[发明专利]轮腿复合式运动平台

说明书

技术领域

本发明主要涉及到运动设备领域，特指一种采用轮腿复合式设计的运动平台。

背景技术

目前，在运动平台的运动机构中，普遍采用轮式、腿式和履带式。轮式运动机构具有结构简单、运动速度快的优点，但是不适于跨越壕沟、楼梯等障碍，越障能力差；腿式运动机构具有高通过性，能够适应复杂的地面运动环境，但运动速度较慢、机构和控制复杂；履带式运动机构在松软、不平坦地形等自然环境中有较强的通行能力和良好的适应性，但存在摩擦阻力较大、自重大、机构复杂、能耗较高等缺点。

有从业者提出轮腿组合式结构，但常规的组合却存在以下问题：

（1）腿式机构对轮式机构影响较强，轮式运动状态重心高，所以不能充分发挥轮式机构结构简单、运动高效的特点。同时，在设计腿式移动方式中也要考虑到轮式结构的影响。

（2）在模态转换过程中一般需要专门的转换和调整机构，增加了机构的复杂度。同时，由于模态切换的复杂性直接降低了运动效率。

（3）部分轮腿复合式运动平台中腿式运动仅仅是作为轮式运动的辅助，没有完全发挥出腿式运动越障能力强的特点，运动平台的平稳性也较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、运动平稳可靠、操控性好、运动模态切换简单、越障能力强的轮腿复合式运动平台。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种轮腿复合式运动平台，包括机架以及连接于机架底部的两个以上的前部轮腿组件、两个以上的后部轮腿组件，所述机架包括通过铰接在一起的前部身板和后部身板，所述前部轮腿组件和后部轮腿组件均包括大腿摆臂、车轮机构以及小腿摆臂，所述大腿摆臂的一端铰接于机架上并可绕铰点摆动，所述大腿摆臂的另一端与小腿摆臂的一端相连形成肘部并可绕肘部摆动形成折叠，所述车轮机构装设于小腿摆臂中段处，所述小腿摆臂的底部末端设有用来完成行走的足部。

作为本发明的进一步改进：

所述前部轮腿组件中大腿摆臂的一端通过前摆动机构铰接于机架上，大腿摆臂的另一端通过前部肘关节电机驱动器转轴与前部肘关节电机驱动器相连接构成前部轮腿组件的肘关节，位于前部轮腿组件上的前车轮机构包括前部车轮转轴与前部车轮，所述车轮机构连接在前部车轮支撑件转轴上，所述前部车轮支撑件转轴固定于前部车轮支撑件上，所述前部车轮支撑件与前部肘关节电机驱动器相连。

所述前摆动机构包括前部侧摆驱动电机、前部侧摆驱动电机转轴、前部横摆驱动电机转轴以及前部横摆驱动电机，所述前部侧摆驱动电机转轴通过前部髋关节连接板连接于机架上，所述前部侧摆驱动电机与前部横摆驱动电机连接，所述前部横摆驱动电机转轴与大腿摆臂相连。

所述后部轮腿组件中大腿摆臂的一端通过后摆动机构铰接于机架的底部上，所述大腿摆臂的另一端通过后部肘关节电机驱动器转轴与后部肘关节电机驱动器相连接构成后部轮腿组件的肘关节；位于后部轮腿组件上的后车轮机构包括后部车轮转轴、后部车轮、后部车轮驱动电机转轴和后部车轮电机驱动器，所述后部车轮电机驱动器通过连接板与后部肘关节电机驱动器相连接。

所述后摆动机构包括后部侧摆驱动电机转轴、后部侧摆驱动电机、后部横摆驱动电机以及后部横摆驱动电机转轴，所述后部侧摆驱动电机转轴通过中后部髋关节连接板连接在机架上，所述后部侧摆驱动电机与后部横摆驱动电机连接，所述后部横摆驱动电机转轴与后部大腿摆臂相连接。

所述前部身板与一铰接机构轴套连接，所述铰接机构转轴固定于铰接机构轴套内并与一铰接机构驱动电机转轴相连，所述后部身板与铰接机构转轴相连，所述铰接机构驱动电机的驱动端与铰接机构轴套相连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明中，轮腿运动模式切换简单，仅需前、后轮腿系统的折叠与伸展，这样大大降低了模态切换的复杂程度，提高了运输效率。

2、本发明中轮式运动方式与腿式运动方式相互独立，完成状态切换之后，轮式运动机构与腿式运动机构完全区分开，轮式运动中，腿式机构折叠与机架联接为一体。腿式运动方式中，轮式机构位置较高，无法干扰腿式运动。

3、本发明中，机架结构采用铰接机构联接，正常运动状态下，铰接机构锁死使机架成为一个整体。在遇到狭隘路段尤其是如狭小的直角弯路时，铰接机构配合腿式运动方式能够提高平台的通过性。

4、本发明中具有轮腿复合运动模式，在轮式运动过程中可以通过调整轮腿系统各关节驱动器的相对位置释放轮式运动机构的约束，提高特殊地形的越障能力和运动速度。