[发明专利]一种自适应行走起落架及其控制方法

说明书

本发明公开了一种自适应行走起落架及其控制方法，其中自适应行走起落架包括：至少两个结构相同的支腿，所述支腿包括中空旋转平台，所述旋转平台上连接有转轴，所述转轴通过轴承与转动连接件转动连接；所述转动连接件的一端与摇臂的一端活动连接，另一端与二级缓冲机构的一端连接，所述二级缓冲机构的另一端与所述摇臂的臂身转动连接；所述摇臂的另一端活动连接有一级缓冲器；所述摇臂的臂身上与小动作筒的一端转动连接，所述小动作筒的另一端与所述一级缓冲器转动连接；该自适应行走起落架采用仿生四足结构，每个支腿有三个自由度，使起落架可以在全向范围内改变各支腿的着陆点，保证了在各类地形起降时机体处于水平姿态。

技术领域

本发明涉及垂直起降飞行器起降技术领域，特别是涉及一种自适应行走起落及其控制方法，具有自适应地形着陆以及全向行走的功能。

背景技术

垂直起降飞行器由于其垂直起降的特点，对地形的适应能力强于固定翼飞行器，但是因为其结构固定，仍然对于各类复杂地形的适应能力不足。在各类山地、乱石滩等地形执行灾区救援、物资运输、地形勘察等任务时，复杂地形使得垂直起降飞行器难以着陆，因此对垂直起降飞行器的起落架提出了更高的地形适应能力要求。

目前传统的垂直起降飞行器起落架，主要包括滑撬式和轮式起落架，只能着陆在水平度和平整度较高的地面。在崎岖不平和倾斜的地面难以着陆，往往会导致侧翻、机尾擦地等各类事故。本发明正是基于起落架地形适应能力不足的问题，提出了一种垂直起降飞行器起落架，采用仿生腿足式结构，每个支腿具有三个主动自由度，因此具备了适应地形调节起落架姿态的能力。并且四个三自由度的支腿，使得起落架具备了全向行走的能力，在着陆后可以完成全向行走，提高了垂直起降飞行器在地面的灵活性。

国内关于垂直起降飞行器地形自适应起落架的专利较少，主要是关于小型无人机的自适应起落架和月球着陆器的起落架。专利号为CN111959749A的《具备地形自适应起降和行走能力的直升机四足起落架》中提出了一种采用仿生四足结构的直升机起落架，具备地形适应能力和行走能力。但是该结构每个支腿只有两个自由度，只能在固定工作平面内改变支腿姿态，对地形适应能力有限，并且只能在工作平面内进行单向行走。本专利的起落架每个支腿有三个自由度，周向转动关节可以使支腿有更大的运动空间，具备更好的的地形适应能力和全向行走的能力。专利号为CN209739327U的《一种基于多足结构的垂直起降无人机自适应起落架系统》中提出了一种用于无人机的多足结构的起落架，采用串联多节结构，对关节电机的驱动力矩要求较大；三个关节串联，结构稳定性不好。本专利设计的起落架每个支腿的第三个自由度是周向转动关节提供，承力较小，结构稳定性好。专利号为CN111746824A的《一种缓冲/行走一体化六足着陆器及其步态控制方法》中提出了一种六足着陆器，每个支腿采用了三自由度机械臂，活动空间有限，并且没有给出着陆前起落架自适应调节的控制方法。本申请的起落架每个支腿采用串联结构，在同样的体积下有更大的活动空间，并给出了着陆前起落架的自适应调节控制方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种自适应行走起落架及其控制方法，解决现有的垂直起降飞行器起落架地形适应能力不足的问题，相比于已有的各类地形适应起落架，有更好的承载能力，着陆点有更大的选择空间，通过自适应调节控制方法，保证起落架可以根据地形自适应调节姿态，安全平稳地着陆于崎岖不平的地形；并且具备了全向行走的能力，极大地提高了垂直起降飞行器在地面时的灵活性，拓展了垂直起降飞行器执行任务的能力范围。