CN214607776U - 一种轮步双模态机动平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轮步双模态机动平台。所述轮步双模态机动平台，其包括底盘，装在底盘上的轮式行驶系统，所述底盘的左右两侧面纵向安装至少两组可以绕车体侧向摆动的所述的步行腿机构，所述步行腿机构收起后为轮行模式，所述步行腿机构撑起时为步行模式。本实用新型的轮步双模态机动平台显著提升了轮步双行驶能力和适应场景。

Description

一种轮步双模态机动平台

技术领域

本实用新型涉及一种轮步双模态机动平台，属于特种车辆领域。

背景技术

陆地移动(车辆)平台是实现人员和物品载运的主要方式，移动平台的行驶系统基本类型有：轮式、履带式和步式。轮式机动性高，能量利用效率高，适合铺装路面，履带式通过性好，但高速机动能力差，步式行驶系统通过性最好，可实现非连续性的行走跨越，但其速度低，能量效率低。

现有陆地移动装备平台的行驶系统有往双模态趋势发展，出现了轮履结合或者轮步结合的形式，以适应更广的复杂地形环境，其中轮步结合式的双行驶系统，轮式模式下具有轮式行走的效率，步行模式下具备高通过性。但是现有轮步结合平台的机动性差，不适合在铺装路面的高速行驶，没有真正拓展平台的应用场景，如步履挖掘机，其行驶系统也只针对山地非道路环境。

因此，双行驶系统下既能够依托道路环境实施轮式快速机动，又能够在无道路依托时以腿式结构行走和攀爬，将大大拓了展移动设备平台的应用领域和使用场景，是解决广大边疆山地区域物资输送和救援保障的有效途径。

现有移动装备平台的主要存在问题有：

1)多数为单行驶系统，极少采用轮步结合双行驶系统。

2)现有轮步双行驶系统，两者结合程度不高，特别是不能解决高速轮式行驶系统和重载高速步式行驶系统的有机集成；(如步履挖掘机，轮腿复合机器人等)。

3)现有轮步双行驶系统平台的承载能力不够，或者外廓尺寸大，不适合道路行驶。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种轮步双模态机动平台，该轮步双模态机动平台可以显著提升轮步双行驶能力和适应场景。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种轮步双模态机动平台，其包括底盘，装在底盘上的轮式行驶系统，所述底盘的左右两侧面纵向安装至少两组可以绕车体侧向摆动的所述的步行腿机构，所述步行腿机构收起后为轮行模式，所述步行腿机构撑起时为步行模式。

由此，本实用新型的两种行驶系统实现了有机集成，完全保留了高速大承载的轮式底盘车辆行驶系统的基础上，增加了重载高速步行腿行驶系统，拓展了装备的应用范围。

根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

在本实用新型其中一个优选的实施例中，所述步行腿机构包括侧摆架、足端，以及安装在侧摆架和足端上之间的四连杆机构；

所述侧摆架上装有驱动其侧向摆动的驱动缸；

所述侧摆架上还装有竖向布置的第一油缸和水平布置的第二油缸；所述第一油缸和第二油缸用于驱动所述四连杆机构伸展或收缩。

由此，通过第一油缸和第二油缸的配合，在使得步行腿机构撑起(步行模式)或收起(轮行模式)，双行驶系统相辅相成，互相独立，互不干涉。

在本实用新型其中一个优选的实施例中，所述四连杆机构包括连杆一，连杆二，连杆三和垂直腿连杆四；所述垂直腿连杆四的下端铰接在足端上，该垂直腿连杆四的上端与连杆三的一端铰接相连，该连杆三的另一端与第一油缸的伸缩端铰接相连；所述垂直腿连杆四的中上部与连杆二的一端铰接相连，该连杆二的另一端与连杆一的下端铰接相连，连杆一的上端铰接在连杆三中部；所述连杆二与连杆一的铰接点与第二油缸的伸缩端铰接相连。

在本实用新型其中一个优选的实施例中，所述垂直腿连杆四为伸缩杆。

在本实用新型其中一个优选的实施例中，所述第一油缸和第二油缸驱动四连杆机构等比例缩放。

在本实用新型其中一个优选的实施例中，所述步行腿机构通过销轴铰接安装在底盘两侧的耳座上，所述侧摆架通过驱动缸推动作侧向摆动。

在本实用新型其中一个优选的实施例中，所述轮步双模态机动平台采用单动力源，该单动力源通过变速箱传动轴驱动车桥车轮进行轮式驱动，通过取力装置驱动泵来实现对步行腿机构的驱动缸动作。

在本实用新型其中一个优选的实施例中，所述轮步双模态机动平台采用双动力源，其中一个动力源通过变速箱传动轴驱动车桥车轮进行轮式驱动，另一个动力源通过取力装置驱动泵来实现对步行腿机构的驱动缸动作。

在本实用新型其中一个优选的实施例中，所述底盘的左右两侧面纵向均安装有三组步行腿机构。其中，前两组的步行腿机构的伸腿方向和后一组的步行腿机构的伸腿方向相反。这种可以更好地保证车辆上坡或下坡的稳定性能。

由此，本实用新型的有机集成的轮步双行驶系统实现了双模态的移动行驶功能。轮行模式为高速底盘车辆行驶系统，步行模式满足重载快速行走需求；驱动模式相应的分为轮行和步行两种模式，驱动传动可相互独立，也可并联耦合，减小装机功率。

仿生腿足机构具备上下、前后和侧向摆动三个自由度。仿生腿足机构水平、垂直方向分别由驱动器驱动，实现运动解耦，使得腿足驱动缸受力减小，能量利用效率高。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

相比现有的单行驶系统装备平台，本实用新型的双行驶系统平台可大大拓展装备的应用范围，本实用新型的两种行驶系统的有机集成，完全保留了高速大承载的轮式底盘车辆行驶系统的基础上，增加了重载高速步行腿行驶系统，可大大提高山地高原环境地区物资人员输送救援保障能力。

本方案的双行驶系统布置行驶稳定性高，可维护性好。双行驶系统相辅相成，互相独立，不干涉。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的步行腿机构收起后状态图(轮行模式)；

图2是本实用新型一个实施例的步行腿机构撑起时状态图(步行模式)；

图3是本实用新型一个实施例中步行腿机构的放大图；

图4是图3的另一侧面示意图；

图5是本实用新型一个实施例中步行腿机构的工作原理图；

图6是本实用新型另一个实施例中步行腿机构的工作原理图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种轮步双模态机动平台，参见图1和图2，在高速轮式底盘的基础上，两侧面纵向安装可以绕车体3侧向摆动的步行腿机构5，步行腿机构5收起后为轮行模式，装备平台为高速越野底盘车辆，步行腿机构5撑起时为步行模式，轮式行驶系统4的车轮悬架抬升锁止，装备平台可实现步行行走。

整体布置按照模块化设计：驾驶舱1，动力舱2前后布置，有效降低车身高度且动力总成结构紧凑易维护，车架3(含后任务平台)结合承载式和非承载式车身特点进行连接，满足步行模式下的大刚强度和大承载需求。

两外侧布置步行腿机构5，与现有轮式行驶系统4有机集成，既相互独立又相辅相成：轮行模式，步行腿机构5收起锁定，装备平台即为一成熟高速越野底盘车辆；步行模式，步行腿机构5伸出撑起，轮式行驶系统4通过油气悬架收起锁止，装备平台变型为步行行走的机器人平台，可实现复杂大障碍地面条件下的通行能力。步行行驶系统的两外侧布置从功能上可以使得装备平台有更好的稳定性，也使得维护具有更好的可达性。

如图1和2所示，所述底盘的左右两侧面纵向均安装有三组步行腿机构5。其中前两组的步行腿机构5的伸腿方向和后一组的步行腿机构5的伸腿方向相反。

步行腿机构5通过销轴铰接安装在车架两侧的耳座上，通过驱动缸5-9推动侧摆架5-1作侧向摆动，以实现步行行走时的装备平台转弯，步行腿机构5通过第一油缸5-3和第二油缸5-8将主要由连杆一5-2，连杆二5-4，连杆三5-5和垂直腿连杆四5-6连接而成的四连杆机构固定安装到侧摆架5-1上，第一油缸和第二油缸驱动平行四连杆机构等比例缩放，可实现垂直和水平两个方向运动的解耦，达到关节控制更简单，能量效率更高的效果。

如图2-4所示，垂直腿连杆四5-6的下端铰接在足端5-7上，垂直腿连杆四5-6的上端与连杆三5-5的一端铰接相连，垂直腿连杆四5-6的中上部与连杆二5-4的一端铰接相连，连杆三5-5的另一端铰接在侧摆架5-1上。连杆二5-4的另一端与连杆一5-2的下端铰接相连，连杆一5-2的上端铰接在连杆三5-5中部靠侧摆架5-1的位置。

装备平台可采用单动力源或者双动力源驱动，对应两种行驶系统布置，驱动线路分为轮行驱动传动线路和步行传动线路。采用单动力源(如发动机)通过变速箱传动轴可驱动车桥车轮进行轮式驱动，通过取力装置驱动泵来实现对步行腿机构5的驱动缸动作；采用双动力源(如发动机+动力电池)，可以对双动力源进行混合连接，以实现装备平台驱动系统的高效大里程和减小装机功率。

如图6所示，本实用新型的另一种实施例的垂直腿连杆四5-6为伸缩杆。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实施例的各种等价形式的修改均落入本实用新型所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种轮步双模态机动平台，包括底盘，装在底盘上的轮式行驶系统（4），其特征在于，所述底盘的左右两侧面纵向安装至少两组可以绕车体（3）侧向摆动的步行腿机构（5），所述步行腿机构（5）收起后为轮行模式，所述步行腿机构（5）撑起时为步行模式。

2.根据权利要求1所述的轮步双模态机动平台，其特征在于，所述步行腿机构（5）包括侧摆架（5-1）、足端（5-7），以及安装在侧摆架（5-1）和足端（5-7）上之间的四连杆机构；

所述侧摆架（5-1）上装有驱动其侧向摆动的驱动缸（5-9）；

所述侧摆架（5-1）上还装有竖向布置的第一油缸（5-3）和水平布置的第二油缸（5-8）；所述第一油缸（5-3）和第二油缸（5-8）用于驱动所述四连杆机构伸展或收缩。

3.根据权利要求2所述的轮步双模态机动平台，其特征在于，所述四连杆机构包括连杆一（5-2），连杆二（5-4），连杆三（5-5）和垂直腿连杆四（5-6）；所述垂直腿连杆四（5-6）的下端铰接在足端（5-7）上，该垂直腿连杆四（5-6）的上端与连杆三（5-5）的一端铰接相连，该连杆三（5-5）的另一端与第一油缸（5-3）的伸缩端铰接相连；所述垂直腿连杆四（5-6）的中上部与连杆二（5-4）的一端铰接相连，该连杆二（5-4）的另一端与连杆一（5-2）的下端铰接相连，连杆一（5-2）的上端铰接在连杆三（5-5）中部；所述连杆二（5-4）与连杆一（5-2）的铰接点与第二油缸（5-8）的伸缩端铰接相连。

4.根据权利要求3所述的轮步双模态机动平台，其特征在于，所述垂直腿连杆四（5-6）为伸缩杆。

5.根据权利要求2所述的轮步双模态机动平台，其特征在于，所述第一油缸（5-3）和第二油缸（5-8）驱动四连杆机构等比例缩放。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的轮步双模态机动平台，其特征在于，所述步行腿机构（5）通过销轴铰接安装在底盘两侧的耳座上，所述侧摆架（5-1）通过驱动缸（5-9）推动作侧向摆动。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的轮步双模态机动平台，其特征在于，所述轮步双模态机动平台采用单动力源，该单动力源通过变速箱传动轴驱动车桥车轮进行轮式驱动，通过取力装置驱动泵来实现对步行腿机构（5）的驱动缸动作。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的轮步双模态机动平台，其特征在于，所述轮步双模态机动平台采用双动力源，其中一个动力源通过变速箱传动轴驱动车桥车轮进行轮式驱动，另一个动力源通过取力装置驱动泵来实现对步行腿机构（5）的驱动缸动作。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的轮步双模态机动平台，其特征在于，所述底盘的左右两侧面纵向均安装有三组步行腿机构（5）。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的轮步双模态机动平台，其特征在于，前两组的步行腿机构（5）的伸腿方向和后一组的步行腿机构（5）的伸腿方向相反。

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