[发明专利]一种步态可调的轮履转换行走机构

说明书

本发明提供一种步态可调的轮履转换行走机构，包括轮履系统；驱动轮履系统行走的牵引动力系统；调整步态及实现轮履转换的步态动力系统；以及用于固定牵引动力系统和步态动力系统的悬臂框架；所述步态动力系统包括依次传动连接的步态伺服电机、步态减速机和大齿圈，该大齿圈与轮履系统的轮履保持架固定连接、并能够带动轮履保持架进行360度的旋转。本发明行走机构可以在轮式和履带式行走形式间自由切换，能够在正常的铺装路面高速行驶，在爬斜坡、跨壕沟、过障碍等复杂环境下具有良好的通过性，同时该行走机构能够在一定范围内自由变换轮轴离地高度，因此装备该行走机构的机动平台能够自由调整离地间隙，进一步地增强了机动平台的通过性。

技术领域

本发明涉及技术陆地机器人领域，具体涉及一种步态可调的轮履转换行走机构。

背景技术

地面无人机动平台具有机动性高、搭载性能好、适应性强等特点，在民用与军用领域都发挥着重要作用，尤其是在野外复杂环境中，无人机动平台可以代替人去进行运输、侦查等任务。因此，良好的通过性和机动性是是地面无人平台的重要性能。

目前地面无人平台主流的行走方式有轮式、履带式和轮履复合式三种。轮式结构简单，在良好的道路条件下速度快，但接地比压大，在泥泞、湿滑、松软等恶劣环境下容易打滑、失控，难以通过壕沟、台阶等障碍，通过性较差。履带式行走机构接地比压小，牵引力大，在雪地、沙地等复杂路况下通过性好，但机动性较差，速度慢。而轮履复合式行走机构兼具轮式的高机动性和履带式的高通过性的特点，但轮履复合式结构一般结构较复杂，可靠性较差，在实际应用中受到了限制。

发明内容

本发明提供一种兼具高机动性与高通过性的步态可调的轮履转换行走机构。该行走机构可以在轮式和履带式行走形式间自由切换，具有结构简单，可靠性好，切换速度快等特点，该行走机构能够在正常的铺装路面高速行驶，在爬斜坡、跨壕沟、过障碍等复杂环境下具有良好的通过性，同时该行走机构能够在一定范围内自由变换轮轴离地高度，因此装备该行走机构的机动平台能够自由调整离地间隙，进一步地增强了机动平台的通过性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种步态可调的轮履转换行走机构，包括：

轮履系统；

驱动轮履系统行走的牵引动力系统；

调整步态及实现轮履转换的步态动力系统；以及

用于固定牵引动力系统和步态动力系统的悬臂框架；

所述步态动力系统包括依次传动连接的步态伺服电机、步态减速机和大齿圈，该大齿圈与轮履系统的轮履保持架固定连接、并能够带动轮履保持架进行360度的旋转。

进一步地，所述轮履系统包括：

主动轮，该主动轮的圆形面的两侧均设置有轮履保持架，其中外侧的轮履保持架的中部通过轴承与行星减速机连接，内侧的轮履保持架与步态动力系统的大齿圈固定连接；

四个履带张紧轮，每两个履带张紧轮固定在一个张紧调节机构上，两个张紧调节机构分别固定在轮履保持架的两端；以及

履带，该履带缠绕在驱动轮与四个履带张紧轮上，履带缠绕的形状为菱形，该菱形的两个钝角与主动轮接触，菱形的每个锐角分别与两个履带张紧轮接触。

优选地，所述牵引动力系统包括牵引伺服电机和行星减速机，所述行星减速机的动力输入端与牵引电机的动力输出轴连接，行星减速机的外壳与主动轮固定连接。

优选地，所述张紧调节机构的一端通过轴承与两个履带张紧轮连接，另一端的圆柱插入轮履保持架的圆管内并能够相对滑动，所述轮履保持架的圆管两侧设置两个螺柱，通过调节螺柱上螺母位置能够改变张紧调节机构与轮履保持架的相对位置。