[发明专利]一种单驱动行走机构和行走方法

说明书

本发明涉及一种一种单驱动行走机构和方法，行走机构包括：机架；主动行走足系，包括行走支架、底部倾斜的圆柱型套筒、连杆一、连杆二、连杆三，圆柱型套筒内壁光滑套在机架最前部轴柱上，底部倾斜面与机架平行并可绕轴柱转动，连杆三与行走支架柔性连接可随着行走支架运动而运动；支撑足系，包括支撑架、圆柱型套筒、连杆四、连杆五，支撑架和连杆四成一定角度刚性连接在套筒两侧，连杆四另一端与连杆五铰接，两连杆保持在同一平面；从动行走足系，包括行走支架、底部倾斜的圆柱型套筒、连杆三，连杆三不与主动足行走支架相连的一端与次行走支架柔性连接并带动行走支架运动。

技术领域

本发明属于机器人领域，具体公开了一种单驱动行走机构和行走方法。

背景技术

爬行机构是仿生机器的重要组成部分。契贝谢夫行走机构是普遍应用的行走机构并成为一种范式，现有诸多的行走机构都是在契贝谢夫机构的基础上演化而来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一种单驱动行走机构和方法，通过单驱动器驱动，能够稳定的在多种地形前进后退。

为此，本发明提供了一种单驱动行走机构，包括：

机架；

依次连接于所述机架的一对主动足、一对支撑足和一对从动足，所述主动足以第一轴为转动轴心连接于所述机架的前端；所述支撑足以第二轴为转动轴心连接于所述机架的中部，所述从动足以第三轴为转动轴心连接于所述机架；

主轴、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述主轴包括第一弯曲处和第二弯曲处，所述第一弯曲处和第二弯曲处的相位差为90°，所述主动足与第一连杆的刚性连接，支撑足与第二连杆刚性连接；第三连杆与主轴的第一个弯曲处柔性连接，第四连杆与主轴的第二个弯曲处柔性连接；第五连杆的两端分别与主动足和从动足刚性连接。

优选地，所述主动行走足以第一轴为转动轴心，所述第一轴的长度方向与所述机架成75度，所述主动足的中部设有圆柱形的套筒，下端倾斜同时整体与所述第一轴平行并短于所述第一轴，第一连杆与该套筒刚性连接，第五连杆的前端与主动足水平部分中段柔性连接以跟随主动足移动。

优选地，第一连杆包括一根连杆和一个圆环，所述连杆和圆环刚性连接。

优选地，所述支撑足以第二轴为转动轴心，所述第二轴水平固定连接于所述机架，所述第二轴穿过支撑足中部的圆柱形的支撑足套筒，第二连杆与该支撑足套筒刚性连接。

优选地，所述第五连杆的后端与从动足的水平部分中段柔性连接，以带动从动足运动。

优选地，所述第三连杆的柔性连接端包括一圆柱形套筒，远离连接所述主轴一端包括一个刚性连接的圆环；第三连杆与第一连杆的圆环穿套在一起并相互垂直，运动时成点接触；第四连杆与第二连杆在连接处为铰链连接，运动时成面接触。

优选地，与主轴的第二个弯曲处柔性连接的第四连杆的柔性连接端包括一圆柱形套筒，远离主轴一端为铰链连接头。

一种单驱动行走方法，包括以下步骤：

主动行走足行走步骤：第三连杆的圆环部分在垂直面上下摆动同时在水平面推动第一连杆的圆环，使得主动足绕第一轴转动；主动足转动的同时，主动足的底部的斜面与机架之间会形成夹角，将主动足抬起，使主动足的足尖的运动轨迹成一个空间弧线向前或向后摆动；主动足进行摆动时通过第五连杆带动从动足摆动；

保持支撑步骤：在L侧的支撑足抬起时，L侧的主动足和从动足处于向后摆动空间弧线最高处，在R侧的支撑足落下，R侧的主动足和从动足处于向前摆动空间弧线最高处；在机架出现倾斜时，支撑足和主动足、从动足落地，保持三点支撑。

优选地，通过主轴转动以带动第三连杆在垂直面上下摆动，在垂直面水平移动；第五连杆摆动时带动与之连接的从动足做与主动足相同的运动。

优选地，当主轴转动时，L侧的主动足沿着空间弧线向前摆动时，R侧的主动腿沿着空间弧线向后摆动，然后运动状态交换；

第四连杆推动第二连杆使支撑足绕第二轴转动，沿Z轴做起落运动；