CN109878592B

CN109878592B - 一种轮腿复合行走装置

Info

Publication number: CN109878592B
Application number: CN201910299874.4A
Authority: CN
Inventors: 秦建军; 高磊; 李鑫磊; 黄梦雨; 林键; 路可欣
Original assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Current assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2020-12-15
Anticipated expiration: 2039-04-15
Also published as: CN109878592A

Abstract

本发明公开了一种轮腿复合行走装置，包括齿环和设置在齿环上的三个行走腿，所述行走腿包括：驱动轮支架、齿轮、第一电机、伸缩杆、车轮架、行走轮、以及第二电机，其中，所述第一电机设置在所述驱动轮支架上，用于驱动齿轮，所述第二电机设置在车轮架上，用于驱动行走轮，其中，三个所述行走腿中的两个行走腿处于行走状态，第三个行走腿在齿环上处于越障备用状态。本发明的轮腿复合行走装置可以在平滑的路上采用行走轮滚动的方式前进，当遇到障碍后，装置上的控制部分通过控制多个行走腿上的第一电机、伸缩杆相互配合，实现越过障碍的目的，提高轮腿复合行走装置移动的稳定性。

Description

一种轮腿复合行走装置

技术领域

本发明涉及机器人行走装置领域，具体涉及一种轮腿复合行走装置。

背景技术

目前市面上可变形机器人机构种类繁多，虽然可变化的样式丰富，但是结构过于复杂，且不能完成某些简单的结构化地形的移动，因此，需要设计一种能够适用简单地形和复杂地形的机器人。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种轮腿复合行走装置，可以实现越过障碍的目的。

为此，本发明提出了一种轮腿复合行走装置，包括齿环和设置在齿环上的三个行走腿，所述行走腿包括：驱动轮支架、齿轮、第一电机、伸缩杆、车轮架、行走轮、以及第二电机，其中，所述第一电机设置在所述驱动轮支架上，用于驱动齿轮，所述第二电机设置在车轮架上，用于驱动行走轮，其中，三个所述行走腿中的两个行走腿处于行走状态，第三个行走腿在齿环上处于越障备用状态。

本发明还提出了一种轮腿复合行走装置，包括导向圆环和设置在导向圆环上的多个行走腿，所述行走腿包括：驱动轮支架、辊轮、第一电机、伸缩杆、车轮架、行走轮、以及第二电机，其中，所述导向圆环与所述辊轮的配合面均为粗糙面，使两者相对运动过程中不产生打滑现象，其中，多个所述行走腿中的两个行走腿处于行走状态，其他行走腿在导向圆环上处于越障备用状态。

本发明的轮腿复合行走装置可以在平滑的路上采用行走轮滚动的方式前进，当遇到障碍后，装置上的控制部分通过控制多个行走腿上的第一电机、伸缩杆相互配合，实现越过障碍的目的，提高轮腿复合行走装置移动的稳定性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的轮腿复合行走装置的结构示意图；

图2为本发明的轮腿复合行走装置中行走腿的结构示意图；以及

图3a-图3e为本发明的轮腿复合行走装置的变形过程示意图。

附图标记说明

1、齿轮； 2、第一电机；

3、驱动轮支架； 4、伸缩杆；

5、车轮架； 6、第二电机；

7、行走轮； 10、行走腿；

20、齿环。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1-图3示出了根据本发明的一些实施例。

在一实施例中，如图1所示，一种轮腿复合行走装置，包括：齿环20和三个行走腿10，其中，每个所述行走腿10包括齿轮1、第一电机2、驱动轮支架3、伸缩杆4、车轮架5、行走轮7、以及第二电机6。

具体地，如图1、2所示，所述第一电机2固定在驱动轮支架3外侧，第一电机2与齿轮1通过键传动，所述齿轮1通过销支撑在驱动轮支架3上可以转动，其中，驱动轮支架3为U型块状结构，驱动轮支架3内端面为圆弧面，与齿环20外环面共圆心，可以在驱动轮支架3上滑动。

具体地，如图2所示，所述驱动轮支架3下端面固定伸缩杆4，伸缩杆4末端固定有车轮架5，第二电机6固定在车轮架5一侧，并与行走轮7通过键传动，实现装置的行走。

在本实施例中，齿环20的内侧均布置有若干与齿轮1相配合的传动齿，齿轮与齿环相啮合，可以使行走腿10在齿环20上运动更加流畅、精准。

本发明的轮腿复合行走装置的行走腿变形过程如下：

如图3a所示，正常行走过程中，第一行走腿10’、第二行走腿10”分别与地面接触，第三行走腿10”’处于压缩状态，且处于悬空状态，当齿环20上安装的传感器，或者装置前端的行走腿10上安装的传感器检测到前方路面不平整时，如图3b所示，控制装置控制第一行走腿10’开始压缩，第二行走腿10”开始伸长，在这过程中，整个行走装置的中心向前移动，如图3c所示，第三行走腿10”’绕齿环运动，并移动到装置前进方向的前端，即位于第一行走腿10’前方。

如图3d所示，在第三行走腿10”’移动过程中，第三行走腿10”’的伸缩杆伸长并与地面接触，其中，第三行走腿10”’的落脚点位于障碍物前侧，同时，第一行走腿10’的伸缩杆收缩，使其行走轮高度高于障碍物，如图3e所示，当第一行走腿10’跨过障碍物后，第一行走腿10’的伸缩杆继续伸长，第二行走腿10”的伸缩杆收缩并处于悬空状态，从而实现了障碍物的跨越。

在另一实施例中，一种轮腿复合行走装置，结构与上一实施例中装置的结构相同，仅仅使用导向圆环代替齿环，使用驱动辊轮代替齿轮，其中，所述导向圆环的内表面具有较高的粗糙度，驱动辊轮采用柱面磨砂或压花的金属辊轮，或者采用高粗糙度的橡胶轮，驱动辊轮与导向圆环配合过程中，由于摩擦力较高，使行走腿10在导向圆环上可以运动的更加流畅、精准。

在另一实施例中，一种轮腿复合行走装置，包括齿环20和三个以上行走腿10，其中，在装置移动过程中，仅两个行走腿10与地面接触，其他行走腿10处于悬空备用状态，当需要变形时，其他几个行走腿10依次与地面接触，实现跨越功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种轮腿复合行走装置，其特征在于，包括：齿环（20）和设置在齿环（20）上的三个行走腿（10），

每个所述行走腿（10）均包括：驱动轮支架（3）、齿轮（1）、第一电机（2）、伸缩杆（4）、车轮架（5）、行走轮（7）、以及第二电机（6），

所述齿轮（1）设置在U型块状的所述驱动轮支架（3）内并与其转动连接，所述齿轮（1）还与所述齿环（20）齿轮啮合，

所述第一电机（2）设置在所述驱动轮支架（3）上，并与所述齿轮（1）传动连接，用于单独驱动齿轮（1），使所述行走腿（10）能绕所述齿环（20）环形移动，

所述第二电机（6）设置在车轮架（5）上，用于驱动行走轮（7）绕车轮架（5）转动，所述伸缩杆（4）两端与所述车轮架（5）与所述驱动轮支架（3）分别连接，用于调整所述行走腿（10）的长度；

其中，三个所述行走腿（10）中的两个行走腿（10）处于行走状态，第三个行走腿（10）在齿环上处于越障备用状态。

2.根据权利要求1所述的轮腿复合行走装置，其特征在于，所述行走腿（10）设置的数量为三个以上，采用导向圆环代替所述齿环（20），采用辊轮替换所述齿轮，其中，所述导向圆环与所述辊轮的配合面均为粗糙面，使两者相对运动过程中不产生打滑现象。