动连接，平行臂和行走臂的连接处形成转动副五，转动副五与转动副四位于同一水平面上；转动副二和转动副三之间的距离与连接杆两端的转动轴之间的距离相等；转动副四和转动副五之间的距离与连接杆两端的转动轴之间的距离相等；前述的动力输入臂、传动臂和限位臂一所组成的结构体即形成HOECKEN机构；连接杆、限位臂二和平行臂所组成的结构体即形成调整机构；动力输入臂下端即为HOECKEN机构的动力输入端；传动臂上端即为HOECKEN机构的动力输出端。

前述的具体结构的机械腿的运动原理可由图4的简化示意图示出，从图中我们可以看出，HOECKEN机构和调整机构组合后形成了以连接杆为公共边的两个平行四边形，从而使得机械腿只有一个自由度，仅需一个原动件即可带动机械腿上的各个部分整体运动，可有效减少需要的电机数量，同时，该结构通过全机械方式来使行走臂在运动过程中始终保持平动，不需要通过电机来控制传动臂和行走臂之间的角度。