CN106184457B - 一种轮腿混合式行走机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮腿混合式行走机构及方法，包括主体、车轮机构和连杆机构；主体前端包括一个前轴，后端包括一个后轴；所述前轴与后轴连接连杆机构；所述车轮机构包括侧壁轮、侧壁轮轴、底轮、底部轮轴和活动连杆；底部轮轴控制底部车轮滚动；所述侧壁轮、共用侧壁轮轴，且对称位于主体两侧，位于同一水平面；所述连杆机构使主体前后运动，所述车轮机构使主体左右运动。本发明结构简单、安装零件少，生产维护成本低，零件主要以杆件为主，连杆机构的特点在于能承受很大的载荷，制造方便，可以节约生产成本和后期维修的成本。

Description

一种轮腿混合式行走机构及方法

技术领域

本发明涉及一种行走装置，具体涉及一种轮腿混合式行走机构及方法。

背景技术

轮式行走机构和腿式行走机构都是常用的行走机构。腿式行走机构具有良好的越障能力，优越的课操作性和地面适应性，但其结构复杂，移动速度慢，效率低。轮式行走机构结构简单，效率高易于控制，但其环境适应性较差。轮腿混合式行走机构具有较强的环境适应能力和较好的机动性，很好的综合了轮式和腿式行走机构的优点，但现有的轮腿混合式行走结构一般较复杂，成本较高。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种轮腿混合式行走机构及方法，通过连杆机构和车轮，交替控制整个机构完成前后及左右的运动，解决了现有技术的问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种轮腿混合式行走机构，其特征在于，包括主体、车轮机构和连杆机构；

主体前端包括一个前轴，后端包括一个后轴；所述前轴与后轴连接连杆机构；

所述车轮机构包括侧壁轮、、侧壁轮轴、底轮、底部轮轴和活动连杆；底部轮轴控制底部车轮滚动；所述侧壁轮、共用侧壁轮轴，且对称位于主体两侧，位于同一水平面；

所述侧壁轮轴两端设置对称，分别设置有垂直于侧壁轮轴的垂直连接轴，该垂直连接轴一端与所述侧壁轮轴连接，另一端连接有平行与侧壁轮轴的平行连接轴；所述平行连接轴端部为侧壁轮、；所述侧壁轮轴车轮的轴线与连接主体部分的轴线之间的直线距离大于连杆机构将主体支撑后，连杆机构最低点与侧壁轮轴之间的距离；

所述底部轮轴通过活动连杆、分别与前轴和后轴连接；

所述连杆机构使主体前后运动，所述车轮机构使主体左右运动。

进一步的，所述底轮至少包括一个车轮。

进一步的，所述连杆机构包括两套完全相同的连杆，每一套连杆分别位于主体的与侧壁轮相邻的两侧；一套连杆机构包括前足连杆机构和后足连杆机构。

进一步的，所述前足连杆机构包括前足短连杆、与前足短连杆相连的前足长连杆；所述后足连杆机构包括后足短连杆、与后足短连杆相连的后足长连杆；所述连杆机构通过前轴与后轴与主体相连。

一种轮腿混合式行走机构的行走方法，该方法包括以下步骤：

当主体需要前后移动时，移动侧壁轮轴，将所述侧壁轮轴、转动至着地；移动活动连杆、，将所述底部车轮移动至着地；主体通过侧壁轮、和底部车轮前后运动；

当主体需要左右移动时，移动侧壁轮轴，将所述侧壁轮轴、转动至离地；移动活动连杆、，将所述底部车轮移动至离地；使得连杆机构着地，主体通过连杆机构左右运动；

通过直流电机控制连杆从而实现前后移动和左右移动的运行方式切换。

有益效果：本发明提供的一种轮腿混合式行走机构及方法，具有以下优点：

1)结构简单，轮式行走时，收起连杆机构，通过一个电机操控车轮运转即可；腿式行走时，通过一个电机操控简单的曲柄连杆结构，即可实现，而现有的腿式行走机构，大多是仿人的腿关节，自由度一般大于5个，驱动与控制方式特别困难，很难达到理想效果。

2)安装零件少，生产维护成本低，零件主要以杆件为主，连杆机构的特点在于能承受很大的载荷，制造方便，可以节约生产成本和后期维修的成本。

3)适应性强，效率高，切换运行方式方便，本发明所述轮腿混合式行走机构，兼具腿式行走机构适应性强和轮式行走机构效率高特点，并且可通过简单地收起车轮或连杆实现运行形式的切换。

附图说明

图1为本发明的侧面结构示意图

图2为本发明的机构示意图

图3为本发明的右视图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1、图2和图3所示为一种轮腿混合式行走机构，其特征在于，包括主体1、车轮机构和连杆机构；

主体1前端包括一个前轴13，后端包括一个后轴14；所述前轴与后轴连接连杆机构；

所述车轮机构包括侧壁轮2、3、侧壁轮轴4、底轮9、底部轮轴10和活动连杆6；底部轮轴9控制底部车轮9滚动；所述侧壁轮2、3共用侧壁轮轴4，且对称位于主体1两侧，位于同一水平面；

所述侧壁轮轴4两端设置对称，分别设置有垂直于侧壁轮轴的垂直连接轴，该垂直连接轴一端与所述侧壁轮轴连接，另一端连接有平行与侧壁轮轴的平行连接轴；所述平行连接轴端部为侧壁轮2、3；所述侧壁轮轴车轮的轴线与连接主体1部分的轴线之间的直线距离大于连杆机构将主体1支撑后，连杆机构最低点与侧壁轮轴4之间的距离；

所述底部轮轴9通过活动连杆6、12分别与前轴13和后轴12连接；

所述连杆机构使主体1前后运动，所述车轮机构使主体1左右运动。

进一步的，所述底轮9至少包括一个车轮。也可以有多个，增强前后运动的流畅度。同样，侧壁轮也可以有不止一个。

进一步的，所述连杆机构包括两套完全相同的连杆，每一套连杆分别位于主体1的与侧壁轮相邻的两侧；一套连杆机构包括前足连杆机构和后足连杆机构。

进一步的，所述前足连杆机构包括前足短连杆5，连接于前轴13，前足长连杆8，连接与后轴14，两连杆相连接，且两杆运动轨迹位于同一平面上。所述后足连杆机构包括后足短连杆11，连接于后轴13，后足长连杆7，连接与前轴14，两连杆相连接，且两杆运动轨迹位于同一平面上。连杆机构内的连接通过连接栓连接。

一种轮腿混合式行走机构的行走方法，该方法包括以下步骤：

如图1所示，当主体需要前后移动时，移动侧壁轮轴4，将所述侧壁轮轴2、3转动至着地；移动活动连杆6、12，将所述底部车轮9移动至着地；主体1通过侧壁轮2、3和底部车轮9前后运动；

如图2所示，当主体需要左右移动时，移动侧壁轮轴4，将所述侧壁轮轴2、3转动至离地；移动活动连杆6、12，将所述底部车轮9移动至离地；使得连杆机构着地，主体1通过连杆机构左右运动；

通过直流电机控制连杆从而实现前后移动和左右移动的运行方式切换。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种轮腿混合式行走机构，其特征在于，包括主体（1）、车轮机构和连杆机构；

主体（1）前端包括一个前轴（13），后端包括一个后轴（14）；所述前轴与后轴连接连杆机构；

所述车轮机构包括侧壁轮（2、3）、侧壁轮轴（4）、底部车轮（9）、底部轮轴（10）和活动连杆（6）；底部轮轴（10）控制底部车轮（9）滚动；所述侧壁轮（2、3）共用侧壁轮轴（4），且对称位于主体（1）两侧，位于同一水平面；

所述侧壁轮轴（4）两端设置对称，分别设置有垂直于侧壁轮轴的垂直连接轴，该垂直连接轴一端与所述侧壁轮轴连接，另一端连接有平行于侧壁轮轴的平行连接轴；所述侧壁轮轴端部为侧壁轮（2、3）；所侧壁轮轴（4）与平行连接轴之间的直线距离大于车轮机构将主体（1）支撑后，连杆机构最低点与侧壁轮轴（4）之间的距离；

所述底部轮轴（10）通过活动连杆（6、12）分别与前轴（13）和后轴（14）连接；

所述连杆机构使主体（1）前后运动，所述车轮机构使主体（1）左右运动。

2.如权利要求1所述的一种轮腿混合式行走机构，其特征在于，所述底部车轮（9）至少包括一个车轮。

3.如权利要求1所述的一种轮腿混合式行走机构，其特征在于，所述连杆机构包括两套完全相同的连杆，两套完全相同的连杆分别位于主体（1）的与侧壁轮相邻的两侧；每一套连杆包括前足连杆机构和后足连杆机构。

4.如权利要求3所述的一种轮腿混合式行走机构，其特征在于，所述前足连杆机构包括前足短连杆（5）、与前足短连杆相连的前足长连杆（8）；所述后足连杆机构包括后足短连杆（11）、与后足短连杆相连的后足长连杆（7）；所述连杆机构通过前轴（13）与后轴（14）与主体（1）相连。

5.如权利要求1-4任一所述的一种轮腿混合式行走机构的行走方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

当主体需要前后移动时，转动侧壁轮轴（4），将所述侧壁轮（2、3）转动至着地；转动活动连杆（6、12），将所述底部车轮（9）移动至着地；主体（1）通过侧壁轮（2、3）和底部车轮（9）前后运动；

当主体需要左右移动时，转动侧壁轮轴（4），将所述侧壁轮（2、3）转动至离地；转动活动连杆（6、12），将所述底部车轮（9）移动至离地；使得连杆机构着地，主体（1）通过连杆机构左右运动；

通过直流电机控制连杆从而实现前后移动和左右移动的运行方式切换。