一种用于移动平台的机械腿的制作方法

专利2025-05-02  19


本发明属于移动载具,尤其是涉及一种用于移动平台的机械腿。


背景技术:

1、常见的移动平台装置多是通过轮子转动实现滑行的移动平台,这种轮式机构移动平台由于底盘较低,受外界环境影响较高,不适合应用在地面起伏大或具有较多障碍物等外界环境较复杂的场合,因此常见的轮式移动平台在很多应用场合将会受到限制。而机械腿式移动平台适应复杂环境能力较强,也可适用于不平整路面或具有较多障碍物的场合。

2、现有机械腿式移动平台方案多利用电机正反转切换的方式带动机械腿摆动,实现平台前进。但是电机正反转瞬间会产生较大的扭矩变化,这可能导致机械腿在运行过程中出现振动。频繁的正反转切换会对机械传动部件造成较大的冲击,加速这些部件的磨损。这可能导致机械腿的精度下降,需要更频繁地进行维护和更换零件,增加了使用成本和维护工作量。

3、因此急需一种用于移动平台的机械腿,以解决现有技术中的机械腿式移动平台方案利用电机正反转切换的方式带动机械腿摆动,实现平台前进,电机正反转瞬间产生扭矩变化,导致机械腿在运行过程中出现振动;频繁的正反转切换会对机械传动部件造成较大的冲击,加速部件磨损的问题。


技术实现思路

1、鉴于上述的分析,本发明旨在提供一种用于移动平台的机械腿,以解决现有技术中的机械腿式移动平台的电机正反转瞬间产生扭矩变化,导致机械腿在运行过程中出现振动;频繁的正反转切换会对机械传动部件造成较大的冲击,加速部件磨损的问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:

3、一种用于移动平台的机械腿,包括驱动单元、大腿单元和小腿单元,所述驱动单元能够与移动平台连接,所述大腿单元与所述驱动单元连接,所述小腿单元设置在所述大腿单元上;

4、所述驱动单元包括连接座、定位组件和驱动组件;

5、所述定位组件包括定位杆和定位杆轴,所述定位杆轴的一端与所述连接座转动连接,所述定位杆轴的另一端与所述定位杆的一端固定连接,所述定位杆的另一端与所述大腿单元转动连接,所述定位杆能够围绕所述定位杆轴转动,所述大腿单元能够围绕所述定位杆的端部转动,通过改变所述定位杆与移动平台之间的夹角,能够改变所述大腿单元与移动平台之间的距离,从而改变移动平台与地面之间的距离;

6、所述驱动组件包括第一电机、驱动杆和传动杆,所述第一电机设置在所述连接座上,所述驱动杆的一端与所述第一电机的输出轴固定连接,所述驱动杆的另一端与所述传动杆的一端转动连接,所述传动杆的另一端与所述大腿单元转动连接;

7、所述第一电机向同方向连续转动,能够带动所述驱动杆围绕所述第一电机的输出轴转动,进而带动所述传动杆做往复运动,并驱动所述大腿单元和所述小腿单元产生摆动,使移动平台移动。

8、进一步地,所述定位组件还包括第二电机、定位蜗杆和定位蜗轮,所述第二电机设置在所述连接座上,所述定位蜗杆与所述第二电机的输出轴连接,所述定位蜗轮套设在所述定位杆轴上;所述定位蜗杆能够与所述定位蜗轮连接,所述第二电机转动能够驱动所述定位蜗杆转动,所述定位蜗杆能够驱动所述定位蜗轮转动,并带动所述定位杆能够围绕所述定位杆轴转动,从而能够调整所述定位杆与移动平台之间的夹角。

9、进一步地,所述定位蜗杆与所述定位蜗轮之间能够自锁,在所述第二电机停止转动时,所述定位蜗轮无法转动,使所述定位杆与移动平台之间的夹角不变,从而能够固定所述大腿单元与移动平台之间的距离。

10、进一步地,所述大腿单元包括第一立杆、第二立杆、第一转轴杆和第二转轴杆,所述第一转轴杆两端分别与所述第一立杆和所述第二立杆固定连接,所述第二转轴杆的两端分别与所述第一立杆和所述第二立杆固定连接;所述第一转轴杆用于与所述定位杆转动连接,所述第二转轴杆用于与所述传动杆转动连接,所述第一立杆和所述第二立杆能够同时围绕所述第一转轴杆转动。

11、进一步地,所述小腿单元包括安装框、第三电机、第一齿轮、第二齿轮、螺杆和螺母,所述安装框的外壁分别与所述第一立杆和所述第二立杆固定连接,所述第三电机设置在所述安装框上,所述螺杆的一端与所述安装框转动连接,所述螺杆的另一端与所述螺母连接,所述第一齿轮套设在所述第三电机的输出轴上,所述第二齿轮套设在所述螺杆上;所述第三电机能够带动所述第一齿轮转动,并驱动所述第二齿轮转动,从而带动所述螺杆转动,并驱动所述螺母沿着所述小腿单元直线运动。

12、进一步地,所述小腿单元还包括第一套筒和第二套筒,所述第一套筒的一端与所述安装框连接,所述第一套筒的另一端能够与所述第二套筒连接,所述第二套筒的一端与所述螺母固定连接;所述螺母能够驱动所述第二套筒在所述第一套筒内沿着所述第一套筒滑动。

13、进一步地,伸缩腿组件还包括腿挂耳,所述腿挂耳设置在所述第二套筒上。

14、进一步地,还包括足单元,所述足单元包括接地块和足挂耳,所述足挂耳设置在所述接地块上,且所述足挂耳与所述腿挂耳铰接。

15、进一步地,还包括距离传感器,所述距离传感器设置在所述大腿单元上,所述距离传感器用于测量所述大腿单元与地面之间的距离。

16、进一步地,还包括缓冲单元,所述缓冲单元包括连接块、连接螺栓和缓冲弹簧,所述连接块用于与移动平台连接,所述连接块通过所述连接螺栓与所述连接座活动连接,所述缓冲弹簧套设在所述连接螺栓上,且所述缓冲弹簧的一端与所述连接块连接,所述缓冲弹簧的另一端与所述连接块所述连接座连接,所述缓冲弹簧用于保持所述连接块与所述连接座的分离状态。

17、与现有技术相比,本发明至少可实现如下有益效果之一:

18、(1)本发明机械腿的第一电机转动,能够带动驱动杆围绕第一电机的输出轴转动,并带动传动杆做往复运动;第一电机不需要进行正反转切换,不会频繁产生扭矩变化,避免机械腿出现振动和对机械传动部件造成的冲击,减缓部件磨损;

19、(2)本发明的定位杆能够围绕定位杆轴转动,大腿单元能够围绕定位杆的端部转动,通过改变定位杆与移动平台之间的夹角,能够改变大腿单元与移动平台之间的距离,从而改变移动平台与地面之间的距离,极大便利调整移动平台的通过性;

20、(3)本发明的定位蜗杆与定位蜗轮之间能够自锁,在第二电机停止转动时,定位蜗轮无法转动,确保定位杆与移动平台之间的夹角不变,从而能够固定大腿单元与移动平台之间的距离;

21、(4)本发明的第三电机能够带动第一齿轮转动,并驱动第二齿轮转动,从而带动螺杆转动,并驱动螺母沿着小腿单元直线运动,螺母能够驱动第二套筒在第一套筒内沿着第一套筒滑动,实现伸缩腿组件的伸缩变化;

22、(5)本发明的机械腿在向后摆动过程中,能够一直将小腿单元加长,但是大腿单元与地面的距离能够保持不变;机械腿在向前摆动过程中,能够一直将小腿单元缩短,但是大腿单元与地面的距离仍能够保持不变,移动平台向前进过程中始终不产生起伏变化,保持移动平台的平稳;

23、(6)本发明的机械腿摆动时,驱动单元能够压缩缓冲弹簧,缓冲弹簧能够缓冲驱动单元,防止将驱动单元的震动传递给移动平台,使移动平台的运行更加平稳。

24、本发明中,上述各技术方案之间可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的内容中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。


技术特征:

1.一种用于移动平台的机械腿,其特征在于,包括驱动单元(1)、大腿单元(2)和小腿单元(3),所述驱动单元(1)能够与移动平台连接,所述大腿单元(2)与所述驱动单元(1)连接,所述小腿单元(3)设置在所述大腿单元(2)上;

2.根据权利要求1所述的一种用于移动平台的机械腿,其特征在于,所述定位组件还包括第二电机(17)、定位蜗杆(18)和定位蜗轮(19),所述第二电机(17)设置在所述连接座(11)上,所述定位蜗杆(18)与所述第二电机(17)的输出轴连接,所述定位蜗轮(19)套设在所述定位杆轴(13)上;所述定位蜗杆(18)能够与所述定位蜗轮(19)连接,所述第二电机(17)转动能够驱动所述定位蜗杆(18)转动,所述定位蜗杆(18)能够驱动所述定位蜗轮(19)转动,并带动所述定位杆(12)能够围绕所述定位杆轴(13)转动,从而能够调整所述定位杆(12)与移动平台之间的夹角。

3.根据权利要求2所述的一种用于移动平台的机械腿,其特征在于,所述定位蜗杆(18)与所述定位蜗轮(19)之间能够自锁,在所述第二电机(17)停止转动时,所述定位蜗轮(19)无法转动,使所述定位杆(12)与移动平台之间的夹角不变,从而能够固定所述大腿单元(2)与移动平台之间的距离。

4.根据权利要求1所述的一种用于移动平台的机械腿,其特征在于,所述大腿单元(2)包括第一立杆(21)、第二立杆(22)、第一转轴杆(23)和第二转轴杆(24),所述第一转轴杆(23)的两端分别与所述第一立杆(21)和所述第二立杆(22)固定连接,所述第二转轴杆(24)的两端分别与所述第一立杆(21)和所述第二立杆(22)固定连接;所述第一转轴杆(23)用于与所述定位杆(12)转动连接,所述第二转轴杆(24)用于与所述传动杆(16)转动连接,所述第一立杆(21)和所述第二立杆(22)能够同时围绕所述第一转轴杆(23)转动。

5.根据权利要求4所述的一种用于移动平台的机械腿,其特征在于,所述小腿单元(3)包括安装框(31)、第三电机(32)、第一齿轮(33)、第二齿轮(34)、螺杆(35)和螺母(36),所述安装框(31)的外壁与所述第一立杆(21)和所述第二立杆(22)固定连接,所述第三电机(32)设置在所述安装框(31)上,所述螺杆(35)的一端与所述安装框(31)转动连接,所述螺杆(35)的另一端与所述螺母(36)连接,所述第一齿轮(33)套设在所述第三电机(32)的输出轴上,所述第二齿轮(34)套设在所述螺杆(35)上;所述第三电机(32)能够带动所述第一齿轮(33)转动,并驱动所述第二齿轮(34)转动,从而带动所述螺杆(35)转动,并驱动所述螺母(36)沿着所述小腿单元(3)直线运动。

6.根据权利要求5所述的一种用于移动平台的机械腿,其特征在于,所述小腿单元(3)还包括第一套筒(37)和第二套筒(38),所述第一套筒(37)的一端与所述安装框(31)连接,所述第一套筒(37)的另一端能够与所述第二套筒(38)连接,所述第二套筒(38)的一端与所述螺母(36)固定连接;所述螺母(36)能够驱动所述第二套筒(38)在所述第一套筒(37)内沿着所述第一套筒(37)滑动。

7.根据权利要求6所述的一种用于移动平台的机械腿,其特征在于,伸缩腿组件还包括腿挂耳(39),所述腿挂耳(39)设置在所述第二套筒(38)上。

8.根据权利要求7所述的一种用于移动平台的机械腿,其特征在于,还包括足单元(4),所述足单元(4)包括接地块(41)和足挂耳(42),所述足挂耳(42)设置在所述接地块(41)上,且所述足挂耳(42)与所述腿挂耳(39)铰接。

9.根据权利要求1所述的一种用于移动平台的机械腿,其特征在于,还包括距离传感器(5),所述距离传感器(5)设置在所述大腿单元(2)上,所述距离传感器(5)用于测量所述大腿单元(2)与地面之间的距离。

10.根据权利要求1所述的一种用于移动平台的机械腿,其特征在于,还包括缓冲单元(6),所述缓冲单元(6)包括连接块(61)、连接螺栓(62)和缓冲弹簧(63),所述连接块(61)用于与移动平台连接,所述连接块(61)通过所述连接螺栓(62)与所述连接座(11)活动连接,所述缓冲弹簧(63)套设在所述连接螺栓(62)上,且所述缓冲弹簧(63)的一端与所述连接块(61)连接,所述缓冲弹簧(63)的另一端与所述连接块(61)所述连接座(11)连接,所述缓冲弹簧(63)用于保持所述连接块(61)与所述连接座(11)的分离状态。


技术总结
本发明涉及一种用于移动平台的机械腿,属于移动载具技术领域,解决了现有技术中的机械腿式移动平台的电机正反转瞬间产生扭矩变化,导致机械腿在运行过程中出现振动,且频繁的正反转切换会对机械传动部件造成较大的冲击,加速部件磨损的问题。本发明包括驱动单元、大腿单元和小腿单元,所述驱动单元能够与移动平台连接,所述大腿单元与所述驱动单元连接,所述小腿单元设置在所述大腿单元上。本发明机械腿的第一电机转动,能够带动驱动杆围绕第一电机的输出轴转动,并带动传动杆做往复运动;第一电机不需要进行正反转切换,不会频繁产生扭矩变化。本发明能够避免机械腿出现振动和对机械传动部件造成的冲击,减缓部件磨损。

技术研发人员:徐建兵,吴爱军,管必萍,周江昕,王广利,卫思明,凤俊敏,顾艳,何文君,丁晟琪,苗雨阳
受保护的技术使用者:国网上海市电力公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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