本發(fā)明屬于機械自動化工程領(lǐng)域，具體地說是一種多驅(qū)動模式行走機構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、隨著人類對環(huán)境的開發(fā)和復雜任務(wù)的需求，可實現(xiàn)多種環(huán)境適應(yīng)的機構(gòu)逐漸得到廣泛的關(guān)注。具備在陸上和水上運動的能力,并且在水陸交界處的復雜環(huán)境中也能夠順利通行的機構(gòu),可以極大地拓展其工作范圍和執(zhí)行任務(wù)的能力。目前,可適應(yīng)多環(huán)境任務(wù)的機器人在資源探測、災(zāi)后救援、巡檢維修、軍事偵察等領(lǐng)域的應(yīng)用價值已經(jīng)得到了充分的論證。因此，多驅(qū)動模式行走機構(gòu)，既可以適應(yīng)陸地和水下的環(huán)境，同時還可以面對障礙、砂石等非結(jié)構(gòu)環(huán)境進行運動及任務(wù)執(zhí)行，具有重大的研究意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了能夠滿足機器人在不同環(huán)境下的任務(wù)作業(yè)需求，在不確定的非結(jié)構(gòu)環(huán)境下提高機器人的運動能力和環(huán)境適應(yīng)性，本發(fā)明的目的在于提供一種多驅(qū)動模式的行走機構(gòu)。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明包括密封殼體及運動模塊，其中密封殼體左右兩側(cè)的前后兩端均密封安裝有結(jié)構(gòu)相同的運動模塊，即所述密封殼體的右側(cè)分別密封安裝有右前運動模塊、右后運動模塊，所述密封殼體的左側(cè)分別密封安裝有左前運動模塊、左后運動模塊，通過所述右前運動模塊、右后運動模塊、左前運動模塊、左后運動模塊的運動和差速實現(xiàn)行走機構(gòu)的運動和轉(zhuǎn)向；所述運動模塊包括動力源、傳動模塊及多功能車輪，所述動力源安裝在密封殼體內(nèi)，所述動力源的輸出軸通過所述傳動模塊與多功能車輪相連；所述多功能車輪外輪廓包線為輪式結(jié)構(gòu)，由中心等距分出多條腿，每條所述腿的末端均形成足部結(jié)構(gòu)，且每條所述腿的外側(cè)面上設(shè)有履帶履齒，相鄰兩條所述腿之間連接有輻板。

4、其中：所述足部結(jié)構(gòu)為腿沿外輪廓包線向外延伸后截斷，斷面外擴形成正方形的足部，在所述行走機構(gòu)進行攀爬動作時通過足部結(jié)構(gòu)實現(xiàn)與被攀物體的大面積接觸。

5、所述履帶履齒由腿末端直至到達足部結(jié)構(gòu)的區(qū)域，所述履帶履齒的高度逐漸減小，實現(xiàn)整體外輪廓包線的圓整性。

6、所述輻板為螺旋槳葉片。

7、所述傳動模塊包括運動軸、軸承蓋、回轉(zhuǎn)錐齒輪、軸套、驅(qū)動錐齒輪、驅(qū)動軸承及固定架，所述固定架的底部與密封殼體固接，所述動力源安裝于固定架頂部的一側(cè)，所述固定架頂部的另一側(cè)內(nèi)嵌有驅(qū)動軸承，所述驅(qū)動錐齒輪通過驅(qū)動軸承轉(zhuǎn)動安裝于固定架上，并與所述動力源的輸出軸相連；所述運動軸轉(zhuǎn)動安裝于密封殼體上，所述運動軸上分別連接有隨運動軸旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)錐齒輪及多功能車輪，所述多功能車輪位于密封殼體的外部，所述回轉(zhuǎn)錐齒輪位于密封殼體的內(nèi)部，并與所述驅(qū)動錐齒輪相嚙合，實現(xiàn)動力的傳遞。

8、所述驅(qū)動軸承的內(nèi)環(huán)與驅(qū)動錐齒輪上的凸臺抵接，實現(xiàn)軸向定位，所述驅(qū)動軸承的內(nèi)孔與動力源的輸出軸通過鍵連接。

9、所述密封殼體的前后兩端分別安裝有連接軸承座，位于前端的所述連接軸承座與右前運動模塊中的運動軸及左前運動模塊中的運動軸旋轉(zhuǎn)連接，實現(xiàn)支撐作用，位于后端的所述連接軸承座與右后運動模塊中的運動軸及左后運動模塊中的運動軸旋轉(zhuǎn)連接，實現(xiàn)支撐作用。

10、所述運動軸的一端與連接軸承座內(nèi)的軸承轉(zhuǎn)動連接，所述運動軸依次穿過軸套、回轉(zhuǎn)錐齒輪及軸承蓋，并通過軸承與密封殼體轉(zhuǎn)動連接，所述運動軸的另一端與多功能車輪相連，將回轉(zhuǎn)錐齒輪產(chǎn)生的驅(qū)動力傳遞至多功能車輪上，所述軸套及軸承蓋用于連接軸承座內(nèi)的軸承及與密封殼體轉(zhuǎn)動的軸承軸向限位。

11、所述密封殼體分為頂蓋及底座，所述頂蓋及底座之間通過o型圈密封，所述右前運動模塊、右后運動模塊、左后運動模塊、左前運動模塊分別安裝于底座上，并分別與所述底座之間采用斯特封密封結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)行走機構(gòu)的整體密封。

12、本發(fā)明的優(yōu)點與積極效果為：

13、1.本發(fā)明環(huán)境適應(yīng)性強，可以實現(xiàn)在多地形、非結(jié)構(gòu)等應(yīng)用場景下的良好適應(yīng)性，并且可進一步拓展至水陸兩棲運動模式，結(jié)構(gòu)簡單，易于控制。

14、2.本發(fā)明可進行多種驅(qū)動模式的實現(xiàn)，集合了常規(guī)的輪式、履帶、腿足、槳及螺旋槳等多種運動模式的優(yōu)點，可根據(jù)實際作業(yè)場景，自動適應(yīng)水平面、障礙物、砂礫及水中等多種環(huán)境。

技術(shù)特征：

1.一種多驅(qū)動模式行走機構(gòu)，其特征在于：包括密封殼體及運動模塊，其中密封殼體左右兩側(cè)的前后兩端均密封安裝有結(jié)構(gòu)相同的運動模塊，即所述密封殼體的右側(cè)分別密封安裝有右前運動模塊(3)、右后運動模塊(4)，所述密封殼體的左側(cè)分別密封安裝有左前運動模塊(6)、左后運動模塊(5)，通過所述右前運動模塊(3)、右后運動模塊(4)、左前運動模塊(6)、左后運動模塊(5)的運動和差速實現(xiàn)行走機構(gòu)的運動和轉(zhuǎn)向；所述運動模塊包括動力源、傳動模塊(8)及多功能車輪(18)，所述動力源安裝在密封殼體內(nèi)，所述動力源的輸出軸通過所述傳動模塊(8)與多功能車輪(18)相連；所述多功能車輪(18)外輪廓包線為輪式結(jié)構(gòu)，由中心等距分出多條腿(19)，每條所述腿(19)的末端均形成足部結(jié)構(gòu)(20)，且每條所述腿(19)的外側(cè)面上設(shè)有履帶履齒(21)，相鄰兩條所述腿(19)之間連接有輻板(22)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多驅(qū)動模式行走機構(gòu)，其特征在于：所述足部結(jié)構(gòu)(20)為腿(19)沿外輪廓包線向外延伸后截斷，斷面外擴形成正方形的足部，在所述行走機構(gòu)進行攀爬動作時通過足部結(jié)構(gòu)(20)實現(xiàn)與被攀物體的大面積接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多驅(qū)動模式行走機構(gòu)，其特征在于：所述履帶履齒(21)由腿(19)末端直至到達足部結(jié)構(gòu)(20)的區(qū)域，所述履帶履齒(21)的高度逐漸減小，實現(xiàn)整體外輪廓包線的圓整性。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多驅(qū)動模式行走機構(gòu)，其特征在于：所述輻板(22)為螺旋槳葉片。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多驅(qū)動模式行走機構(gòu)，其特征在于：所述傳動模塊(8)包括運動軸(11)、軸承蓋(12)、回轉(zhuǎn)錐齒輪(13)、軸套(14)、驅(qū)動錐齒輪(15)、驅(qū)動軸承(16)及固定架(17)，所述固定架(17)的底部與密封殼體固接，所述動力源安裝于固定架(17)頂部的一側(cè)，所述固定架(17)頂部的另一側(cè)內(nèi)嵌有驅(qū)動軸承(16)，所述驅(qū)動錐齒輪(15)通過驅(qū)動軸承(16)轉(zhuǎn)動安裝于固定架(17)上，并與所述動力源的輸出軸相連；所述運動軸(11)轉(zhuǎn)動安裝于密封殼體上，所述運動軸(11)上分別連接有隨運動軸(11)旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)錐齒輪(13)及多功能車輪(18)，所述多功能車輪(18)位于密封殼體的外部，所述回轉(zhuǎn)錐齒輪(13)位于密封殼體的內(nèi)部，并與所述驅(qū)動錐齒輪(15)相嚙合，實現(xiàn)動力的傳遞。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多驅(qū)動模式行走機構(gòu)，其特征在于：所述驅(qū)動軸承(16)的內(nèi)環(huán)與驅(qū)動錐齒輪(15)上的凸臺抵接，實現(xiàn)軸向定位，所述驅(qū)動軸承(16)的內(nèi)孔與動力源的輸出軸通過鍵連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多驅(qū)動模式行走機構(gòu)，其特征在于：所述密封殼體的前后兩端分別安裝有連接軸承座(7)，位于前端的所述連接軸承座(7)與右前運動模塊(3)中的運動軸(11)及左前運動模塊(6)中的運動軸(11)旋轉(zhuǎn)連接，實現(xiàn)支撐作用，位于后端的所述連接軸承座(7)與右后運動模塊(4)中的運動軸(11)及左后運動模塊(5)中的運動軸(11)旋轉(zhuǎn)連接，實現(xiàn)支撐作用。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多驅(qū)動模式行走機構(gòu)，其特征在于：所述運動軸(11)的一端與連接軸承座(7)內(nèi)的軸承轉(zhuǎn)動連接，所述運動軸(11)依次穿過軸套(14)、回轉(zhuǎn)錐齒輪(13)及軸承蓋(12)，并通過軸承與密封殼體轉(zhuǎn)動連接，所述運動軸(11)的另一端與多功能車輪(18)相連，將回轉(zhuǎn)錐齒輪(13)產(chǎn)生的驅(qū)動力傳遞至多功能車輪(18)上，所述軸套(14)及軸承蓋(12)用于連接軸承座(7)內(nèi)的軸承及與密封殼體轉(zhuǎn)動的軸承軸向限位。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多驅(qū)動模式行走機構(gòu)，其特征在于：所述密封殼體分為頂蓋(1)及底座(2)，所述頂蓋(1)及底座(2)之間通過o型圈密封，所述右前運動模塊(3)、右后運動模塊(4)、左后運動模塊(5)、左前運動模塊(6)分別安裝于底座(2)上，并分別與所述底座(2)之間采用斯特封密封結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)行走機構(gòu)的整體密封。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于機械自動化工程領(lǐng)域，具體地說是一種多驅(qū)動模式行走機構(gòu)，運動模塊分別安裝在行走機構(gòu)底座的四個角上，每個運動模塊結(jié)構(gòu)相同，均包含有電機、減速器、傳動模塊和多功能車輪，左右兩側(cè)的前、后運動模塊之間分別通過連接軸承座實現(xiàn)支撐連接；多功能車輪安置于傳動模塊的輸出端，并可根據(jù)實際的運動場景實現(xiàn)環(huán)境適應(yīng)性強的多運動模式。本發(fā)明的多驅(qū)動模式行走機構(gòu)可以實現(xiàn)在多地形、非結(jié)構(gòu)等應(yīng)用場景下的良好適應(yīng)性，并且可進一步拓展至水陸兩棲運動模式；本發(fā)明集合了常規(guī)的輪式、履帶、腿足、槳及螺旋槳等多種運動模式的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)簡單，易于控制。

技術(shù)研發(fā)人員：王聰,鄭懷兵,劉銅,李斌,梁志達,劉春,劉啟宇
受保護的技術(shù)使用者：中國科學院沈陽自動化研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9