技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明提供一種直角腿旋轉(zhuǎn)越障行走機構(gòu)，可以實現(xiàn)在平地上的履帶式行駛或遇障礙時的直角腿旋轉(zhuǎn)越障功能，屬于機器人車輛行走技術(shù)領(lǐng)域，可應(yīng)用于越障車或機器人的行走系統(tǒng)中。

背景技術(shù)：
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目前，越障車或機器人的行走系統(tǒng)主要分為輪式、履帶式、腿式和復(fù)合式等結(jié)構(gòu)。其中輪-履復(fù)合式行走系統(tǒng)兼具輪式和履帶式的優(yōu)點，值得去研究。已有的輪-履復(fù)合式行走系統(tǒng)，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輪腿轉(zhuǎn)換不靈活、控制比較復(fù)雜等問題，尚需進一步改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明針對已有的輪-履復(fù)合式行走系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提供一種直角腿旋轉(zhuǎn)越障行走機構(gòu)，可以實現(xiàn)在平地上的履帶式行駛或遇障礙時直角腿旋轉(zhuǎn)越障功能，可應(yīng)用于越障車輛或機器人的行走系統(tǒng)中。

本發(fā)明所提供的一種直角腿旋轉(zhuǎn)越障行走機構(gòu)包括步進電機1、聯(lián)軸器2、蝸輪3、蝸桿4、實心軸5、空心軸6、直角腿支架7、第一從動輪8、第一主動輪9、第二主動輪10、第二從動輪11、從動錐齒輪12、主動錐齒輪13、行星減速器14、直流電機15及車架16。

所述步進電機1用電機支架固連在所述車架16上，所述聯(lián)軸器2的一端與所述步進電機1的輸出軸固連，所述聯(lián)軸器2的另一端與所述蝸桿4的軸端固連。

所述蝸桿4通過其兩側(cè)軸頸處的軸承座支撐，所述蝸桿4的軸線與所述步進電機1的輸出軸同軸；所述蝸桿4與所述蝸輪3相嚙合；所述實心軸5通過其兩側(cè)軸頸處的軸承座支撐，所述實心軸5貫穿于所述空心軸6的中間孔，所述實心軸5與所述空心軸6之間留有間隙，所述實心軸5及所述空心軸6轉(zhuǎn)動時互不干涉。

所述實心軸5的一端安裝在所述蝸輪3的中心孔中，所述實心軸5與所述蝸輪3采用鍵進行固連，所述實心軸5另一端與所述直角腿支架7固連；所述直流電機15用電機支架固連在所述車架16上，所述直流電機15的輸出軸與所述行星減速器13的輸入軸固連；所述行星減速器14的輸出軸與所述主動錐齒輪13固連；所述主動錐齒輪13與所述從動錐齒輪12相嚙合，所述從動錐齒輪12固連安裝在所述空心軸6的一端；所述第一主動輪9及所述第二主動輪10依序沿軸向固連安裝在所述空心軸6的另一端，所述第一主動輪9與所述第二主動輪10同步轉(zhuǎn)動。

所述第一主動輪9與所述第一從動輪8用第一履帶17相連，所述第一主動輪9、所述第一從動輪8及所述第一履帶17組成第一履帶車輪組；所述第二主動輪10與所述第二從動輪11用第二履帶18相連，所述第二主動輪10、所述第二從動輪11及所述第二履帶18組成第二履帶車輪組。

所述直角腿支架7設(shè)有呈直角型的兩個分叉，所述直角腿支架7的兩個分叉上分別設(shè)有銷軸，所述第一從動輪8及所述第二從動輪11分別安裝在所述直角腿支架7的銷軸上。所述直角腿支架7呈90度角，所述第一履帶車輪組和所述第二履帶車輪組通過所述直角腿支架7固連在一起，所述直角腿支架7、所述第一履帶車輪組及所述第二履帶車輪組共同構(gòu)成本發(fā)明的直角腿，用于實現(xiàn)行走機構(gòu)的直線行駛或旋轉(zhuǎn)越障功能。

本發(fā)明直角腿旋轉(zhuǎn)越障行走機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)平地行走和旋轉(zhuǎn)越障功能的交替轉(zhuǎn)換。當平地行走時，直流電機15的動力通過行星減速器14、主動錐齒輪13和從動錐齒輪12傳遞給空心軸6，并驅(qū)動空心軸6帶動第一履帶車輪組和第二履帶車輪組同步向前行駛；當旋轉(zhuǎn)越障時，直流電機15停轉(zhuǎn)述步進電機1的動力通過蝸輪3、蝸桿4傳遞給實心軸5，并驅(qū)動實心軸5上固連的直角腿支架7轉(zhuǎn)動，進而使直角腿支架7上的第一從動輪8、第二從動輪11同時向前轉(zhuǎn)動一定角度，從而實現(xiàn)第一履帶車輪組和第二履帶車輪組的旋轉(zhuǎn)越障功能。通過直流電機15和步進電機1的協(xié)調(diào)交替工作，直角腿支架7上的履帶車輪組可以完成平地行走和越障功能，可應(yīng)用于越障車或機器人的行走系統(tǒng)中。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明直角腿旋轉(zhuǎn)越障行走機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2為本發(fā)明中直角腿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明機構(gòu)的越障過程原理圖；

圖4為本發(fā)明機構(gòu)組成越障車或機器人行走系統(tǒng)示意圖。

圖中：1：步進電機；2：聯(lián)軸器；3：蝸輪；4：蝸桿；5：實心軸；6：空心軸；7：直角腿支架；8：第一從動輪；9：第一主動輪；10：第二主動輪；11：第二從動輪；12：從動錐齒輪；13：主動錐齒輪；14：行星減速器；15：直流電機；16：車架；17：第一履帶；18：第二履帶；19：路障。

具體實施方式：

本發(fā)明所提供的一種直角腿旋轉(zhuǎn)越障行走機構(gòu)包括步進電機1、聯(lián)軸器2、蝸輪3、蝸桿4、實心軸5、空心軸6、直角腿支架7、第一從動輪8、第一主動輪9、第二主動輪10、第二從動輪11、從動錐齒輪12、主動錐齒輪13、行星減速器14、直流電機15及車架16。

圖1為本發(fā)明直角腿旋轉(zhuǎn)越障行走機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖，機構(gòu)平地行駛狀態(tài)下，步進電機1不轉(zhuǎn)，直流電機15正轉(zhuǎn)，通過行星減速器14將動力傳遞給主動錐齒輪13，主動錐齒輪13與從動錐齒輪12嚙合傳動使空心軸6正轉(zhuǎn)，空心軸6驅(qū)動第一主動輪9、第二主動輪10同時正向轉(zhuǎn)動，第一主動輪9和第二主動輪10再分別通過第一履帶17和第二履帶18驅(qū)動第一從動輪8、第二從動輪11轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)第一履帶車輪組和第二履帶車輪組同步向前行駛，期間直角腿支架7不發(fā)生轉(zhuǎn)動。需要越障時，直流電機15停轉(zhuǎn)，步進電機1轉(zhuǎn)動，通過聯(lián)軸器2將動力傳遞給蝸桿4、蝸輪3，蝸輪3驅(qū)動實心軸5轉(zhuǎn)動，實心軸5驅(qū)動直角腿支架7翻轉(zhuǎn)，進而使直角腿支架7上的第一從動輪8、第二從動輪11同時向前轉(zhuǎn)動一定角度，從而實現(xiàn)第一履帶車輪組帶動第一履帶車輪組和第二履帶車輪組實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)越障功能。通過直流電機15和步進電機1的協(xié)調(diào)交替工作，直角腿支架7上的履帶車輪組可以完成平地行走和旋轉(zhuǎn)越障功能的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的行走機構(gòu)的直角腿示意圖如圖2所示，本發(fā)明的直角腿旋轉(zhuǎn)越障行走機構(gòu)的越障過程原理如圖3所示。

圖4為本發(fā)明的直角腿旋轉(zhuǎn)越障行走機構(gòu)組成越障車或機器人行走系統(tǒng)示意圖，在車架16上對稱配置四組或六組本發(fā)明的直角腿旋轉(zhuǎn)越障行走機構(gòu)，即可形成四輪履或六輪履復(fù)合越障車或機器人行走系統(tǒng)，具有較強的平地驅(qū)動行駛和越障能力。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種直角腿旋轉(zhuǎn)越障行走機構(gòu)，屬于機器人車輛行走技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明直角腿旋轉(zhuǎn)越障行走機構(gòu)包括車架、步進電動機、聯(lián)軸器、蝸輪蝸桿機構(gòu)、直流電機、行星減速器、錐齒輪傳動機構(gòu)、直角腿支架及履帶車輪組。其工作原理是：直流電機的動力通過行星減速器和錐齒輪傳動機構(gòu)傳遞給空心軸，并驅(qū)動空心軸上固連的第一主動輪和第二主動輪轉(zhuǎn)動，進而帶動履帶車輪組向前運動；當行走機構(gòu)收到越障信號后，直流電機停轉(zhuǎn)，步進電機的動力通過蝸輪蝸桿機構(gòu)傳遞給實心軸，并驅(qū)動實心軸上固連的直角腿支架轉(zhuǎn)動，進而使直角腿支架上的履帶車輪組發(fā)生翻轉(zhuǎn)。通過直流電機和步進電機的協(xié)調(diào)交替工作，直角腿支架上的履帶車輪組可以完成平地行走和越障功能，可應(yīng)用于越障車或機器人的行走系統(tǒng)中。

技術(shù)研發(fā)人員：汪永明;邵亞;韋強
受保護的技術(shù)使用者：安徽工業(yè)大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.17
技術(shù)公布日：2017.10.24