一种变拓扑腿机构四足平台的制作方法

本发明涉及一种变拓扑腿机构四足平台，具体的讲是一种高机动性腿机构步行平台；由共四组腿机构组合而成；每个腿机构由三个电机独立驱动，驱动其中一个电机而锁死另外两个电机实现步行功能；产生多样化足端轨迹，具有高地形适应性，可用于探测侦查的一种步行平台。

背景技术：

将闭式运动链应用于步行运载平台的腿机构，每个腿机构由三个独立的电机驱动。较开链腿机构而言，在相同的材质、外载和速度级别的条件下，闭链杆系理论上只承受拉、压载荷，多为典型的二力杆件，使得闭链腿机构总体具有良好的刚度和稳定性。

现有的山地运输以履带式和轮式为主，如中国专利cn205087046u“多功能履带式山地运输车”。与履带和轮式运输相比，腿式移动机构在自身结构和移动方式方面有一些独特的优势，包括：与地面以离散点接触，从而可以选择合适的落脚点来适应不同的路面；可以抬起膝部关节来跨越台阶、墙壁等竖直障碍；腿部的空间占用体积小，从而在通过灌木丛或瓦砾堆时不易被绊住或卡住。这些特点使得腿式移动机构更适合在各种恶劣的地面环境中工作，作为探测、运输或作战等的移动平台。

中国专利cn201457515u公开了“一种步行操纵的山地运输车”，它提出了一种步行操纵的山地运输车，在刚性车架之上由前往后依次安装有车箱、发动机、变速箱、方向架，车架之下的左右两边各安装有四个半轴，各半轴上通过轮毂刚性连接有钢质车轮，发动机通过传动皮带及动力离合器与变速箱联结，变速箱通过转向离合器提供左右两边车轮的独立驱动从而实现转向，转向离合控制器安装于方向架上。本专利采用的腿机构自重构设计方案提高了步行平台的机动性，大大提高了步行平台的地形适应性。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种变拓扑腿机构四足平台，相较于已有的腿式步行平台，丰富腿机构行走步态，在地形适应性，通过性上实现良好的提高。

本发明的技术方案：

一种变拓扑腿机构四足平台由四个完全相同的a、b、c、d组腿机构和车架组成；所述的a至d组腿机构和车架实现固定连接。

所述的一种变拓扑腿机构四足平台的a至d组腿机构分别安装三个驱动电机于髋部、膝部和踝部，并通过单电机驱动行走。

a组腿机构由a行走部，a第一驱动部，a第二驱动部和a第三驱动部组成。

b组腿机构与a组腿机构在杆件形状、机械结构以及装配方式上完全相同

c、d组腿机构分别和a、b组腿机构对称于平台两侧布置。

所述的a组腿机构的a行走部包括：a第一杆至a第十二杆，a轴承座，a轴承座垫板和a足端；a足端包括：a足连接块，a足。

本发明和已有技术相比具有的有益效果：

本发明利用闭式运动链应用于步行平台腿机构，在闭链腿第一至第三驱动中，驱动单个电机，同时锁死另外两个电机，实现腿机构在闭链四杆、六杆、八杆模式之间的转换，由此产生多样化的行走步态，在地形适应性方面相较于一般的单自由度单电机驱动腿机构有更好的表现，容易通过台阶、墙壁、灌木丛或瓦砾堆等障碍，可用于探测侦查、运载等领域。

附图说明

图1一种变拓扑腿机构四足平台的整体三维图；

图2车架的三维图；

图3腿机构的三维图；

图4腿机构行走部的三维图；

图5腿机构第一驱动部的三维图；

图6腿机构第二驱动部的三维图；

图7腿机构第三驱动部的三维图；

图8腿机构足端的三维图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示一种变拓扑腿机构四足平台由完全相同的a、b、c、d组腿机构a、b、c、d和车架e组成。所述的a至d组腿机构a、b、c、d和车架e实现固定连接。

如图2所示，车架e为不锈钢钢管架，通过开设安装孔分别实现与a至d组腿机构a、b、c、d的固定连接。

所述的一种变拓扑腿机构四足平台的a至d组腿机构a、b、c、d分别由三个电机独立驱动行走。

所述的a组腿机构a，如图3所示，由a行走部a-1，a第一驱动部a-2，a第二驱动部a-3，a第三驱动部组成。

b组腿机构b与a组腿机构a的杆件形状，机械结构以及装配方式完全相同。

c、d组腿机构c、d分别和a、b组腿机构a、b为镜像对称布置。

所述的a组腿机构a为闭链连杆机构，分别安装三个驱动电机于髋部、膝部和踝部。单个腿机构可通过单电机驱动行走，并由其他两个电机调节姿态。

如图4所示，a行走部a-1包括：a第一杆至a第十二杆a-1-1、a-1-2、a-1-3、a-1-4、a-1-5、a-1-6、a-1-7、a-1-8、a-1-11、a-1-12、a-1-13、a-1-14，a轴承座a-1-9，a轴承座垫板a-1-10和a足端a-1-15。

a行走部a-1中部件的连接方式为：两个a第三杆a-1-3、a第四杆a-1-4、a第五杆a-1-5、a第六杆a-1-6、a第八杆a-1-8、a第九杆a-1-11和a第十杆a-1-12均为三角形杆件，三个顶角位置布置安装孔。两个a第一杆a-1-1端部的安装孔分别与两个a第二杆a-1-2端部的安装孔通过装配轴实现转动连接。两个a第二杆a-1-2另一端的安装孔和两个a第三杆a-1-3一个顶角的安装孔通过装配轴实现转动连接。两个a第一杆a-1-1另一端的安装孔分别与a第九杆a-1-11、a第十杆a-1-12一个顶角的安装孔通过装配轴实现转动连接。a第九杆a-1-11、a第十杆a-1-12另一个顶角的安装孔和分别和两个a第三杆a-1-3另一个顶角的安装孔通过装配轴实现转动连接。两个a第三杆a-1-3第三顶角的安装孔和a第四杆a-1-4一个顶角的安装孔通过装配轴实现转动连接。a第九杆a-1-11、a第十杆a-1-12第三顶角的安装孔分别和两个a第十一杆a-1-13端部的安装孔通过装配轴实现转动连接。两个a第十一杆a-1-13另一端的安装孔分别和a第五杆a-1-5、a第六杆a-1-6一个顶角的安装孔通过装配轴实现转动连接。a第四杆a-1-4另一个顶角的安装孔分别和a第五杆a-1-5、a第六杆a-1-6另一个顶角的安装孔通过装配轴实现转动连接。两个a第七杆a-1-7端部的安装孔分别和a第五杆a-1-5、a第六杆a-1-6第三顶角的安装孔通过装配轴实现转动连接。两个a第七杆a-1-7另一端部的安装孔和a第八杆a-1-8一个顶角的安装孔通过装配轴实现转动连接。a第四杆a-1-4第三顶角的安装孔和两个a第十二杆a-1-14端部的安装孔通过装配轴实现转动连接。a第八杆a-1-8另一顶角的安装孔分别和两个a第十二杆a-1-14另一端部的安装孔通过装配轴实现转动连接。a第八杆a-1-8和a足端a-1-15通过安装孔实现固定连接。a轴承座a-1-9分别和两个a第一杆a-1-1另一端部的两个安装孔通过装配轴实现转动连接。a轴承座a-1-9和a轴承座垫板a-1-10通过开设安装孔实现固定连接。

如图5所示，a驱动部a-2包括：a第一电机a-2-1，a第一联轴器a-2-2，a第一输出轴a-2-3，a第一电机座a-2-4。a驱动部a-2中部件的连接方式为：a第一电机a-2-1的输出轴和a第一输出轴a-2-3通过a第一联轴器a-2-2实现固定连接；a第一电机a-2-1和a电机垫板a-2-4通过开设安装孔实现固定连接。

如图6所示，a第二驱动部(a-3)包括：a第二电机(a-3-1)，a第二输出轴(a-3-2)，a第二联轴器(a-3-3)，a第二电机座(a-3-4)。a第二驱动部(a-3)中部件的连接方式为：a第二电机(a-3-1)和a第二输出轴(a-3-2)通过a第二联轴器(a-3-3)实现固定连接；a第二电机(a-3-1、a-3-2)通过安装孔与a第二电机座(a-3-4)实现固定连接；a第二输出轴(a-3-2)通过装配轴与a第十一杆(a-1-13)实现固定连接。

如图7所示，a第三驱动部(a-4)包括：a第三电机(a-4-1)，a第三输出轴(a-4-2)，a第三联轴器(a-4-3)，a第三电机座(a-4-4)。a第三驱动部(a-4)中部件的连接方式为：a第三电机(a-4-1)和a第三输出轴(a-4-2)通过a第三联轴器(a-4-3)实现固定连接；a第三电机(a-4-1、a-4-2)通过安装孔与a第三电机座(a-4-4)实现固定连接；a第三输出轴(a-4-2)通过装配轴与a第七杆(a-1-7)实现固定连接。

如图8所示，a足端(a-1-15)包括：a足连接块(a-1-15-1)，a足(a-1-15-2)。a足端(a-1-15)中部件的连接方式为：a足连接块(a-1-15-1)和a足(a-1-15-2)通过安装孔实现固定连接；a足连接块(a-1-15-1)通过开设安装孔和a第八杆(a-1-8)实现固定连接。