[发明专利]一种台阶自适应行走方法及装置

说明书

本发明公开一种台阶自适应行走方法及装置，所述方法采用直立行走方式，用垂直于主承载体基面的若干行走组件取代传统车轮，行走组件以多点支撑的方式托起主承载体，使主承载体基面始终保持水平状态，行走组件的行进状态由中央控制单元统一协调完成。本发明行走装置主要包括若干行走组件、主承载体及中央控制单元，其结构简单，载重量大，运行稳定可靠，在不强调运行速度的应用环境下，本发明适用于包括台阶、不平路面等复杂道路的运输。

技术领域

本发明涉及台阶攀爬以及其它低速重载条件下复杂不平道路运输的技术领域，具体涉及可实现在台阶道路或复杂不平路面稳定行走的装置。

背景技术

目前运输机械在翻越台阶障碍时，从安全可靠和减震的角度考虑，采用轮式（包括行星轮）或履带方式有如下缺点：一是轮子或履带与地面的接触限于台阶的顶角，容易打滑或者损伤台阶；二是台阶的锯齿状结构会引起车辆震动；三是由于承载面与地面有一定的高度距离，在台阶倾角过大时运行不稳甚至发生倾覆；四是承载面与地面的倾斜对运输人员舒适性或货物的安全性有很大的影响。

双足（多足）行走是较稳定的运输方式。但采用关节足时，其行走完全由各种传感器和控制系统完成，运行复杂稳定性差，而且关节电机的载荷也较低。

发明内容

为了解决台阶或复杂不平道路运输出现的上述问题，本发明提出一种行走组件双腿交替行走的方法。与通常方法不同的是：双腿在垂直和水平方向采用独立的平移运动；主承载体的基面保持水平状态；作为支撑的双腿可以穿过主承载体基面向上延长，因而可以提供足够保持主体承载面水平的支撑腿长度。

本发明具体采用如下技术方案：

一种台阶自适应行走方法，其特征在于：采用直立行走方式，用垂直于主承载体基面的若干行走组件取代传统车轮，行走组件以多点支撑的方式托起主承载体，使主承载体基面始终保持水平状态，行走组件的行进状态由中央控制单元统一协调完成。

优选地，所述行走组件包括左、右双腿，双腿交替运动且始终有一条腿支撑于地面上，而另一条腿完成垂直方向上的抬升、水平方向上的平移、垂直方向上的落地动作。

优选地，所述行走组件的每条腿均由独立的驱动单元控制。

优选地，所述行走组件的双腿与主承载体刚性连接，且可以穿过主承载体基面向上延长。

一种台阶自适应行走装置，其特征在于包括若干行走组件、主承载体及中央控制单元；

所述行走组件包括左、右双腿，双腿交替运动且始终有一条腿以支脚为支点垂直支撑于地面上，而另一条腿完成垂直方向上的抬升、水平方向上的平移、垂直方向上的落地动作；

所述主承载体是行走装置的主体，刚性地连接所述若干行走组件，各行走组件的双腿均与主承载体基面垂直，且可以穿过主承载体基面向上延长；

所述中央控制单元设置在主承载体上，用于协调各行走组件，控制行走装置的运动状态。

优选地，所述行走装置还包括转向器，所述转向器向中央控制单元提供人工即时信号，包括方向控制信号与速度控制信号。

优选地，所述行走组件包括主驱动单元、修正驱动单元、摆动横梁、修正连杆和上下驱动单元，摆动横梁的中部通过转动关节与修正连杆的一端连接，修正连杆的另一端通过转动关节与主承载体连接；主驱动单元设置在摆动横梁上，用于控制摆动横梁与修正连杆的摆动角度；修正驱动单元设置在主承载体上，用于控制修正连杆与主承载体的摆动角度，以修正由于摆动横梁绕支脚轴转动而产生的主承载体的左右偏移，使主承载体保持平稳地运动；摆动横梁的两端对称布置左、右导向套，导向套轴线与摆动横梁和修正连杆的运动平面相垂直；左、右腿分别置于左、右导向套中；左、右导向套上分别设置了一个上下驱动单元，用于控制左、右腿沿导向套轴线作直线移动。