[其他]差动足八足步行机

说明书

本发明涉及一种用于宇宙开发，海底作业，以及战场等恶劣地面上的非轮式行走机械。

在上述各种恶劣地面上运动，非轮式行走机械（即步行机）比起轮式车来具有更大的适应性。近年来，世界各国对此做了大量的研究工作，先后提出过多种设计方案。如美国专利4，202，423，美国专利4，334，587，苏联专利569474，苏联专利649610，苏联专利676698等。但它们普遍存在着或者结构和控制复杂，或者承载能力很低，或者通过性能差，或者不能转变等缺点，离实用还有一定距离。最近申报的中国专利85101708（申请号），是目前较先进的一种。它克服了前述一些缺点，能够承载，能够转弯，据介绍可以实用。但它采用的是液压或气压传动，结构和控制仍比较复杂。

本发明提出一种纯机械的差动足八足步行机，同样克服了前述那些缺点，有较大承载能力，通过性良好，可以转弯，符合实用要求。并且结构相对简单，工作可靠。

本发明是通过如下设计实现的。图1是本步行机的俯视示意图。本发明的步行机的主体，由对称布置的左右两个分动齿轮箱〔1〕和〔2〕经横梁〔52〕连接而成。每个分动齿轮箱内，各含两排齿轮，并分别从箱体两侧各伸出两个由齿轮驱动的曲柄〔12〕和〔13〕;〔14〕和〔15〕;〔16〕和〔17〕;〔18〕和〔19〕。每两个曲柄共同拖动一个足架（分别为〔3〕、〔4〕、〔5〕和〔6〕）。左分动齿轮箱的外侧两曲柄与右分动齿轮箱的内侧两曲柄取向一致，且同步运动;左分动齿轮箱内侧两曲柄与右分动齿轮箱外侧两曲柄取向一致，也是同步运动。而同一分动齿轮箱（左箱或右箱）内外两侧曲柄的取向则相错180°（无差动时）。全部曲柄均通过齿轮传动系统由一个动力源〔M〕拖动，因此它们的动作全部是协调一致的。当曲柄由动力拖动做匀速转动时，位于两分动齿轮箱内外两侧的与曲柄相连的四个足架就将两两一组地轮流着地，并带动机体爬行。此时，机体的运动轨迹将是一个以曲柄长度为半径的半园连成的曲线（图3）。这种运动轨迹，水平速度波动大，惯性冲击强烈;垂直起伏也大，动力很高。此外，这种基本运动形态尚不能实现转弯。

针对于此，本发明进一步提出，在传动系统中插入差动运动机构，使各曲柄在一个运动周期内的前半个时期运动快些（对应转角大于180°），后半时期运动慢些（对应转角小于180°），并利用运动慢的那半个时期的曲柄运动触地，做立足相拖动机体前进。这样，机体的运动轨迹就将是一个仍以曲柄长度为半径的，但却小于半园的一连串小园弧连成的曲线（图4），显然，机体的水平速度波动及垂直起伏均大大降低了，同时，步距也有所减小。小园弧的长度，取决于插入的差动运动量的大小。差动量大些，小园弧的长度就小些，机体运动的稳定性的改善就大些，同时步距也将有较大的减小。反之，差动量小些，小园弧的长度就大些，机体运动稳定性的改善就小些，同时步距的减少也小些。

再利用插入的差动运动量能够改变步距这一点，本发明通过使左右两分动齿轮箱的曲柄运动差动量不同的方法，使步行机左右两侧步距不同，从而解决了步行机的转向问题，即，当左分动齿轮箱两侧的曲柄运动的差动量比右分动齿轮箱的大时，机体左侧的步距就会比右侧小，机体就向左转;反之就向右转。

本发明的实施方案如下。仍见图1。动力源〔M〕的动力经齿轮〔7〕〔8〕和〔7〕〔9〕分别带动前后两轴〔10〕和〔11〕转动。前后两轴又将转动分别向左右传送，并各经过一个行星齿轮减速箱〔20〕〔21〕〔22〕〔23〕分前左，前右，后左和后右四路，分别通过轴〔34〕〔35〕〔36〕和〔37〕传入左右两个分动齿轮箱，分别带动左分动齿轮箱〔1〕的内外两侧曲柄〔12〕〔13〕〔14〕〔15〕，和右分动齿轮箱〔2〕的内外两侧曲柄〔16〕〔17〕〔18〕〔19〕转动。四个行星齿轮减速箱均以内中心轮为输入端，以行星轮架为输出端。当外中心轮固定时，输出与输入均为匀速转动，且有一定的减速比。但我们这里将外中心轮〔30〕和〔31〕分别经连杆〔24〕和〔25〕与滑销〔26〕和〔27〕相连，因此，当滑销随齿轮〔28〕做园周运动时，就会使外中心轮前后摇动起来。齿轮〔28〕经齿轮〔29〕〔10〕〔8〕和〔7〕亦由动力源〔M〕带动，转速与行星轮输出端无差动时相同。这样，在一个运动周期内，当外中心轮被连杆带着向前摇动时，将使行星减速器输出端的转速加快些;而当外中心轮被连杆带着向后摇动时，就将使行星减速器输出端的转速减慢些，从而造成差动转动。