[发明专利]分动式控制多足步行机

说明书

技术领域

本发明属于多足步行机领域和交通运输工程领域，具体涉及一种分动式控制的多足步行机。

背景技术

在自然界中，存在一些人类无法到达的地方和一些可能危及人类生命的特殊场合，如水下作业、星球探测、山路行走等。对于那些具有地形不规则和崎岖不平特点的恶劣环境，轮式移动步行机和履带式移动步行机的应用受到限制。与轮式和履带式移动步行机相比，在崎岖不平的路面上，多足步行机具有独特优越的性能，在这种背景下，对于多足步行机的研究蓬勃发展起来，而仿生步行机的出现更加显示出多足步行机的优势。

目前世界上许多国家都已经投入相当大的人力和财力开展这类步行机的研究与开发。社会上已经出现的多足步行机无论在机械机构上还是在控制系统上都无法突破功能的单一性，并且在全方位、快速、自适应动态步行等运动控制方面还有许多的不足和限定条件，都是只能进行单一的控制，比如：只能单独控制每条腿的单独运动，这类机构能源的利用率太低，而且这类步行机所承受的载荷不能很大，严重制约其使用价值。

现有的多足步行机大多采用分布控制，结构复杂，传动效率低，这样的腿很难实现实用的具有合理的步行机机械结构和控制系统。如现在利用仿生学原理研制出来的很多微型多足步行机，虽然结构简单，但是每条腿不能单独控制，且缺乏柔性，不能抗冲击。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分动式控制多足步行机，它控制装置简单并能够承受较大的负载且运动自由度大。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种分动式控制多足步行机，主要包括中心驱动能源机构、分动器机构、联动器机构和布置在步行机架体两侧的可调节腿机构，中心驱动能源通过减速机构与分动器机构连接，分动器机构通过连杆与联动器机构连接，联动器机构带动以Z字形交错分布在分动式控制多足步行机架体两侧的可调节腿机构运动，驱动步行机行进；中心驱动能源机构工作时，动力经分动器机构后输出类似于封闭半圆弧曲线，再带动联动器机构沿封闭半圆弧曲线的轨迹运动，可调节腿机构末端与联动器机构连接，在大腿根部用十字结与分动式控制多足步行机架体连接，使得可调节腿机构的运动轨迹与分动器机构的输出曲线形成反对称形式，当分动器机构运动带动可调节腿机构运动时，可调节腿机构在地面上的运动轨迹就是分动器机构输出曲线的直线段，在空中的运动轨迹为分动器机构输出曲线的圆弧段，上述直线段的运动时间不小于圆弧段的运动时间，以确保分动式控制多足步行机在行进过程中至少有一组可调节腿机构在地面上；分动器机构有两组以上输出曲线，设置每组曲线的起始输出位置，实现分动式控制多足步行机多分节律迈步前进；可调节腿机构可以调节腿的长度和腿的弯曲角度，实现分动式控制多足步行机抬脚高度和迈步宽度的双重调节；在可调节腿机构的小腿处设置具有可调节的减震弹簧，以减小分动式控制多足步行机在行进时对架体的冲击。

本发明与现有技术相比，其显著优点：（1）采用分动式驱动控制的设计思想，打破了传统步行机的单一的驱动控制方式；（2）使得多足步行机的能源利用率将有一个很大的提高；（3）采取本发明的机构的控制装置简单；（4）多足步行机在速度、稳定性、机动性和承载能力将得到很大提高。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

图2为本发明的中心驱动能源机构和分动器机构示意图。

图3为本发明以Z字形交错分布在分动式控制多足步行机架体两侧的可调节腿机构。

图4为本发明分动器机构中的回归式凸轮四杆机构示意图。

图5为本发明的可调节腿机构的运动轨迹曲线示意图。

图6为本发明的整体结构示意图。

图7为本发明的限位机构示意图。

图8（a）为本发明的快速步行联动器局部视图；图8（b）为本发明的快速步行联动器的局部剖视图。

图9为本发明的可调节腿机构示意图。

具体实施方式