一种跨障行走轮、行走机构及其控制行走机构跨障方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114771151A(43)申请公布日2022.07.22(21)申请号202210576753.1(22)申请日2022.05.25(71)申请人湖南科技大学地址411201湖南省湘潭市雨湖区石码头2号申请人湖南恒岳重钢钢结构工程有限公司(72)发明人宾光富董楚峰汪志能罗剑英刘衡潘阳佘承其稂亚军(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师王富强(51)Int.Cl.B60B19/02(2006.01)B62D57/028(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图11页(54)发明名称一种跨障行走轮、行走机构及其控制行走机构跨障方法(57)摘要本发明公开了一种跨障行走轮、行走机构及其控制行走机构跨障方法，属于行走式机械技术领域，其中跨障行走轮包括行走轮本体，行走轮本体内周向布设有若干道导向滑道，导向滑道沿行走轮本体的径向延伸并与外界相通，导向滑道内滑动连接有支撑腿，行走轮本体内设有控制支撑腿伸出导向滑道的控制机构，随支撑腿的伸出相邻两个支撑腿之间能够形成用于跨越障碍的跨障区域，本跨障行走轮提供了一种全新的跨越障碍的方式，在行走轮跨域障碍物时，相邻两个支撑腿所形成的跨障区域能够将障碍物容纳在其中，无需以障碍物为支撑点，直接横跨过障碍物，继而无需担心障碍物扎坏行走轮或卡在支撑腿之间，该跨障行走轮和行走机构可广泛应用于各种行走式机械。CN114771151ACN114771151A权利要求书1/2页1.一种跨障行走轮，其特征在于，包括行走轮本体，所述行走轮本体内周向布设有若干道导向滑道，所述导向滑道沿所述行走轮本体的径向延伸并与外界相通，所述导向滑道内滑动连接有支撑腿，所述行走轮本体内设有控制所述支撑腿伸出所述导向滑道的控制机构，随所述支撑腿的伸出相邻两个所述支撑腿之间能够形成用于跨越障碍的跨障区域。2.根据权利要求1所述的一种跨障行走轮，其特征在于，所述控制机构包括同轴转动连接在所述行走轮本体内部的驱动轮盘以及驱动所述驱动轮盘转动的转动装置，所述驱动轮盘的盘面上周向布设有若干道偏心滑槽，所述偏心滑槽内滑动连接有驱动滑块，所述驱动滑块与支撑腿铰接，所述行走轮本体上固定有驱动轴，所述驱动轮盘转动连接在所述驱动轴上。3.根据权利要求2所述的一种跨障行走轮，其特征在于，所述转动装置包括蜗轮蜗杆结构和固定在所述行走轮本体内的转动电机，所述蜗轮蜗杆结构中的蜗轮同轴固定在所述驱动轮盘上，所述驱动轴与所述蜗轮转动连接，所述蜗轮蜗杆结构中的蜗杆转动连接在所述行走轮本体内，且所述蜗杆的端头通过联轴器与所述转动电机的输出轴同轴连接。4.根据权利要求3所述的一种跨障行走轮，其特征在于，所述蜗杆的两端分别通过支撑环和蜗杆安装座转动连接在所述行走轮本体内，所述转动电机与所述蜗杆设有所述支撑环的一端连接。5.根据权利要求4所述的一种跨障行走轮，其特征在于，所述导向滑道为矩形滑道，所述支撑腿为与所述矩形滑道相匹配的矩形支杆，所述矩形支杆能够伸出所述矩形滑道一端的端面为圆弧形面。6.根据权利要求1‑5任意一项所述的一种跨障行走轮，其特征在于，所述跨障区域的长度为L需满足以下公式：2lmin≤L≤lmax+lmin其中，lmin为沿前进方向，所述跨障区域中靠前的支撑腿与障碍物最近的翻越距离；lmax为沿前进方向，所述跨障区域中靠前的支撑腿与障碍物最远的翻越距离；障碍物高度为H；支撑腿伸出长为l；行走轮本体的半径为R；θ为支撑腿与地面的夹角；w为两个支撑腿之间的夹角。7.一种行走机构，其特征在于，包括用于安装机器人本体的安装平台和如权利要求1‑6任意一项所述的一种跨障行走轮，两组所述行走轮本体分别转动连接在所述安装平台的两侧，所述安装平台的底部设有驱动所述行走轮本体转动的驱动机构。8.根据权利要求7所述的一种行走机构，其特征在于，同组内相邻的两个所述行走轮本体的所述导向滑道错位设置，所述安装平台对侧相邻的两个所述行走轮本体的所述导向滑道错位设置。9.一种行走机构跨障方法，用于控制权利要求8中所述的行走机构，其特征在于，包括2CN114771151A权利要求书2/2页以下步骤：首先，所述行走机构在支撑腿不伸出行走轮本体的姿态下驶入障碍物附近；然后，通过所述控制机构控制所有所述行走轮本体上的支撑腿伸出，此时需保证将要跨越障碍的那个行走轮本体中有两个所述支撑腿同时接触地面，然后形成双支撑式车轮，同组内相邻的所述行走轮本体中有一个所述支撑腿接触地面形成单支撑式车轮，然后双支撑式车轮对侧的所述行走轮本体形成单支撑式车轮，单支撑式车轮对侧的所述行走轮本体形成双支撑式车轮，所述双支撑式车轮的支撑腿伸出长度根据障碍物长度决定，单支撑式车轮伸出的长度需要保证安装平台保持水平状态；再然后，在跨越障碍物时，所