行走机构、机器人和车辆

摘要

本发明公开了一种行走机构、机器人和车辆。行走机构包括轮架、至少三个行进轮、行走驱动机构和行走传动机构。其中，轮架具有中心轴和绕中心轴分布的至少三个行进轮安装部。至少三个行进轮对应安装于至少三个行进轮安装部上。行走传动机构包括中心传动件、至少三个行走链条和至少三个行星链轮，中心传动件与行走驱动机构驱动连接，且中心传动件通过至少三个行走链条对应带动至少三个行星链轮绕各自的轴线转动，至少三个行星链轮与至少三个行进轮的轮轴对应地驱动连接。本发明的行走机构的至少三个行星链轮分别由对应的至少三个行走链条独立驱动，可提高行走机构的动力输出的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种行走机构、机器人和车辆。

背景技术

现阶段，三角星型轮式结构的无人平台具有较强的越障和越壕能力，非常适合应用在灾害救援等复杂危险环境下。在发明人了解到的相关技术中，无人平台的链式传动机构一般采用单根链条来同时带动三个行星链轮的传动方式，由于只有单根链条，那如果链条发生断裂，则整个轮系失去动力。而且单根链条长度较长，链条在一定时间段内使用后伸长量会相应较长，容易发生跳齿问题，影响机构的传动可靠性。

在此需要说明的是，该背景技术部分的陈述仅提供与本发明有关的背景技术，并不必然构成现有技术。

发明内容

本发明提供一种行走机构、机器人和车辆，以提高行走机构的动力输出的可靠性。

本发明第一方面提供一种行走机构，包括：

轮架，具有中心轴和绕中心轴分布的至少三个行进轮安装部；

至少三个行进轮，对应安装于至少三个行进轮安装部上；

行走驱动机构；和

行走传动机构，包括中心传动件、至少三个行走链条和至少三个行星链轮，中心传动件与行走驱动机构驱动连接，且中心传动件通过至少三个行走链条对应带动至少三个行星链轮绕各自的轴线转动，至少三个行星链轮与至少三个行进轮的轮轴对应地驱动连接。

在一些实施例中，中心传动件包括中心太阳轮以及绕中心太阳轮分布的至少三个复合链轮，复合链轮包括与中心太阳轮齿轮啮合的齿轮部以及与齿轮部同轴设置的链轮部，至少三个行走链条对应连接至少三个复合链轮的链轮部和至少三个行星链轮。

在一些实施例中，行走机构还包括分配架，分配架固定连接在轮架上，且三个复合链轮均匀分布于分配架上且可转动地连接于分配架上。

在一些实施例中，中心传动件包括中心链轮，中心链轮包括在轴向上间隔并排设置的至少三排链齿，至少三排链齿分别通过至少三个行走链条与至少三个行星链轮对应连接。

在一些实施例中，至少三排链齿中的每排链齿的中心面与对应的行星链轮的中心面对齐。

在一些实施例中，行走传动机构还包括行星减速机，行星减速机包括太阳轮、行星轮和行星架，行走驱动机构的输出轴与太阳轮连接，行星架与中心传动件连接。

在一些实施例中，还包括平衡臂，平衡臂包括与轮架可转动地连接的筒部，行走驱动机构设置于筒部内。

本发明第二方面提供一种机器人，包括上述行走机构。

本发明第三方面提供一种车辆，包括上述行走机构。

基于本发明提供的各方面，行走机构包括轮架、至少三个行进轮、行走驱动机构和行走传动机构。其中，轮架具有中心轴和绕中心轴分布的至少三个行进轮安装部。至少三个行进轮对应安装于至少三个行进轮安装部上。行走传动机构包括中心传动件、至少三个行走链条和至少三个行星链轮，中心传动件与行走驱动机构驱动连接，且中心传动件通过至少三个行走链条对应带动至少三个行星链轮绕各自的轴线转动，至少三个行星链轮与至少三个行进轮的轮轴对应地驱动连接。本发明的行走机构的至少三个行星链轮分别由对应的至少三个行走链条独立驱动，若至少三个行走链条中有部分链条断裂，行走驱动机构的动力依然可以传递给部分行进轮，从而驱动车辆移动，与单根链条共同驱动多个行走链轮相比，可提高行走机构的动力输出的可靠性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的行走机构的结构示意图；

图2为图1所示的行走机构的部分结构示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

参考图1，在一些实施例中，行走机构包括轮架2、至少三个行进轮3、行走驱动机构和行走传动机构。其中，轮架2具有中心轴和绕中心轴分布的至少三个行进轮安装部。至少三个行进轮3对应安装于至少三个行进轮安装部上。行走传动机构包括中心传动件、至少三个行走链条5和至少三个行星链轮4，中心传动件与行走驱动机构驱动连接，且中心传动件通过至少三个行走链条5对应带动至少三个行星链轮4绕各自的轴线转动，至少三个行星链轮4与至少三个行进轮3的轮轴对应地驱动连接。

该行走机构的至少三个行星链轮4分别由对应的至少三个行走链条5独立驱动，若至少三个行走链条5中有部分链条断裂，行走驱动机构的动力依然可以传递给部分行进轮，从而驱动车辆移动，与单根链条共同驱动多个行走链轮相比，可提高行走机构的动力输出的可靠性。

发明人发现在单根链条的行走机构中，一般需要设置两个张紧链轮，分别安装在轮架的三角星型的两边线交点位置，其一方面起到张紧单根链条的作用，另一方面可改变单根链条的走向。使单根链条的投影面都分布在轮架的三角星型平板内部，以防止在越障和越壕时，单根链条与障碍物干涉。但是这样存在一个问题，张紧链轮处的受力集中且较大，使得张紧链轮容易损坏。本发明实施例采用至少三个行走链条分别驱动三个行走轮的方式，各个部件之间受力较均衡，避免个别部件产生损坏。而且采用单根链条，其具有张紧段和松开段，由于单跟链条的长度很长使得相应的松开段也非常长，可能会影响到行走机构的正常运行。本实施例的行走链条均分布在轮架内部，不会影响到行走轮的正常行走。

在一些实施例中，参考图1和图2，中心传动件包括中心太阳轮9以及绕中心太阳轮9分布的至少三个复合链轮6。复合链轮6包括与中心太阳轮9齿轮啮合的齿轮部以及与齿轮部同轴设置的链轮部。至少三个行走链条5对应连接至少三个复合链轮6的链轮部和至少三个行星链轮4。

具体地，中心太阳轮9的中心与轮架2的中心轴同轴设置。至少三个复合链轮6沿周向均匀分布在中心太阳轮9的周围。每个复合链轮均包括齿轮部和链轮部，其中如图1所示，齿轮部和链轮部同轴设置，且齿轮部位于下侧以与中心太阳轮9齿轮啮合，链轮部位于上侧以与行走链条5配合以通过行走链条5带动相应的行星链轮4转动。这样使得每个行星链轮4的链条驱动均是独立设置的，互相不影响。

在一些实施例中，复合链轮6的中心、与之对应的行星链轮4的中心以及轮架2的中心在同一条直线上。

在一些实施例中，行走机构还包括分配架10。分配架10固定连接在轮架2上，且至少三个复合链轮6可转动地连接于分配架10上。具体地，分配架10上固定设置有至少三个转轴，至少三个复合链轮6分别对应安装在至少三个转轴上，例如，可通过轴承进行转动副的铰接。

在一些实施例中，行走传动机构还包括行星减速机8。行星减速机8包括太阳轮、行星轮和行星架。行走驱动机构的输出轴与太阳轮连接，行星架与中心传动件连接。行走驱动机构的输出轴与太阳轮连接，动力经行走驱动机构的输出轴传递给行星减速机的太阳轮，太阳轮将动力经行星轮传递给行星架上。行星架与中心传动件的中心太阳轮9连接，从而将动力传递给中心太阳轮。中心太阳轮9与至少三个复合链轮6上的齿轮部进行啮合并将动力传递给复合链轮6的链轮部上。

在一些实施例中，参考图1和图2，行走传动机构还包括平衡臂1。平衡臂1包括与轮架2可转动地连接的筒部。行走驱动机构设置于筒部内。

具体如图2所示，行走驱动机构为行走电机7，行走电机7固定设置在筒部内。

在另一些附图未示出的实施例中，中心传动件包括中心链轮。中心链轮包括在轴向上间隔并排设置的至少三排链齿。至少三排链齿分别通过至少三个行走链条5与至少三个行星链轮4对应连接。动力由行走电机7传递给行星减速机8，经行星减速机8的行星架减速增扭后直接传递给中心链轮，再由中心链轮上的三组并排链齿通过三根链条传递给三个行星链轮，最终将动力传递给行进轮驱动车辆移动。

在一些实施例中，至少三排链齿中的每排链齿的中心面与对应的行星链轮的中心面对齐。

本发明实施例还提供一种机器人，包括上述各实施例的行走机构。机器人可以是越障机器人。

具体地，在本实施例中，机器人为无人平台。

本发明实施例还提供一种车辆，包括上述各实施例的行走机构。

下面根据图1和图2对本发明一具体实施例的行走机构的结构进行详细说明。

如图1和图2所示，本实施例的行走机构包括平衡臂1、轮架2、三个行进轮3、三个行星链轮4、三个行走链条5、三个复合链轮6、行走电机7、行星减速机8、中心太阳轮9以及分配架10。

如图1所示，轮架2包括绕中心轴分布的三个行进轮安装部。三个行进轮3对应安装在三个行进轮安装部上。

平衡臂1包括与轮架2同轴设置的筒部以及垂直于筒部并向一侧延伸的臂部，筒部可转动地连接在轮架2上。行走电机7通过螺栓固定连接在筒部内。其中，筒部为圆形。

行走电机的输出端与行星减速机8的太阳轮通过花键固连，动力经行走电机7的输出端传递给行星减速机8的太阳轮。行星减速机8的太阳轮将动力经行星减速机8的行星轮传递给行星减速机8的行星架上。行星减速机8的行星架与中心太阳轮9采用花键固连，从而将动力传递给中心太阳轮9。

分配架10通过螺栓固定连接到轮架2上。分配架10上设置有三个转轴，三个复合链轮6分别安装在三个转轴上，复合链轮6和转轴之间通过轴承进行转动副铰接。

复合链轮6包括同轴设置的齿轮部和链轮部。其中齿轮部与中心太阳轮9齿轮啮合，从而将动力分别传递给三个复合链轮6的链轮部上。三个复合链轮6的链轮部通过三根行走链条5分别与距离最短的三个行星链轮4进行链传动，复合链轮6的中心、与之链传动的行星链轮4的中心以及轮架2的中心在同一条直线上。

行星链轮4与行进轮3上的传动轴进行花键固连，从而将动力最终传递给行进轮3以驱动车辆移动。

综上可知，本实施例的行走机构采用三根独立的链条分别驱动三组行进轮。若有一根或两根链条断裂，动力依然可以传递给行进轮，从而驱动车辆移动，因此本实施例的行走机构具有行走冗余性，改善单根链条传动时，链条破断而使得动力无法输出的难题。

而且，采用三根独立的链条，可有效缩短链条长度和中心距，增大链轮包角，解决单根链条包角过小，易跳齿的问题，提高链传动机构的可靠性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。