CN114771692A - 一种行走驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种行走驱动装置，包括基座、伸缩折叠机构、缓冲机构和变径行走机构；其中，所述基座为一L形构件，包括一长边和一短边，其中所述长边的远端构成所述行走驱动装置与外界的安装接口；所述缓冲机构一端与所述L形构件的短边铰接，所述缓冲机构的侧壁通过所述伸缩折叠机构与所述L形构件的长边连接；所述缓冲机构的另一端与所述变径行走机构连接，所述缓冲机构通过所述伸缩折叠机构可实现与所述基座之间的展开和折叠状态。

Description

一种行走驱动装置

技术领域

本发明属于机械传动装置领域，具体涉及一种可变轮径自动折叠行走驱动装置。

背景技术

随着军事需求及民品经济的发展与推动，大型平台扩展拼接的需求日益激增，如何高效实现大型平台扩展正逐渐成为当前机械设计领域中的一项共性技术和关键难题。例如，在野外搭建大型简易机场、战时或紧急救援时迅速搭建交通通道、快速搭建室外停车场地或工作场地、户外搭建临时舞台等场景，都能看到大型扩展平台的身影。

扩展平台需要在工作时满足大阵面设计，而在运输时需要尽量减少收纳体积以方便携带转运。同时，扩展平台追求全自动化设计以提高工作效率、解放生产力。扩展平台的临时性使得其不得不面对地形复杂多变的室外恶劣环境，优良的野外地形自适应能力也逐渐成为当前大型扩展平台设计的一项关键指标。

作为扩展平台的驱动执行机构，行走驱动装置是其设计的核心，主要为完成扩展平台的展开、收缩、折叠、拼接等动作提供驱动与牵引。在现有的行走装置的研究中，目前较多采用的任然是依靠人力操作或者半自动化辅助人工的方式实现，这种方式效率低下、安全性差，难以适应更复杂的功能场景及环境需求。另一种较多采用的设计方案是，通过设计连杆组合机构作为驱动实现扩展平台的搭建，但是这种方式需要对连杆尺寸进行详细精确设计，并且技术难以移植至其他工作场景中。也有研究者采用行走轮的方式进行驱动，但是由于轮径尺寸的限制，难以平衡运输及越障之间的矛盾，实际操作可行性较差。

这些原理设计不仅直接影响到行走驱动装置的转运性能，也间接限制了整体平台的功能设计及性能优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而设计一种可变轮径自动折叠行走驱动装置，提供动力驱动，同时优化机构及功能设计，以节省整机运输空间、保障行走越障能力、提升地形自适应能力，既能够保证所发明装置结构紧凑、全自动操作，同时满足性能高效可靠的实用化需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种行走驱动装置，其特征在于：包括基座、伸缩折叠机构、缓冲机构和变径行走机构；

其中，所述基座为一L形构件，包括一长边和一短边，其中所述长边的远端构成所述行走驱动装置与外界的安装接口；

所述缓冲机构一端与所述L形构件的短边铰接，所述缓冲机构的侧壁通过所述伸缩折叠机构与所述L形构件的长边连接；所述缓冲机构的另一端与所述变径行走机构连接，所述缓冲机构通过所述伸缩折叠机构可实现与所述基座之间的展开和折叠状态。

在一个实施方案中，所述伸缩折叠机构包括折叠缸、弯曲连杆和摆杆，其中所述折叠缸、弯曲连杆和摆杆三者共同连接于同一个中间铰接点；所述折叠缸另一端与所述基座的长边铰接；所述摆杆另一端与所述伸缩缸的侧面铰接；所述弯曲连杆另一端与所述基座的长边铰接。

在一个实施方案中，所述缓冲机构包括伸缩缸、缓冲元件和缓冲架，其中，伸缩缸包括基部和可伸缩部，其中基部的一端与所述基座的短边的端部铰接，伸缩部的末端与所述变径行走机构的支撑轴的外周固定连接，所述缓冲元件套在可伸缩部外周，并且两端分别抵靠在基部和所述轴筒上。

在一个实施方案中，所述缓冲架包括至少两节顺次铰接的缓冲板，其中一端的所述缓冲板与所述基部铰接，另一端的所述缓冲板与所述轴筒铰接。

在一个实施方案中，所述行走驱动装置包括两个变径行走机构，所述两个变径行走机构的支撑轴同轴设置。

在一个实施方案中，所述两个变径行走机构的支撑轴为一体设置的双向轴，所述缓冲机构与所述双向轴的中间外周连接。

在一个实施方案中，所述两个变径行走机构一个为主变径行走机构，另一个为副变径行走机构，其中所述副变径行走机构相比于主变径行走机构缺少行走驱动力矩电机。

在一个实施方案中，所述变径行走机构包括变径轮毂、支撑轮辐、接地轮辋；所述支撑轮辐为多个，均匀设置在变径轮毂径向外侧；所述接地轮辋设置在所述支撑轮辐的末端。

在一个实施方案中，所述变径轮毂包括行走驱动力矩电机、固定座、变径驱动力矩电机、主锥齿轮、支撑轴等，其中，所述行走驱动力矩电机的定子套在所述支撑轴上并与所述支撑轴固定连接。所述行走驱动力矩电机的转子通过固定座与所述支撑轮辐固定连接。所述支撑轴的末端为阶梯轴，包括细轴部和中轴部，其中，所述变径驱动力矩电机的定子固定套接在所述支撑轴的细轴部，所述主锥齿轮可转动套在所述中轴部，所述变径驱动力矩电机的转子与所述主锥齿轮固定连接。

在一个实施方案中，所述变径轮毂还包括内安装座，所述内安装座用于安装内力矩电机，所述内安装座为一具有中空套筒的盘形件，所述中空套筒用于套在所述支撑轴外周，所述盘形件的边缘部分一侧与所述固定块表面贴合，另一侧与所述内力矩电机转子表面贴合，并且在于与述固定块表面贴合以及与内力矩电机转子表面贴合的部位包括至少一个阶梯表面。

本发明的效果如下：

1、结构紧凑、节省整机空间、便于转运。本发明设计的伸缩折叠机构能够将主体结构从垂直工作状态旋转至水平运输状态，大大节省了高度方向的运输空间；同时，变轮径的设计使得运输过程中轮径能以最小直径状态进行运输，有效节约了侧向的运输空间。更小的收纳体积，使得整体装置具有更好的机动特性，便于转运携带。

2、轮径可变，增大行走越障能力。不同于常规的固定轮径的设计，本发明采用可变轮径的设计方案，使得运动轨迹离散化，减小了运行过程中的拥土阻力，特别是对于松软地面，效果更加明显。同时，增大轮径有利于更好地跨越驱动行走过程中可能遇到的障碍。

3、主动缓冲机构保障了地形自适应能力。本发明采用主动调节的方式进行装置的缓冲吸能，能够进行实时反馈与实时调节，保障装置的稳定运行，对不同地形引起的装置振动与冲击，有很好的抑制与消除作用，客观上提升了装置地形自适应能力，使得装置应用场景更加广泛。

附图说明

图1为本发明行走驱动装置结构图；

图2为本发明伸缩折叠机构结构图；

图3为本发明伸缩折叠机构结构局部放大图；

图4为本发明行走驱动装置折叠状态视图；

图5为本发明缓冲架局部示意图；

图6为本发明变径行走机构局部视图；

图7为本发明变径行走机构变径前示意图；

图8为本发明变径行走机构变径后示意图；

图9为本发明一个实施例变径行走机构视图；

图10为本发明行走驱动装置展开状态视图；

图11为本发明行走驱动装置变径状态斜视图；

图12为本发明行走驱动装置工作状态斜视图。

具体实施方式

为了使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细描述。

如图1-12所示，本发明的一种行走驱动装置，包括基座100、伸缩折叠机构200、缓冲机构300和变径行走机构400，其中所述变径行走机构400与所述缓冲机构300连接，所述缓冲机构300通过所述伸缩折叠机构200可实现与所述基座100之间的展开和折叠状态，其中，所述基座100为一L形构件，包括一长边101和一短边102，其中所述长边101的远端构成所述行走驱动装置与外界的安装接口；

所述缓冲机构300一端与所述L形构件的短边102铰接；另一端与所述变径行走机构400连接；

所述伸缩折叠机构200的侧壁通过所述伸缩折叠机构200与所述L形构件的长边101连接，用于实现行走驱动装置主体结构的展开与折叠，分别对应于工作状态与运输状态的需求；具体包括，折叠缸210、弯曲连杆220和摆杆230，其中所述折叠缸210、弯曲连杆220和摆杆230三者共同连接于同一个中间铰接点O；所述折叠缸210另一端与所述基座100的长边101铰接；所述摆杆230另一端与所述伸缩缸310的侧面铰接；所述弯曲连杆220另一端与所述基座100的长边101铰接。

如图2，优选地，为避免运动过程中的物理干涉，弯曲连杆220为外侧凸起的结构形式，由于两端铰点位置没有改变，因而并不会影响整体伸缩折叠机构200的运动功能。

所述折叠缸210、弯曲连杆220和摆杆230这些机构配合基座100构成了一套多连杆机构，能够实现主动缓冲机构300及底部的变轮径行走机构相对于基座100整体实现90度范围内的伸缩折展。并且，所述折叠缸210、弯曲连杆220和摆杆230三者共同连接于同一个铰点的结构，能够使得整体机构简化，避免了多向力造成的杆件的损伤。

具体地，需要折叠时或展开时，通过所述折叠缸210的伸缩运动作为伸缩折叠机构200的驱动，带动整体机构实现90度翻转，即所述伸缩缸310相对于所述基座100的90度折叠；需要工作时，在伸缩缸310的作用下，带动主动缓冲机构300和变径行走机构400共同运动；

在一个实施方案中，所述弯曲连杆220包括第一连杆部221和第二连杆部222，所述第一连杆部221远离所述第二连杆部222的一端与所述基座100的长边101在第一铰接点A铰接，所述折叠缸210与所述基座100的长边101在第二铰接点B铰接，其中所述第一铰接点A相比于第二铰接点B远离所述基座100短边102设置。所述摆杆230与所述缓冲机构300第三铰接点C铰接。在展开状态时，所述第一铰接点A、中间铰接点O和第三铰接点C处于同一直线上。采用这样的方案，在展开状态时，所述缓冲机构300有折叠方向的移动趋势时，对摆杆230产生的力，直接传递给弯曲连杆220，进而传递给基座100的长边101，而由于摆杆230的两端铰接点和弯曲连杆220两端的铰接点处于一条直线上，力量传递不会产生使得弯曲连杆220转动的力，提高了支撑强度，保证了所述展开状态的稳定性。

在一个实施方案中，所述第一铰接点A与第二铰接点B之间的距离与所述第一铰接点A和中间铰接点O的距离比为0.6～0.7:1。在工作状态时，所述第二铰接点B与所述中间铰接点O之间的距离与所述第一铰接点A和中间铰接点O之间的距离比为0.5～0.6:1；在折叠状态时，所述第二铰接点B与所述中间铰接点O之间的距离与所述第一铰接点A和中间铰接点O之间的距离比为0.32～0.38:1。采用这样的方案，使得在折叠时，所述第一铰接点A和中间铰接点O的连线与所述第二铰接点B与所述中间铰接点O的连线呈5-10度设置，且所述第一铰接点A和中间铰接点O的连线相比于所述第二铰接点B与所述中间铰接点O的连线远离所述基座100的长边101设置。这样使得折叠的尺寸更小，能够实现折叠后的结构的小型化，方便运输，同时，保证了在展开时，折叠缸210不会出现死点。

在一个实施方案中，如图3，所述弯曲连杆220的第二连杆部222与第一连杆部221的长度比为0.35-0.4：1。并且，所述第二连杆部222靠近中间铰接点O的部分为中空结构225，优选地，所述第二连杆80％-90％的长度为中空结构225，采用这样的方案，在折叠时，所述折叠缸210和所述摆杆230的局部可以容纳到所述中空结构225中，这样避免了杆件之间的干涉，实现了整体结构的小型化。更优选地，折叠状态时，所述摆杆230长度与第二铰接点B与中间铰接点O的距离的比值为0.50～0.54，且，所述摆杆230长度与所述第三铰接点C与第二铰接点B的距离比值为0.63-0.69。采用这样的方案，折叠状态时，所述摆杆230大部分位于所述中空结构225中，更加充分节省了空间的占用，

在一个实施方案中，所述弯曲连杆220包括两个侧板223以及连接所述两个侧板223的加强横板224，其中，所述加强横板224在靠近所述中间交接点位置的为空缺，以与所述两个侧板223形成所述中空结构225。

在一个实施方案中，所述第一连杆部221和第二连杆部222之间呈钝角布置，优选角度为140-150度。采用这样的方案，不影响铰接点的布置设计和弯曲连杆的受力，而且可以在折叠时，形成一个避让空间，用于避让第二铰接点，避免产生干涉。

在一个实施方案中，如图4，所述缓冲机构300包括伸缩缸310、缓冲元件320、缓冲架330和传感器(图中未示出)。其中，伸缩缸310包括基部和可伸缩部，其中基部的一端与所述基座100的短边102的端部铰接，伸缩部的末端与所述变径行走机构400的支撑轴410的外周固定连接。所述缓冲元件320套在可伸缩部外周，并且两端分别抵靠在基部和所述轴筒上。所述缓冲架330包括至少两节顺次铰接的缓冲板331/332，其中一端的所述缓冲板331与所述基部铰接，另一端的所述缓冲板332与所述轴筒铰接。工作时，所述缓冲机构300能够进行自适应调整，传感器(图中未示出)实时采集触地接触力大小，反馈至伸缩缸310的控制系统，进而伸缩缸310自适应调节伸缩行程，带动缓冲机构300及缓冲架330的同步运动，实现整体装置的缓冲吸能，保证装置在行走运动过程中的平稳性，同时能够保证整体机构的安全。

在一个实施方案中，所述缓冲架330包括两个铰接的第一缓冲板331和第二缓冲板332，其中，第一缓冲板331一端与所述伸缩缸310的基部铰接，另一端与所述第二缓冲板332的一端铰接，所述第二缓冲板332的另一端与所述支撑轴410铰接。并且，优选地，在所述第一缓冲板331和第二缓冲板332的铰接位置处存在一定摩擦力。更优选地，所述第一缓冲板331与所述第二缓冲板332呈155-175度钝角布置，优选为165度，所述钝角为外凸布置。采用这样的方案，在所述行走驱动装置行走过程中，遭受冲击时，在初始阶段，缓冲元件320(弹簧)对于瞬间冲击的响应不够及时，缓冲作用有限，而采用两个缓冲板的方案，通过缓冲板之间的摩擦动作，可以瞬间响应冲击，提高了装置的力学性能。

在一个实施方案中，所述摩擦力可调，例如，在两个缓冲板331/332上分别设置第一摩擦件和第二摩擦件，通过调整两个摩擦件之间的配合间隙、静压力等可以调整所述摩擦力。这样的方案可以根据可能受力的情况，调整冲击缓冲的力量。

在一个实施方案中，如图5，所述第一缓冲板331在铰接位置处设置有摩擦筒333，第二缓冲板332在铰接位置处设置有摩擦轴334，所述摩擦筒333上设置有第一摩擦部335，所述摩擦轴334上设置有第二摩擦部336，在冲击过程中，所述第一摩擦部335和第二摩擦部336发生接触摩擦。优选地，所述第一摩擦部335只在摩擦筒333的局部布置，例如，在周向不全部布置，只在布置一段，同样，所述第二摩擦部336只在摩擦轴334周向的局部位置设置。所述第一摩擦部335第二摩擦部336的尺寸根据可能的冲击力、弹簧的刚度等综合考虑设计。采用这样的方案，在行走驱动装置着陆或者行走遭受冲击时，所述第一缓冲板331和第二缓冲板332发生相对转动，第一摩擦部335和第二摩擦部336发生相对运动，进而产生摩擦力对所述冲击进行缓冲。在冲击使得弹簧压缩达到一定行程时，弹簧发生主要的缓冲作用，而第一摩擦部335和第二摩擦部336脱离接触，缓冲板的摩擦阻力消失，这样即可以实现缓冲板的瞬时缓冲作用，又避免了对于缓冲板过度使用造成的损坏。

优选地，所述第一摩擦部335和第二摩擦部336设置在第二缓冲板332的延伸方向且靠近所述第一缓冲板331的位置。采用这样的方案，当发生冲击时，第一缓冲板331瞬间被向下压，所述摩擦筒333随之发生下移的趋势，此时，第一摩擦部335与第二摩擦部336紧密接触，并发生转动摩擦。而当冲击消失，缓冲板复位时，伸缩缸310的作用力以及弹簧320作用力使得第一摩擦部335和第二摩擦部336之间为相互分离的趋势，使得复位时摩擦力很小或者不摩擦，这样可以在复位时节省摩擦部材料的损耗，提高了使用时长，相应延长了系统的使用寿命。在此方案中，所述摩擦筒333和摩擦轴334之间为间隙配合。

在一个实施方案中，如图6-8，所述变径行走机构400包括变径轮毂430、支撑轮辐440、接地轮辋450；所述支撑轮辐440为多个，均匀设置在变径轮毂430径向外侧；所述接地轮辋450设置在所述支撑轮辐440的末端。

具体地，所述变径轮毂430包括行走驱动力矩电机、固定座433、变径驱动力矩电机、主锥齿轮436、支撑轴410以及相应的电机安装配件，其中，所述行走驱动力矩电机的定子431套在所述支撑轴410上并与所述支撑轴410固定连接。所述行走驱动力矩电机转子432通过固定座433与所述支撑轮辐440固定连接。所述支撑轴410的末端为阶梯轴，包括细轴部和中轴部，其中，所述变径驱动力矩电机的定子434固定套接在所述支撑轴410的细轴部，所述主锥齿轮436可转动套在所述中轴部。所述变径驱动力矩电机转子435与所述朱锥齿轮固定连接。采用这样的方案，

所述支撑轮辐440包括支撑座441、螺纹轴442、次锥齿轮443，其中所述支撑座441为筒状，所述支撑座441筒状外壁与所述固定座433固定连接。所述支撑座441内可转动的设置所述螺纹轴442，所述螺纹轴442的下端安装有次锥齿轮443，所述次锥齿轮443与所述主锥齿轮436啮合，实现了传动方向的垂直变换。

所述接地轮辋450包括分体外辋451和配合座452，其中所述配合座452安装在所述支撑座441的筒状内侧，并且所述配合座452包括螺纹孔并可与所述螺纹轴442配合。所述分体外辋451包括辋面453和辋柱454，其中，所述辋柱454为筒状，其一端可插入所述支撑座441内部，并与所述配合座452固定连接。所述辋面453固定设置于所述辋柱454的另一端的顶部。采用本申请的方案，相比于采用连杆机构作为辐杆改变轮径的方案，本申请传动效率更高，更能适应复杂环境，不容易由于沙尘导致运动卡滞。相比于气动缸或电动缸驱动，本申请采用力矩电机直驱的方式功率和效率更高，能适应更大负载工况，同时对于复杂路面引起的变轮径调节具有更好的调控潜能。相比于采用楔形结构进行无级变径的设计，本申请可使得所设计结构更加紧凑，便于实现整体装置的转运。

需要调整变径轮毂430的外径时，所述变径驱动力矩电机工作，变径驱动力矩电机转子435沿第一方向(例如水平方向)旋转，带动所述主锥齿轮436旋转，进而驱动与其啮合的次锥齿轮443带动螺纹轴442沿第二方向(例如竖直方向)转动。在螺纹配合作用下，套在所述螺纹轴442外侧的配合固定座433沿着所述第二方向移动，进而带动所述分体外辋451在第二方向移动，实现所述轮辋450的变径。

需要行走时，所述行走驱动力矩电机工作，行走驱动力矩电机转子432带动固定座433围绕所述支撑轴410转动，所述固定座433与所述支撑座441固定连接，进而带动所述支撑座441以及安装在其上的外辋451一起围绕所述支撑轴410转动，实现了所述装置的行走。

在一个实施方案中，如图9，所述行走驱动装置包括两个变径行走机构400，所述两个变径行走机构400的支撑轴410同轴设置，优选为一体设置，例如为一根双向轴410，所述缓冲机构300与所述双向轴的中间外周连接。

在一个实施方案中，所述两个变径行走机构400一个为主变径行走机构400，另一个为副变径行走机构400，其中所述副变径行走机构400相比于主变径行走机构400缺少行走驱动力矩电机，具体地，所述副变径行走机构400的变径轮毂430包括变径驱动力矩电机、主锥齿轮436、支撑轴410，所述支撑轴410的末端为阶梯轴，包括细轴部和中轴部，其中，所述变径驱动力矩电机定子434固定套接在所述支撑轴410的细轴部，所述主锥齿轮436可转动套在所述中轴部，所述变径驱动力矩电机的转子与所述主锥齿轮436固定连接。采用这样的方案，两个变径行走机构400使用一个驱动电机驱动，节省了部件，节约了成本。

在一个实施方案中，所述两个变径行走机构400的两个主锥齿轮436采用一个力矩电机驱动(图中未示出)，具体地，所述双向轴410外侧设置有一轴套，两者中间通过轴承连接，所述缓冲机构300与所述轴套固定连接，所述行走驱动力矩电机定子431与所述轴套固定，转子通过固定座433与所述支撑座441固定连接。所述变径驱动力矩电机定子434固定在所述轴套上，转子435通过齿轮组驱动所述双向轴410转动，所述主锥齿轮436与所述双向轴410固定连接。当需要变径时，通过变径驱动力矩电机工作，带动所述双向轴410转动，进而带动所述两端的两个主锥齿轮436转动，相应带动次锥齿轮443转动，实现所述变径过程。采用这样的方案，通过一个变径驱动力矩电机和一个行走驱动力矩电机就可以实现对于左右两个变径行走机构400的变径和行走的操作，更加节省了部件和控制成本，通过一个轴带动两个主锥齿轮436同步转动，避免了两个变径行走机构400的不同步调整，提高了两个机构的外径一致性，提高了系统的精度。在一个优选的方案中，所述变径驱动力矩电机和所述行走驱动力矩电机，基本对称地设置在两个变径行走机构400上，例如，所述变径驱动力矩电机设置在主变径行走机构400，所述行走驱动力矩电机设置在副变径行走机构400上。采用这样的方案，重量较为对称布置在两个变径行走机构400上，提高了系统的平衡性能。

在一个实施方案中，所述行走驱动装置还包括内安装座437，所述内安装座437用于安装内力矩电机，具体地，所述内安装座437为一具有中空套筒的盘形件，所述中空套筒用于套在所述支撑轴410外周，所述盘形件的边缘部分一侧与所述固定座433表面贴合，另一侧与所述行走驱动力矩电机转子432表面贴合。并且在与述固定座433表面贴合以及与表面贴合的部位包括至少一个阶梯表面，可以实现在水平和竖直两个方向的精准限位。在所述中空套筒的外壁与所述盘形件的边缘部分之间的空行走驱动力矩电机转子432隙用于容纳所述内力矩电机的定子。所述内力矩电机的定子通过紧固件(例如螺钉)与所述支撑轴410上径向突出的安装盘固定。

在一个实施方案中，所述变径行走机构400还包括外安装座，用于安装外力矩电机。所述外安装座与所述内安装座437结构相似，也为具有中空套筒的盘形件，所述中空套筒用于套在所述支撑轴410外周，所述盘形件的边缘部分一侧与所述主锥齿轮436侧表面贴合，另一侧与所变径驱动力矩电机转子43述变径驱动力矩电机转子43表面贴合。并且在与所述主锥型齿表面贴合以及与变径驱动力矩电机转子43表面贴合的部位包括至少一个阶梯表面，可以实现在水平和竖直两个方向的精准限位。

在一个实施方案中，所述变径行走机构400还包括盖板439，用于对所述变径行走机构400的外侧进行保护，避免尘土等杂质进入内部。

在一个实施方案中，所述变径行走机构400还包括轴承、螺钉、导向件、垫片、挡板等机械部件，用于对于所述机构局部的固定、导向、缓冲、限位等等，这些内容属于公知技术，不再进行详细描述。

下面，结合附图1-12和不同工况说明本申请方案的工作过程。

(1)如图4，当本申请的可变轮径自动折叠行走驱动装置在运输过程中，各部件处于折叠收拢状态，在折叠缸210的作用下，折叠缸210处于最短长度，进而整个伸缩折叠机构200带动缓冲机构300和变轮径行走机构同步运动，将缓冲机构300旋转至水平状态，减小整体装置的体积和运输空间，便于转运携带。

(2)如图10，当本申请的可变轮径自动折叠行走驱动装置在工作状态下，在折叠缸210的作用下，折叠缸210处于最大伸出长度，此时缓冲机构300和变轮径行走机构都处于垂直状态，调节伸缩缸310的运动行程，能够使变径轮触地，实现后续行走驱动的准备工作。

(3)如图11，根据地形环境的特点，变轮径行走机构可以实现变径功能，以适应不同地形条件的需求。通过外力矩电机的转动，带动主锥齿轮436运动，同时6个与主锥齿轮436啮合的次锥齿轮443同步运动，在螺纹连接传动作用下，进而带动6个接地轮辋450向外扩展，达到轮径增大的效果。当外力矩电机反向转动时，变轮径行走机构的轮径变小，整个过程为轮径增大的逆过程。

(4)如图12，当本申请的可变轮径自动折叠行走驱动装置需要执行驱动行走功能时，安装于变轮径行走机构上的内力矩电机开始转动，内力矩电机带动固定连接在上面的支撑轮辐440同步转动，进行带动接地轮辋450的转动，实现整体装置的驱动行走。在行走过程中，根据外部地形地貌的不同，主动缓冲机构300能够进行自适应调整，传感器实时采集触地接触力大小，反馈至伸缩缸310的控制系统，进而伸缩缸310自适应调节伸缩行程，带动缓冲机构300及缓冲架330的同步运动，实现整体装置的缓冲吸能，保证装置在行走运动过程中的平稳性，同时能够保证整体机构的安全。

采用本申请的方案，结构紧凑、节省整机空间、便于转运。本发明设计的伸缩折叠机构200能够将主体结构从垂直工作状态旋转至水平运输状态，大大节省了高度方向的运输空间；同时，变轮径的设计使得运输过程中轮径能以最小直径状态进行运输，有效节约了侧向的运输空间。更小的收纳体积，使得整体装置具有更好的机动特性，便于转运携带。

并且，轮径可变，增大行走越障能力。不同于常规的固定轮径的设计，本发明采用可变轮径的设计方案，使得运动轨迹离散化，减小了运行过程中的拥土阻力，特别是对于松软地面，效果更加明显。同时，增大轮径有利于更好地跨越驱动行走过程中可能遇到的障碍。

此外，连接于基座100和伸缩折叠机构200上，能够根据地形特点进行自适应调节，缓冲机构300保障了地形主动自适应能力。可以保障基座100及基座100上的连接装置在运动过程中的稳定性，提升整体机构的地形自适应能力；变轮径行走机构是本发明行走驱动机构的核心执行机构，对称安装于缓冲机构300底部两侧，既能够提供装置的行走驱动能力，同时还能够调节行走轮直径，减少阻力，有效提升行走越障能力。本发明采用主动调节的方式进行装置的缓冲吸能，能够进行实时反馈与实时调节，保障装置的稳定运行，对不同地形引起的装置振动与冲击，有很好的抑制与消除作用，客观上提升了装置地形自适应能力，使得装置应用场景更加广泛。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种行走驱动装置，其特征在于：包括基座、伸缩折叠机构、缓冲机构和变径行走机构；

其中，所述基座为一L形构件，包括一长边和一短边，其中所述长边的远端构成所述行走驱动装置与外界的安装接口；

所述缓冲机构一端与所述L形构件的短边铰接，所述缓冲机构的侧壁通过所述伸缩折叠机构与所述L形构件的长边连接；所述缓冲机构的另一端与所述变径行走机构连接，所述缓冲机构通过所述伸缩折叠机构可实现与所述基座之间的展开和折叠状态。

2.根据权利要求1所述的行走驱动装置，其特征在于：所述伸缩折叠机构包括折叠缸、弯曲连杆和摆杆，其中所述折叠缸、弯曲连杆和摆杆三者共同连接于同一个中间铰接点；所述折叠缸另一端与所述基座的长边铰接；所述摆杆另一端与所述伸缩缸的侧面铰接；所述弯曲连杆另一端与所述基座的长边铰接。

3.根据权利要求1所述的行走驱动装置，其特征在于：所述缓冲机构包括伸缩缸、缓冲元件和缓冲架，其中，伸缩缸包括基部和可伸缩部，其中基部的一端与所述基座的短边的端部铰接，伸缩部的末端与所述变径行走机构的支撑轴的外周固定连接，所述缓冲元件套在可伸缩部外周，并且两端分别抵靠在基部和所述轴筒上。

4.根据权利要求3所述的行走驱动装置，其特征在于：所述缓冲架包括至少两节顺次铰接的缓冲板，其中一端的所述缓冲板与所述基部铰接，另一端的所述缓冲板与所述轴筒铰接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的行走驱动装置，其特征在于：所述行走驱动装置包括两个变径行走机构，所述两个变径行走机构的支撑轴同轴设置。

6.根据权利要求5所述的行走驱动装置，其特征在于：所述两个变径行走机构的支撑轴为一体设置的双向轴，所述缓冲机构与所述双向轴的中间外周连接。

7.根据权利要求6所述的行走驱动装置，其特征在于：所述两个变径行走机构一个为主变径行走机构，另一个为副变径行走机构，其中所述副变径行走机构相比于主变径行走机构缺少行走驱动力矩电机。

8.根据权利要求1-4任一项所述的行走驱动装置，其特征在于：所述变径行走机构包括变径轮毂、支撑轮辐、接地轮辋；所述支撑轮辐为多个，均匀设置在变径轮毂径向外侧；所述接地轮辋设置在所述支撑轮辐的末端。

9.根据权利要求8所述的行走驱动装置，其特征在于：所述变径轮毂包括行走驱动力矩电机、固定座、变径驱动力矩电机、主锥齿轮、支撑轴等，其中，所述行走驱动力矩电机的定子套在所述支撑轴上并与所述支撑轴固定连接。所述行走驱动力矩电机的转子通过固定座与所述支撑轮辐固定连接。所述支撑轴的末端为阶梯轴，包括细轴部和中轴部，其中，所述变径驱动力矩电机的定子固定套接在所述支撑轴的细轴部，所述主锥齿轮可转动套在所述中轴部，所述变径驱动力矩电机的转子与所述主锥齿轮固定连接。

10.根据权利要求9所述的行走驱动装置，其特征在于：所述变径轮毂还包括内安装座，所述内安装座用于安装内力矩电机，所述内安装座为一具有中空套筒的盘形件，所述中空套筒用于套在所述支撑轴外周，所述盘形件的边缘部分一侧与所述固定块表面贴合，另一侧与所述内力矩电机转子表面贴合，并且在于与述固定块表面贴合以及与内力矩电机转子表面贴合的部位包括至少一个阶梯表面。

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