[发明专利]一种轮腿复合式行驶系统、机动平台及其行走方法

说明书

本发明公开了一种轮腿复合式行驶系统、机动平台及其行走方法，所述行驶系统，包括由大腿摆动臂和小腿摆动臂通过铰接轴连接而成的仿生关节腿机构，轮胎驱动单元，以及铰接座和多根连杆；所述大腿摆动臂、铰接座以及多根连杆之间组成连杆机构；所述大腿摆动臂与铰接座之间设有第一驱动装置；所述大腿摆动臂和小腿摆动臂之间设有第二驱动装置，所述第二驱动装置驱动小腿摆动臂缩回或伸展从而切换为轮行模式或步行模式。本发明的行驶系统既能够依托道路环境实施轮式快速机动，又能够在无道路依托时以腿式结构行走和攀爬。

技术领域

本发明涉及一种轮腿复合式行驶系统、机动平台及其行走方法，属于特种车辆领域。

背景技术

陆地移动(车辆)平台是实现人员和物品载运的主要方式，移动平台的行驶系统基本类型有：轮式、履带式和步式。轮式机动性高，能量利用效率高，适合铺装路面，履带式通过性好，但高速机动能力差，步式行驶系统通过性最好，可实现非连续性的行走跨越，但其速度低，能量效率低。

现有陆地移动装备平台的行驶系统有往双模态趋势发展，出现了轮履结合或者轮步结合的形式，以适应更广的复杂地形环境，其中轮步结合式的双行驶系统，轮式模式下具有轮式行走的效率，步行模式下具备高通过性。但是现有轮步结合平台的机动性差，不适合在铺装路面的高速行驶，没有真正拓展平台的应用场景，如步履挖掘机，其行驶系统也只针对山地非道路环境。

现有移动装备平台的主要存在问题有：

1)多数为单行驶系统，极少采用轮步结合双行驶系统；

2)轮步双行驶系统相结合，实现在非结构化地面(如自然山地)上的高通过性，比如壕沟、垂直墙，以及在松软地面下的通行能力，如附着力低的雪地、泥地等；

3)现有轮步双行驶系统平台的承载能力不够，或者外廓尺寸大，不适合道路行驶。

发明内容

本发明旨在提供一种轮腿复合式行驶系统、机动平台及其行走方法，该行驶系统既能够依托道路环境实施轮式快速机动，又能够在无道路依托时以腿式结构行走和攀爬。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种轮腿复合式行驶系统，包括由大腿摆动臂和小腿摆动臂通过铰接轴连接而成的仿生关节腿机构，装在所述铰接轴上的轮胎驱动单元，以及铰接座和多根连杆；

所述大腿摆动臂、铰接座以及多根连杆之间组成连杆机构；

所述大腿摆动臂与铰接座之间设有在步行模式下驱动大腿摆动臂摆动的第一驱动装置；

所述大腿摆动臂和小腿摆动臂之间设有驱动小腿摆动臂摆动的第二驱动装置，所述第二驱动装置驱动小腿摆动臂缩回抬升至与大腿摆动臂基本重合的位置时处于轮行模式，该第二驱动装置驱动小腿摆动臂摆动至与地面接触时处于步行模式。

由此，本发明的双行驶系统下既能够依托道路环境实施轮式快速机动，又能够在无道路依托时以腿式结构行走和攀爬，大大拓了展移动设备平台的应用领域和使用场景，是解决广大边疆山地区域物资输送和救援保障的有效途径。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

在其中一个优选的实施例中，所述连杆机构为所述大腿摆动臂、铰接座、第一连杆和第二连杆组成四连杆机构；所述所述铰接座的上端与第一连杆的一端铰接相连，该铰接座的下端与大腿摆动臂的一端铰接相连，所述第一连杆另一端与第二连杆的上端相连，所述大腿摆动臂的另一端同时与第二连杆的下端和小腿摆动臂的一端铰接相连；所述第一驱动装置的一端铰接在铰接座的上端，该第一驱动装置的另一端铰接在大腿摆动臂上；所述第二驱动装置的一端铰接在大腿摆动臂靠近铰接座的位置，该第二驱动装置的另一端铰接小腿摆动臂靠近其摆动中心的位置。

本发明的四连杆机构是其中优选的结构方式，其优点是减小腿的结构重量，运动平稳性好。