[发明专利]一种联动机构与联动机构交替切换的越障行走系统

说明书

技术领域

本发明属于移动机器人、越障车领域，具体涉及一种可自适应障碍物的越障行走系统。

背景技术

随着探险救援、航空航天、消防排爆、核能工业、军事侦察等众多领域的快速发展，迫切需要一种能在野外环境和复杂地形(如灾难现场、地震废墟)中自由行走和越障的移动设备，如机器人、探测车等。现有移动设备的行走机构大致可分为：轮式、履带式、多足式、混合式(如轮-履混合式、轮-腿混合式)和特殊形式(如蛇形滑动式、多边形翻滚式)。其中多足式和特殊形式大多属于仿生类行走机构，具有很强的越障能力与地形适应性，但这两类行走机构的机械结构复杂、控制难度极大、机动性相对较差，目前正处于研究与开发应用的初级阶段。履带经过一百多年的发展已经被证明是一种能适应复杂地形与恶劣环境的行走机构，不过它的缺点也很明显：笨重、需要大功率驱动器，因此，对于便携式或对功率有严格限制的移动设备来说履带并不合适。轮子早在三千多年前就已经出现，被认为是能量转换效率最高的行走机构，轮子具有轻便简洁、高速度、高效率和控制简单等优势使得它经久不衰，但轮子面对野外环境和复杂地形时便显得无能为力。

发明内容

本发明的目的是要提供一种机构简洁可靠、效率高、地表适应性好、越障能力强的越障行走系统，主要用于需要在规整地形和非平整地形如崎岖山地、沼泽、河谷、海滩的高速行走，非常适合于野外环境和复杂地形。

本发明的技术方案如下：

一种联动机构与联动机构交替切换的越障行走系统，包括机体和联动机构。所述机体的左右两侧对称装有联动机构，机体的两端的短于联动机构的两端。所述联动机构包括轮子与越障连杆，所述轮子有m个，直径相等，其中m为整数且≥1, 其轮子数量可根据需要而定，m越小越障能力越强，m越大负重能力越强。所述轮子和越障连杆上分别设有定位孔，由活动销轴通过定位孔将轮子和越障连杆连在一起，所述轮子上的定位孔位置的选择应最大限度地靠近于轮子的圆周，且各个轮子的定位孔到各自轴心孔的距离一致；所述轮子的轴心孔连接动力驱动装置的驱动轴。交替越障行走系统有两种行走形模式：轮式行走模式和越障行走模式。联动机构在行走时可根据地形平坦与否在这两种行走模式间自动切换，在较平坦地形行走时为轮式行走模式，遇到障碍物时自动切换成越障行走模式。

所述越障连杆前后两端设有向上的折弯，其底部设有防滑齿。

所述联动机构的驱动方式是一个驱动装置驱动一个或多个轮子。

所述机体与联动机构之间靠连接装置连接。

所述机体由若干节首尾相连的机体单元组成，每个机体单元的前后方设有和另外机体单元相连接的锁紧装置，每个机体单元两侧对称安装一组联动越障行走机构。 

该交替越障行走系统的行走原理为：                                                在规整地形的情况下，该越障行走系统中联动机构的运动表现形式是轮形，行走效率和具有相同直径轮子的行走机构相同。在非规整地形的情况下，当障碍物高度较小时，联动机构便可以按它固有的越障方式越过障碍物；当障碍物达到一定高度时，左右的联动机构交替搭在障碍物上，随着越障行走机构的交替，行走系统前部便可以越过障碍物。在有障碍物的情况下，行走系统前部已越过障碍物，位于障碍物之上，这时处于越障的部位是行走系统的中部，由于行走系统的底部以及联动机构的越障连杆上都有防滑齿，这样依靠驱动装置，交替越障行走系统便可以顺利越过障碍物。在有障碍物的情况下，交替越障行走系统的机体左右两侧分别有一个或多个联动机构时，其越障模式均相同，其区别在于每侧有多个联动机构需多次重复的过程。当行走在柔软地表(如沙滩、泥泞、雪地等)时，那么这时的行走模式和普通的地形行走模式相同，只不过越障连杆(6)会起到一定的分散压力的作用，比单独使用轮子在这些地形行走时效率高些。障碍物较高的行走环境，将几个交替越障行走系统首尾相连，可以提高越障性能。

本发明具有以下特点： 

1.  交替越障行走系统在行走时可以有轮式行走模式与越障行走模式，并根据障碍物灵活地在这两种行走模式之间自动切换；

2.  在平坦硬质地表上行走时效率接近于同等半径的普通车轮；遇到障碍物后行走模式自动切换，无需控制系统的检测与控制，提高了可靠性与稳定性；

3.  越过障碍物后行走模式自动切换，无需控制系统的检测与控制，提高了可靠性与稳定性；

4. 交替越障行走系统的驱动控制系统简洁高效，越障能力强，地形适应性好。

附图说明

图1A和图1B是交替越障行走系统中一种机体1的结构图；