[发明专利]一种轮步式移动装置及其控制方法

说明书

本发明属于移动装置技术领域，公开了一种轮步式移动装置及其控制方法，为了解决现有轮步式移动装置的轮子的驱动与支撑腿的运动相互独立而导致的能源利用率低的问题。本发明当移动装置采用前轮组和后轮组进行正常移动时，动力传递路线为:内燃机‑ISG电机—驱动电机‑前后轮和后轮组，同时将多余ISG电机产生的多余的电能存储在动力电池中，当移动装置采用前支撑腿、中支撑腿和后支撑腿进行翻越障碍时，动力传递路线为：内燃机+动力电机‑ISG电机‑油泵‑支撑腿。因此本发明在保障支撑腿能够带动移动装置进行移动的前提下，能够降低能源的消耗。

技术领域

本发明属于移动装置技术领域，具体涉及一种轮步式移动装置及其控制方法，用于在复杂路面条件下使用。

背景技术

为了满足移动装置在特殊环境下使用（例如侦查、打击、运输、后勤保障等），对于车辆的越野、跨越障碍的要求也越来越高。轮式移动装置具有形势阻力小、噪声小、转向性能好、机动性高等优点，因此，广泛运用于各种高机动性移动装置中。

但是，轮式移动装置在复杂路面上（例如山区）由于其越野性能较差，因此限制了轮式移动装置的使用场景。针对该问题，现有技术中出现了轴距可变的移动装置，通过改变轴距来调整轮子的间距，来提高轮式移动装置的跨越障碍的能力。

例如申请号为201910617299.8的专利公开了一种可变轴距车架及具有可变轴距车架的起重车辆，包括：车架主体、尾端车架；车架主体沿的后端设置有收容腔；尾端车架的前端设置有连接柱；所述收容腔套设在连接柱的外侧；收容腔的内壁与连接柱的外壁贴合；连接柱垂直于车架行驶方向的横截面的重心与边缘的距离不等。该专利技术能够应用于不同工作场景，满足不同工况对车架轴距的要求。

又例如申请号为201410324151.2的专利公开了一种可变轴距客梯车，包括车头、多个车轮、可伸缩底盘、剪刀架举升机构、旋转梯、滑动梯、过渡平台和对接平台。本发明提供的可变轴距客梯车通过采用可相对移动的可伸缩底盘来确保客梯车在规定载荷下的稳定性，其可在存放及行驶状态时，使可伸缩底盘处于收缩状态，从而能够减少客梯车的占地空间；而在工作状态时，使可伸缩底盘处于伸长状态，以保证客梯车整体重心仍处于安全范围，从而提高了客梯车的稳定性及安全性。但是由于轮式移动装置自身结构特性，导致了轮式移动装置翻越障碍的能力受限。

现有技术中还出现了轮步式移动装置，如申请号为201721640232.9的专利公开了一种可跨越障碍的工程车辆行走装置，包括底盘、前腿、后腿、前轮和后轮，底盘包括位于前面两侧的前连接座和后面两侧的后连接座，前腿包括与旋转腿连接的伸缩腿，前腿由销轴与前连接座连接，后腿与后连接座连接，前轮和后轮分别与前腿和后腿连接。

例如申请号为201811526170.8的专利公开了一种障碍跨越控制装置及控制方法，通过设置移动装置和控制系统；利用固定支架和固定于下端的至少两排平行设置的移动支撑腿组成移动装置，在移动支撑腿下端固定移动轮，采用无极伸缩杆作为移动支撑腿，每一条移动支撑腿可以独立进行无极升降，由伸缩腿驱动电机分别驱动，每排小轮安装前方位避障传感器及底部压力传感器，可以实现轮子前方障碍检测以及轮子与地面的接触情况，控制系统根据距离传感器检测数据利用避障算法实时对电机驱动器进行控制，在前进后退过程中自动升降小轮跨越障碍，在遇到障碍物时，利用多个移动支撑腿不同伸缩长度保持整体的水平状态，以此实现电动轮椅自动跨越障碍以及上下楼梯的功能。

又例如申请号为201710578042.7的专利公开了一种轮腿式快递机器人，包括轮式底盘、总体支承框架、越障组件、越轮组件等等。

综上，现有技术中关于轮步式移动装置主要包括以下两种：

第一种：轮子设置在支撑腿上，通过支撑腿的来调整轮子的高度或者角度来实现跨越障碍的作用。但是这种方式由于支撑腿支撑了移动装置的重量，在重载荷、复杂路面上移动时，由于支撑腿承受的载荷不停的变化，因此支撑腿极易损坏，可靠性较差。同时由于支撑腿的设计也降低了移动装置的机动性。