[发明专利]飞跃行走一体化机构

说明书

本发明提供一种飞跃行走一体化机构，包括机架、涡喷发动机和四机械缓冲腿；机械缓冲腿连接于机架的四角；每一机械缓冲腿包括水平驱动电机、固定支架、髋关节驱动电机、膝关节驱动电机、双驱四杆机构、磁流变阻尼器和自适应地形足；水平驱动电机与固定支架传动连接并沿水平方向旋转传动固定支架；髋关节驱动电机和膝关节驱动电机固定于固定支架的两侧并与双驱四杆机构传动连接；双驱四杆机构通过磁流变阻尼器连接自适应地形足。本发明的一种飞跃行走一体化机构，将涡喷发动机和足式移动系统结合在一起，使得机器人既可以通过涡喷发动机进行低空飞行又可以通过腿式机构进行落地缓冲和表面行走，提高了机器人对各种复杂地形的探测能力。

技术领域

本发明涉及航天器机器人技术领域，尤其涉及一种飞跃行走一体化机构。

背景技术

外星探测器依赖于探测装备完成探测任务，国际上常采用着陆器和巡视器设计外星探测器。外星探测器质量直接影响着探测成本，如果能把着陆器和巡视器融为一体，设计出可在地外星表反复着陆和行走的飞跃式机构，则能显著减小外星探测器的质量，大幅减少外星探测的成本。

目前国内外已实施的航天着陆探测任务，其巡视器都采用了轮式月球车的形式，虽然在相对平坦的地形中形式具有相当的优势，但是无法解决在松软土质上车轮沉陷和打滑的情况，且在复杂地形环境中越障能力和爬坡能力较弱；其着陆器都采用了高可靠、吸能强的被动缓冲技术，然而被动缓冲技术在着陆后不具备主动调整能力，足部自适应性差。

《一种在月球上的飞行方法以及月球飞行装置》(专利号：CN201910107832.6)公开了一种在月球上的飞行方法与月球飞行装置。虽然采用电能作为推进动力，克服了传统火箭发动机燃料有限的问题，但整体结构复杂、重量大，且太阳能充电效率低，单次飞行时间短。

基于上述因素，以往的探测器尚不同时具备飞跃和移动行走功能，且轮式行走系统环境适应性差，难以胜任复杂地形环境的探测任务。以电能为驱动力的飞行系统由于电量和功率问题无法进行远距离飞行。

另外现有技术还具有以下不足:

1、目前探测器着陆器和巡视器相分离，整体系统质量大，生产成本高，且探测范围有限。

2、轮式移动系统始终无法较好解决在松软土质上车轮沉陷或打滑的情况，且轮式移动系统在复杂地形环境中越障能力和爬坡能力较弱，难以到达一些特殊的探测地点。

3、目前，用于着陆缓冲的机构常常使用弹簧减震的被动缓冲机构，然而被动缓冲机构在着陆后常常不具备自我调节能力，且未来机器人在不同场合对腿部刚度和阻尼有不同的要求，被动缓冲机构无法满足变刚度的需求。

4、没有考虑星表不同地形的影响，地外星表多环形山、陨石坑、斜坡等，着陆、行走时能够紧密贴合星表是很有必要的。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种飞跃行走一体化机构，将涡喷发动机和足式移动系统结合在一起，使得机器人既可以通过涡喷发动机进行低空飞行又可以通过腿式机构进行落地缓冲和表面行走，提高了机器人对各种复杂地形的探测能力。

为了实现上述目的，本发明提供一种飞跃行走一体化机构，包括一机架、一涡喷发动机、一电源和一足式移动机构，所述足式移动机构包括四机械缓冲腿；所述涡喷发动机固定于所述机架的中部；所述电源固定于所述机架上；所述机械缓冲腿连接于所述机架的四角；每一所述机械缓冲腿包括一水平驱动电机、一固定支架、一髋关节驱动电机、一膝关节驱动电机、一双驱四杆机构、一磁流变阻尼器和一自适应地形足；所述水平驱动电机与所述固定支架传动连接并沿水平方向旋转传动所述固定支架；所述髋关节驱动电机和所述膝关节驱动电机固定于所述固定支架的两侧并与所述双驱四杆机构传动连接；所述双驱四杆机构通过所述磁流变阻尼器连接所述自适应地形足。