CN109606736B - 一种单电机双摆杆回转机构、星球车和移动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单电机双摆杆回转机构、星球车和移动方法，涉及航空航天技术领域。本发明所述单电机双摆杆回转机构包括一个电机、连接臂、第一行星齿轮机构和旋转臂；连接臂中设置有固定轮和第一同步轮，第一同步轮与固定轮通过第一同步带连接，第一同步轮轴向的其中一端与连接臂枢接，另一端与旋转臂固定连接；所述电机与第一行星齿轮机构枢接，电机适于通过第一行星齿轮机构驱动连接臂绕所述固定轮转动，第一同步轮带动旋转臂转动，或电机适于通过第一行星齿轮机构驱动车轮转动。本发明所述的单电机双摆杆回转机构、星球车和移动方法使用一个电机驱动其中一个转动副，即可实现双摆杆的同步折叠或展开。

Description

一种单电机双摆杆回转机构、星球车和移动方法

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种单电机双摆杆回转机构、星球车和移动方法。

背景技术

星球车是完成外星体巡视任务的主体，星球车的活动范围直接影响到探测任务的成败。外星体的地形、地质和地表环境与地球相差很大，由于外星体大气环流、陨石撞击和物化作用导致土壤性质十分复杂。恶劣的行驶条件对传统星球车的移动系统提出挑战，星球车对行走能力的要求越来越高。尤其是当具有重要价值的探测目标分布在沙滩中和陡坡上时，星球车只能冒险尝试或是放弃一些探测目标。如果强行靠近目标，星球车将面临丧失行走能力的风险。传统的星球车的轮-步复合系统为多电机组合，且为轮腿式组合，重量大，星球车较为笨重。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种单电机双摆杆回转机构，针对多电机组合的轮-步复合系统进行改进。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种单电机双摆杆回转机构，包括：一电机、连接臂、第一行星齿轮机构和旋转臂；所述连接臂中设置有固定轮和第一同步轮，所述第一同步轮与所述固定轮通过第一同步带连接，所述第一同步轮轴向的其中一端与所述连接臂枢接，另一端与旋转臂固定连接；所述电机与所述第一行星齿轮机构枢接，所述电机适于通过所述第一行星齿轮机构驱动所述连接臂绕所述固定轮转动，所述第一同步轮带动所述旋转臂转动，或所述电机适于通过所述第一行星齿轮机构驱动车轮转动。

进一步地，所述第一行星齿轮机构包括第一太阳轮和第一外齿圈，所述第一行星齿轮机构设置于固定臂中，所述电机与所述第一太阳轮枢接；所述电机适于通过所述第一外齿圈驱动所述连接臂绕所述固定轮转动。

进一步地，单电机双摆杆回转机构还包括：第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二行星架和第二外齿圈，所述第二太阳轮与所述第一外齿圈枢接，所述连接臂与所述第二外齿圈枢接，所述第一外齿圈带动所述第二太阳轮转动，所述第二太阳轮带动所述第二外齿圈转动，所述第二外齿圈带动所述连接臂绕所述固定轮转动。

进一步地，所述连接臂中还设置有所述第二同步轮和第三同步轮，所述第二同步轮的轴向的其中一端与第一行星架连接，所述第二同步轮和所述第三同步轮通过第二同步带连接；

所述旋转臂中设置有第四同步轮和第五同步轮，所述第四同步轮和所述第五同步轮通过第三同步带连接，所述第四同步轮轴向的其中一端与所述第三同步轮的轴向的其中一端连接，所述第五同步轮轴向的其中一端与所述车轮连接；

所述第一行星架转动带动所述第二同步轮转动，所述第二同步轮转动带动所述第三同步轮；所述第三同步轮转动带动所述第四同步轮转动，所述第四同步轮转动带动所述第五同步轮转动，所述第五同步轮带动所述车轮转动。

进一步地，所述单电机双摆杆回转机构还包括：轮行制动器，所述轮行制动器固定安装于所述固定臂中，所述轮行制动器适于所述第一行星架的制动。

进一步地，所述单电机双摆杆回转机构还包括：步行制动器，所述步行制动器与所述固定臂固定连接，所述步行制动器适于所述第二外齿圈的制动。

进一步地，所述第二同步轮和所述第三同步轮的轴心之间的距离为d1，所述第四同步轮和所述第五同步轮的轴心之间的距离为d2，d1＝d2。

进一步地，所述电机的输出轴、所述第一太阳轮、所述第二太阳轮、所述固定轮和所述第二同步轮同轴心。

相对于现有技术，本发明所述的单电机双摆杆回转机构具有以下优势：

本发明针对传统的多电机双摆杆机构，实现了通过一个电机带动两个摆杆同时转动的目的，通过一个所述电机实现了所述连接臂和所述旋转臂的旋转，结构设计巧妙；双摆杆的两个转动副用同步带传动，使用一个电机驱动其中一个转动副，实现双摆杆的同步折叠或展开。

本发明另外提供一种星球车，针对传统的星球车上电机过多的问题进行改进。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种星球车，包括：车体和上述任一技术方案所述的单电机双摆杆回转机构，单电机双摆杆回转机构通过悬臂与所述车体连接。

本发明所述的星球车通过单电机双摆杆回转机构实现了所述车体的步态行走，结构设计巧妙，避免了多电机的使用，节省了成本。在平坦路面时，采用轮式驱动，效率高，速度快；在斜坡等复杂路面或者轮子沉陷打滑时，电磁离合器切换行走方式为步态行走，提高星球车的通过性。

本发明还提供一种星球车移动方法，针对传统的星球车步行打滑现象进行改进。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种星球车移动方法，所述星球车移动方法基于上述所述的星球车，所述单电机双摆杆回转机构有四个，其中星球车前侧的两个所述单电机双摆杆回转机构分别称为第一前臂和第二前臂，星球车后侧的两个所述单电机双摆杆回转机构为第一后臂和第二后臂；所述星球车移动方法包括：

所述第一后臂、所述第二后臂、所述第一前臂和所述第二前臂依次执行第二动作，当所述单电机双摆杆回转机构执行所述第二动作时，同时，其余所述单电机双摆杆回转机构执行第四动作；其中，所述第二动作为步行制动器脱开，同时轮行制动器脱开；所述第四动作为步行制动器制动，同时轮行制动器制动；

当所有所述单电机双摆杆回转机构执行所述第二动作运行到第二设定位置时，所有所述单电机双摆杆回转机构同时执行第三动作；其中，所述第三动作为所述步行制动器脱开，同时所述轮行制动器制动；

当所有所述单电机双摆杆回转机构同时执行所述第三动作运行到第三设定位置时，重复运转上述步骤，实现四步态行走。

本发明所述的星球车移动方法通过不同移动指令的切换，使所述星球车切换不同的移动状态，在平坦路面时，采用轮式驱动，效率高，速度快；在斜坡等复杂路面或者轮子沉陷打滑时，电磁离合器切换行走方式为步态行走，提高火星车的通过性。此外，四步态中同一时刻车轮的制动数量多，对地面附着力相对较大，沉陷脱困和爬坡能力较强。

附图说明

构成本发明的一部分的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为本发明实施例的单电机双摆杆回转机构的原理图；

图2为本发明实施例的单电机双摆杆回转机构的轴测图；

图3为本发明实施例的单电机双摆杆回转机构的剖视图；

图4为本发明实施例的单电机双摆杆回转机构的内部轴测图；

图5为本发明实施例的单电机双摆杆回转机构的内部轴测图；

图6为本发明实施例的星球车的结构示意图；

图7为本发明实施例的星球车四步态移动方法流程图；

图8为本发明实施例的星球车对角二步态移动方法流程图。

附图标记说明：

1-电机，2-轮行制动器，3-固定臂，4-第一行星齿轮机构，5-步行制动器，6-第二行星齿轮机构，7-连接臂，8-固定轮，9-第一同步带，10-第一同步轮，11-第二同步轮，12-第三同步轮，13-第二同步带，14-第四同步轮，15-第三同步带，16-第五同步轮，17-旋转臂，18-车轮，19-悬臂，20-车体，21-轮轴，22-张紧器，23-前轮，24-后轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，在本发明的实施例中所提到的文中所有的方向或位置关系为基于附图的位置关系，仅为了方便描述本发明和简化描述，而不是暗示或者暗示所指的装置或元件必须具有的特定的方位，不能理解为对本发明的限制。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

一种单电机双摆杆回转机构，如图1至图5所示，包括：

一个电机1、连接臂7和旋转臂17；

所述连接臂7中设置有固定轮8和第一同步轮10，所述第一同步轮10与所述固定轮8通过第一同步带9连接，所述第一同步轮10轴向的其中一端与所述连接臂7枢接，另一端与旋转臂17固定连接；所述电机1适于驱动所述连接臂7绕所述固定轮8转动，所述第一同步轮10带动所述旋转臂17转动。

需要说明的是，所述电机1驱动所述连接臂7绕所述固定轮8转动时，所述连接臂7转动的同时，带动所述第一同步轮10绕所述固定轮8公转；所述第一同步轮10轴向的其中一端与所述连接臂7枢接，另一端与旋转臂17固定连接，由于所述第一同步轮10与所述固定轮8通过第一同步带9连接，所述第一同步轮10公转的同时进行自转，所述第一同步轮10自转的同时带动所述旋转臂17转动。较佳的，初始状态时，所述连接臂7和所述旋转臂17折叠，当所述连接臂7转动时，所述连接臂7和所述旋转臂17同时展开。

这里，所述电机1与固定臂3固定连接，所述固定轮8与所述电机1的输出轴同轴心。所述固定轮8和所述第一同步轮10同时为车轮，所述固定轮8和所述第一同步轮10通过所述第一同步带9连接。可替换地，所述固定轮8和所述第一同步轮10同时为链轮，所述第一同步带9则更换为同步链，所述固定轮8和所述第一同步轮10通过所述同步链连接，属于惯用技术手段的置换。

这样设置的好处在于，针对传统的多电机双摆杆机构，实现了通过一个电机带动两个摆杆同时转动的目的，通过一个所述电机1实现了所述连接臂7和所述旋转臂17的旋转，结构设计巧妙；双摆杆的两个转动副用同步带传动，使用一个电机驱动其中一个转动副，实现双摆杆的同步折叠或展开。

较佳地，所述固定轮8与所述第一同步轮10的外径比为n:1，其中1.5≤n≤5，且n优选2。这样设置的好处在于,通过合适的轮径比，增大传动效率。

较佳地，所述单电机双摆杆回转机构还包括：

第一行星齿轮机构4，所述第一行星齿轮机构4包括第一太阳轮、第一行星架和第一外齿圈，所述电机1与所述第一太阳轮枢接；所述第一外齿圈适于驱动所述连接臂7绕所述固定轮8转动，所述第一同步轮10带动所述旋转臂17转动。

这里，所述第一行星齿轮机构4设置于所述固定臂3中，所述固定臂3中还设置有轮行制动器2，所述轮行制动器2固定安装于所述固定臂3中，所述轮行制动器2适于所述第一行星架的制动，当所述第一行星齿轮机构4的输出为所述第一外齿圈时，所述轮行制动器2对所述第一行星架进行制动；当所述第一行星齿轮机构4的输出为所述第一行星架时，所述轮行制动器2对所述第一外齿圈进行制动。

这样设置的好处在于，通过行星齿轮机构设置，增加了电机的传动比，增大了所述连接臂7的转动速度，间接增大了步行速度；增大了连接臂7的转动力矩，提高整车的步态通过性能。通过行星齿轮机构的设置，增加了单电机驱动的输出路径。

实施例二

如上述所述单电机双摆杆回转机构，如图1至图5所示，本实施例与之不同的地方在于，所述单电机双摆杆回转机构还包括：

第二行星齿轮机构6，所述第二行星齿轮机构6包括第二太阳轮、第二行星架和第二外齿圈，所述第二太阳轮与所述第一外齿圈枢接，所述连接臂7与所述第二外齿圈枢接，所述第一外齿圈带动所述第二太阳轮转动，所述第二太阳轮带动所述第二外齿圈转动，所述第二外齿圈带动所述连接臂7绕所述固定轮8转动。

这里，所述固定臂3中还设置有步行制动器安装部，适于步行制动器5的安装，所述步行制动器5适于所述第二外齿圈的制动，所述第二行星齿轮机构6位于所述连接臂7中。当所述第二行星齿轮机构6的输出为所述第二外齿圈时，所述步行制动器5对所述第二行星架进行制动；当所述第二行星齿轮机构6的输出为所述第二行星架时，所述步行制动器5对所述第二外齿圈进行制动。

这样设置的好处在于，避免所述第一行星齿轮机构4与所述连接臂7直接连接造成的损坏，将所述第二行星齿轮机构6的外齿圈与所述连接臂7连接，进一步增大了传动比，加快了所述连接臂7的转动速度，间接增大了步行速度；增大了连接臂7的转动力矩，提高整车的步态通过性能。通过行星齿轮机构的设置，增加了单电机驱动的输出路径。

实施例三

如上述所述单电机双摆杆回转机构，如图1至图5所示，本实施例与之不同的地方在于，单电机双摆杆回转机构，包括：一个电机1、连接臂7、第一行星齿轮机构4和旋转臂17；所述连接臂7中设置有固定轮8和第一同步轮10，所述第一同步轮10与所述固定轮8通过第一同步带9连接，所述第一同步轮10轴向的其中一端与所述连接臂7枢接，另一端与旋转臂17固定连接；所述电机1与所述第一行星齿轮机构4枢接，所述电机1适于通过所述第一行星齿轮机构4驱动所述连接臂7绕所述固定轮8转动，所述第一同步轮10带动所述旋转臂17转动，和/或所述电机1适于通过所述第一行星齿轮机构4驱动车轮18转动。

需要说明的是，相比于上述所述的实施例，本实施例中，所述单电机双摆杆回转机构还包括：

所述连接臂7中设置有所述第二同步轮11和第三同步轮12，所述第二同步轮11的轴向的其中一端与第一行星架连接，所述第一行星架转动带动所述第二同步轮11转动，所述第二同步轮11和所述第三同步轮12通过第二同步带13连接，所述第二同步轮11转动带动所述第三同步轮12；

所述旋转臂17中设置有第四同步轮14和第五同步轮16，所述第四同步轮14和所述第五同步轮16通过第三同步带15连接，所述第四同步轮14轴向的其中一端与所述第三同步轮12的轴向的其中一端连接，所述第三同步轮12转动带动所述第四同步轮14转动，所述第四同步轮14转动带动所述第五同步轮16转动；

所述第五同步轮16轴向的其中一端通过轮轴21与车轮18轴向的其中一端连接，所述第五同步轮16转动带动所述车轮18转动。

如图1至图5所示，固定臂3为壳体结构，所述固定臂3中设置有电机安装部，电机1固定设置于所述电机安装部上；所述固定臂3中还设置有轮行制动器安装部，适于所述轮行制动器2的安装；第一行星齿轮机构4包括第一太阳轮、第一行星架和第一外齿圈，所述第一行星齿轮机构4设置于所述固定臂3中，所述第一行星齿轮机构4通过所述轮行制动器2与所述固定臂3连接，所述轮行制动器2适于所述第一行星架的制动；所述第一太阳轮与所述电机1的输出轴同轴心，所述电机1驱动所述第一太阳轮转动，从而在所述第一行星架和/或所述第一外齿圈进行输出，所述第一外齿圈与所述第二太阳轮连接，第一外齿圈转动带动所述第二太阳轮转动；

第二行星齿轮机构6位于连接臂7中，所述连接臂7为壳体；第二行星齿轮机构6包括第二太阳轮、第二行星架和第二外齿圈，所述第二太阳轮与所述第一太阳轮同轴心，所述第二行星架与所述固定臂3连接，所述第二外齿圈与所述连接臂7固定连接；所述固定臂3中还设置有步行制动器安装部，适于步行制动器5的安装，所述步行制动器5适于所述第二外齿圈的制动；所述连接臂7中设置有固定轮8，所述固定轮8与固定臂3固定连接，所述固定轮8本身并不转动，图1中，所述固定轮8与所述电机1的输出轴同轴心；所述连接臂7中设置有第一同步轮10，所述第一同步轮10与所述固定轮8通过第一同步带9连接。

所述电机1带动所述第一太阳轮转动，当所述第一太阳轮带动所述第一外齿圈转动，所述第一外齿圈带动所述第二太阳轮转动，当所述第二太阳轮转动时，所述第二太阳轮带动所述第二外齿圈转动，进而所述第二外齿圈带动所述连接臂7转动；所述连接臂7转动的同时，带动所述第一同步轮10绕所述固定轮8公转；所述第一同步轮10轴向的其中一端与所述连接臂7枢接，另一端与旋转臂17固定连接，所述第一同步轮10公转的同时进行自转，所述第一同步轮10自转的同时带动所述旋转臂17转动。

所述连接臂7中设置有所述第二同步轮11和第三同步轮12，所述第二同步轮11与第一行星架连接，所述第一行星架转动驱动所述第二同步轮11转动，所述第二同步轮11和所述第三同步轮12通过第二同步带13连接，图1中，所述第二同步轮11与所述电机1的输出轴同轴心；所述旋转臂17中设置有第四同步轮14和第五同步轮16，所述第四同步轮14和所述第五同步轮16通过第三同步带15连接；所述第三同步轮12与所述第四同步轮14连接且同轴心，所述第五同步轮16与车轮18连接且同轴心；

所述电机1带动所述第一太阳轮转动，当所述第一太阳轮带动所述第一行星架转动时，所述第一行星架转动驱动所述第二同步轮11转动，所述第二同步轮11带动所述第三同步轮12转动，所述第三同步轮12带动所述第四同步轮14转动，所述第四同步轮14带动所述第五同步轮16，所述第五同步轮16带动车轮18转动。

如图1-5所示，这里，所述电机1的输出轴、所述第一太阳轮、所述第二太阳轮、所述固定轮8和所述第二同步轮11同轴心，所述第一同步轮10、所述第三同步轮12和所述第四同步轮14同轴心。

较佳地，所述第二同步带13采用同步带张紧器22进行张紧。

较佳地，所述第二同步轮11和所述第三同步轮12的轴心之间的距离为d1，所述第四同步轮14和所述第五同步轮16的轴心之间的距离为d2，d1＝d2。这样设置的好处在于，保证双摆杆展开过程中车体始终在同一水平面上，避免了多做无用功。

这样设置的好处在于，通过单电机实现了轮行和步行两种运动方式，结构设计巧妙，减小了单电机双摆杆回转机构的本身重量，提高了单电机双摆杆回转机构的可靠性。

实施例四

本实施例提供一种星球车，如图6所示，包括：车体20和上述任一实施例所述的单电机双摆杆回转机构，固定臂3通过悬臂19与车体20连接。

需要说明的是，位于所述车体20前侧的为前轮23，位于所述车体20后侧的为后轮24。较佳地，所述单电机双摆杆回转机构有四个，分别两两设置于所述车体的左右两侧，使所述星球车左右对称。这样保证了所述车体20的左右对称，具备更好的平衡作用。当然，所述单电机双摆杆回转机构也可以设置多个，使所述车体20呈现左右对称的结构。

通过单电机双摆杆回转机构实现了所述车体2的步态行走，结构设计巧妙，避免了多电机的使用，节省了成本。在平坦路面时，采用轮式驱动，效率高，速度快；在斜坡等复杂路面或者轮子沉陷打滑时，电磁离合器切换行走方式为步态行走，提高星球车的通过性。

实施例五

本实施例提供一种星球车移动方法，所述星球车移动方法基于上述实施例所述的星球车，所述星球车包括四个单电机双摆杆回转机构，其中两个前侧的所述单电机双摆杆回转机构分别称为第一前臂和第二前臂，两个后侧的所述单电机双摆杆回转机构为第一后臂和第二后臂；

S1：获取星球车的移动指令，并对所述移动指令进行识别；

S2：若所述移动指令为轮行指令，所有单电机双摆杆回转机构均执行第一动作。

或者如图7所示，若所述移动指令为四步态指令，S21：所述第一后臂、所述第二后臂、所述第一前臂和所述第二前臂依次执行第二动作，当所述单电机双摆杆回转机构执行所述第二动作时，同时，其余所述单电机双摆杆回转机构执行第四动作；S22：当所有所述单电机双摆杆回转机构均执行所述第二动作运行到第二设定位置时，所述第一后臂、所述第二后臂、所述第一前臂和所述第二前臂同时执行第三动作；S23：当所述单电机双摆杆回转机构执行所述第三动作运行到第三设定位置时，重复运转S21和S22，实现四步态行走。这样设置的好处在于，四步态中同一时刻车轮的制动数量多，对地面附着力相对较大，沉陷脱困和爬坡能力较强。

或者若所述移动指令为同侧二步态指令，此时，所述第一前臂和所述第一后臂位于同侧，所述第二前臂和所述第二后臂位于同侧，S21：所述第一前臂和所述第一后臂执行所述第二动作，所述第二前臂和所述第二后臂执行所述第四动作；S22：当所述第一前臂和所述第一后臂执行所述第二动作运行到第二设定位置时，所述第二前臂和所述第二后臂执行所述第二动作，所述第一前臂和所述第一后臂执行所述第四动作；S23：当所述第二前臂和所述第二后臂执行所述第二动作运行到第二设定位置时，所述第一后臂、所述第二后臂、所述第一前臂和所述第二前臂同时执行所述第三动作；S24：当所有所述单电机双摆杆回转机构执行所述第三动作运行到第三设定位置时，重复运转S21、S22和S23，实现同侧二步态行走。这样设置的好处在于，同侧二步态，首先移动左侧两个车轮，再移动右侧两个车轮，然后移送车体，这种顺序适合于车辆处在坡面上，面向坡顶，坡度不大、两侧对应位置车轮法向载荷有差异的情况，先移送法向载荷较大的一侧。

或者若所述指令为对角二步态指令，此时，所述第一前臂和所述第一后臂位于同侧，所述第二前臂和所述第二后臂位于同侧，S21：所述第一前臂和所述第二后臂执行所述第二动作，所述第二前臂和所述第一后臂执行所述第四动作；S22：当所述第一前臂和所述第二后臂执行所述第二动作运行到第二设定位置时，所述第二前臂和所述第一后臂执行所述第二动作，所述第一前臂和所述第二后臂执行所述第四动作；S23：当所述第二前臂和所述第一后臂执行所述第二动作运行到第二设定位置时，所述第一后臂、所述第二后臂、所述第一前臂和所述第二前臂同时执行所述第三动作；S24：当所有所述单电机双摆杆回转机构执行所述第三动作运行到第三设定位置时，重复运转S21、S22和S23，实现对角二步态行走。这样设置的好处在于，对角二步态，先移送左前轮和右后轮，再移送右前轮和左后轮，然后移送车体，这种顺序适合于车辆处在坡面上，面向坡顶，坡度不大、两侧对应位置车轮法向载荷相差不大的情况。

或者若所述指令为同轴二步态指令，S21：所有后臂执行所述第二动作，所有所述前臂执行所述第四动作；S22：当所有后臂执行所述第二动作运行到第二设定位置时，所有前臂执行所述第二动作，所有所述后臂执行所述第四动作；S23：当所有前臂执行所述第二动作运行到第二设定位置时，所述第一后臂、所述第二后臂、所述第一前臂和所述第二前臂同时执行所述第三动作；S24：当所有所述单电机双摆杆回转机构执行所述第三动作运行到第三设定位置时，重复运转S21、S22和S23，实现同轴二步态行走。这样设置的好处在于，同轴二步态，先移送两后轮，再移送两前轮，然后移送车体，适合于爬坡度较小的坡面或平地。

或者若所述移动指令为停车指令，所述第一后臂、所述第二后臂、所述第一前臂和所述第二前臂同时执行第四动作。

所述第一动作为所述步行制动器5制动，同时所述轮行制动器2脱开；所述第二动作为所述步行制动器5脱开，同时所述轮行制动器2脱开；所述第三动作为所述步行制动器5脱开，同时所述轮行制动器2制动；所述第四动作为所述步行制动器5制动，同时所述轮行制动器2制动。

当所述轮行制动器2制动时，所述轮行制动器2对所述第一行星架进行制动；当所述轮行制动器2脱开时，所述轮行制动器2解除对所述第一行星架的制动；当所述步行制动器5制动时，所述步行制动器5对所述第二外齿圈进行制动；当所述步行制动器5脱开时，所述步行制动器5解除对所述第二外齿圈的制动。

需要说明的是，所述第二设定位置指的是单电机双摆杆回转机构执行第二动作到设定的位置，这里，所述第二设定设置指的是连接臂7和旋转臂17展开后的极限位置；第三设定位置指的是所述连接臂7和所述旋转臂17转动使车体到达设定的位置，这里，所述第三设定位置指的是所述车体位于四个车轮中心的位置，或者说所述连接臂7和所述旋转臂17处于重合时的状态。

较佳的，所述轮行制动器2和所述步行制动器5均为失电制动，上电解除制动。

需要说明的是，所述星球车包括控制装置，通过控制装置接收移动指令，并通过控制装置对电机和制动器进行控制。图1中，所述电机1、所述轮行制动器2和第一行星齿轮机构4安装于所述固定臂3中；第一行星齿轮机构4包括第一太阳轮、第一行星架和第一外齿圈，所述第一太阳轮与所述电机1的输出轴枢接，所述第一外齿圈与所述第二太阳轮枢接，所述第二外齿圈与所述连接臂7固定连接；所述连接臂7中设置有固定轮8，所述固定轮8与固定臂3固定连接，所述固定轮8本身并不转动，图1中，所述固定轮8与所述电机1的输出轴同轴心；所述连接臂7中设置有第一同步轮10，所述第一同步轮10与所述固定轮8通过第一同步带9连接；所述电机1带动所述第一太阳轮转动，当所述第一太阳轮带动所述第一外齿圈转动，所述第一外齿圈带动所述第二太阳轮转动，当所述第二太阳轮转动时，所述第二太阳轮带动所述第二外齿圈转动，进而所述第二外齿圈带动所述连接臂7转动；所述连接臂7转动的同时，带动所述第一同步轮10绕所述固定轮8公转；所述第一同步轮10轴向的其中一端与所述连接臂7枢接，另一端与旋转臂17固定连接，所述第一同步轮10公转的同时进行自转，所述第一同步轮10自转的同时带动所述旋转臂17转动。

所述连接臂7中设置有所述第二同步轮11和第三同步轮12，所述第二同步轮11与第一行星架连接，所述第一行星架转动驱动所述第二同步轮11转动，所述第二同步轮11和所述第三同步轮12通过第二同步带13连接，图1中，所述第二同步轮11与所述电机1的输出轴同轴心；所述旋转臂17中设置有第四同步轮14和第五同步轮16，所述第四同步轮14和所述第五同步轮16通过第三同步带15连接；所述第三同步轮12与所述第四同步轮14连接且同轴心，所述第五同步轮16与车轮18连接且同轴心；

所述电机1带动所述第一太阳轮转动，当所述第一太阳轮带动所述第一行星架转动时，所述第一行星架转动驱动所述第二同步轮11转动，所述第二同步轮11带动所述第三同步轮12转动，所述第三同步轮12带动所述第四同步轮14转动，所述第四同步轮14带动所述第五同步轮16，所述第五同步轮16带动车轮18转动。

其中，所述轮行制动器2适于所述第一行星架的制动，所述电机1驱动所述第一太阳轮转动，从而在所述第一行星架和/或所述第一外齿圈进行输出，所述第一外齿圈与所述第二太阳轮连接，第一外齿圈转动带动所述第二太阳轮转动；所述步行制动器5适于所述第二外齿圈的制动。

需要说明的是，轮行指令、步态指令和停车指令所对应的运动方式之间可相互切换，比如：执行轮行指令时，获取并识别到步行指令时，开始执行步行指令；执行步行指令时，获取并识别到轮指令时，开始执行轮行指令。此处，不一一枚举。

这样设置的好处在于，通过不同移动指令的切换，使所述星球车切换不同的移动状态，在平坦路面时，采用轮式驱动，效率高，速度快；在斜坡等复杂路面或者轮子沉陷打滑时，电磁离合器切换行走方式为步态行走，并通过不同的步态行走方式，提高星球车的运行效率，提高星球车的通过性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种单电机双摆杆回转机构，其特征在于，包括：一电机(1)、连接臂(7)、第一行星齿轮机构(4)和旋转臂(17)；所述连接臂(7)中设置有固定轮(8)和第一同步轮(10)，所述第一同步轮(10)与所述固定轮(8)通过第一同步带(9)连接，所述第一同步轮(10)轴向的其中一端与所述连接臂(7)枢接，另一端与所述旋转臂(17)固定连接；所述电机(1)与所述第一行星齿轮机构(4)枢接，所述电机(1)适于通过所述第一行星齿轮机构(4)驱动所述连接臂(7)绕所述固定轮(8)转动，所述第一同步轮(10)带动所述旋转臂(17)转动，或所述电机(1)适于通过所述第一行星齿轮机构(4)驱动车轮(18)转动；所述连接臂(7)中还设置有第二同步轮(11)和第三同步轮(12)，所述第二同步轮(11)的轴向的其中一端与第一行星架连接，所述第二同步轮(11)和所述第三同步轮(12)通过第二同步带(13)连接；

所述旋转臂(17)中设置有第四同步轮(14)和第五同步轮(16)，所述第四同步轮(14)和所述第五同步轮(16)通过第三同步带(15)连接，所述第四同步轮(14)轴向的其中一端与所述第三同步轮(12)的轴向的其中一端连接，所述第五同步轮(16)轴向的其中一端与所述车轮(18)连接；

所述第一行星架转动带动所述第二同步轮(11)转动，所述第二同步轮(11)转动带动所述第三同步轮(12)；所述第三同步轮(12)转动带动所述第四同步轮(14)转动，所述第四同步轮(14)转动带动所述第五同步轮(16)转动，所述第五同步轮(16)带动所述车轮(18)转动。

2.根据权利要求1所述的单电机双摆杆回转机构，其特征在于，所述第一行星齿轮机构(4)包括第一太阳轮和第一外齿圈，所述第一行星齿轮机构(4)设置于固定臂(3)中，所述电机(1)与所述第一太阳轮枢接；所述电机(1)适于通过所述第一外齿圈驱动所述连接臂(7)绕所述固定轮(8)转动。

3.根据权利要求2所述的单电机双摆杆回转机构，其特征在于，单电机双摆杆回转机构还包括：第二行星齿轮机构(6)，所述第二行星齿轮机构(6)包括第二太阳轮、第二行星架和第二外齿圈，所述第二太阳轮与所述第一外齿圈枢接，所述连接臂(7)与所述第二外齿圈枢接，所述第一外齿圈带动所述第二太阳轮转动，所述第二太阳轮带动所述第二外齿圈转动，所述第二外齿圈带动所述连接臂(7)绕所述固定轮(8)转动。

4.根据权利要求3所述的单电机双摆杆回转机构，其特征在于，所述单电机双摆杆回转机构还包括：轮行制动器(2)，所述轮行制动器(2)固定安装于所述固定臂(3)中，所述轮行制动器(2)适于所述第一行星架的制动。

5.根据权利要求4所述的单电机双摆杆回转机构，其特征在于，所述单电机双摆杆回转机构还包括：步行制动器(5)，所述步行制动器(5)与所述固定臂(3)固定连接，所述步行制动器(5)适于所述第二外齿圈的制动。

6.根据权利要求3所述的单电机双摆杆回转机构，其特征在于，所述第二同步轮(11)和所述第三同步轮(12)的轴心之间的距离为d1，所述第四同步轮(14)和所述第五同步轮(16)的轴心之间的距离为d2，d1＝d2。

7.根据权利要求3所述的单电机双摆杆回转机构，其特征在于，所述电机(1)的输出轴、所述第一太阳轮、所述第二太阳轮、所述固定轮(8)和所述第二同步轮(11)同轴心。

8.一种星球车，其特征在于，包括：车体(20)和权利要求1-6任一所述的单电机双摆杆回转机构，所述单电机双摆杆回转机构通过悬臂(19)与所述车体(20)连接。

9.一种星球车移动方法，所述星球车移动方法基于权利要求8所述的星球车，所述单电机双摆杆回转机构有四个，其中星球车前侧的两个所述单电机双摆杆回转机构分别称为第一前臂和第二前臂，星球车后侧的两个所述单电机双摆杆回转机构为第一后臂和第二后臂；其特征在于，所述星球车移动方法包括：

步骤S21：所述第一后臂、所述第二后臂、所述第一前臂和所述第二前臂依次执行第二动作，当所述单电机双摆杆回转机构执行所述第二动作时，同时，其余所述单电机双摆杆回转机构执行第四动作；其中，所述第二动作为步行制动器(5)脱开，同时轮行制动器(2)脱开；所述第四动作为步行制动器(5)制动，同时轮行制动器(2)制动；

步骤S22：当所有所述单电机双摆杆回转机构执行所述第二动作运行到第二设定位置时，所有所述单电机双摆杆回转机构同时执行第三动作；其中，所述第三动作为所述步行制动器(5)脱开，同时所述轮行制动器(2)制动；

步骤S23：当所有所述单电机双摆杆回转机构同时执行所述第三动作运行到第三设定位置时，重复运转步骤S21和S22，实现四步态行走。

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