一种单电机双摆杆回转机构、星球车和移动方法技术

本发明专利技术提供了一种单电机双摆杆回转机构、星球车和移动方法，涉及航空航天技术领域。本发明专利技术所述的单电机双摆杆回转机构包括一电机、连接臂、旋转臂和车轮；所述连接臂中设置有固定轮和第一同步轮，所述第一同步轮与所述固定轮通过第一同步带连接，所述第一同步轮轴向的其中一端与所述连接臂枢接，另一端与旋转臂固定连接，所述车轮与所述旋转臂枢接；所述电机适于驱动所述连接臂绕所述固定轮转动，所述第一同步轮带动所述旋转臂转动。本发明专利技术所述的单电机双摆杆回转机构、星球车和移动方法使用一个电机驱动其中一个转动副，即可实现双摆杆的同步折叠或展开。

【技术实现步骤摘要】
一种单电机双摆杆回转机构、星球车和移动方法
本专利技术涉及航空航天
，特别涉及一种单电机双摆杆回转机构、星球车和移动方法。
技术介绍
星球车是完成外星体巡视任务的主体，星球车的活动范围直接影响到探测任务的成败。外星体的地形、地质和地表环境与地球相差很大，由于外星体大气环流、陨石撞击和物化作用导致土壤性质十分复杂。恶劣的行驶条件对传统星球车的移动系统提出挑战，星球车对行走能力的要求越来越高。尤其是当具有重要价值的探测目标分布在沙滩中和陡坡上时，星球车只能冒险尝试或是放弃一些探测目标。如果强行靠近目标，星球车将面临丧失行走能力的风险。传统的星球车的轮-步复合系统为多电机组合，且为轮腿式组合，重量大，星球车较为笨重。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种单电机双摆杆回转机构，针对多电机组合的轮-步复合系统进行改进。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种单电机双摆杆回转机构，包括：一电机、连接臂、旋转臂和车轮；所述连接臂中设置有固定轮和第一同步轮，所述第一同步轮与所述固定轮通过第一同步带连接，所述第一同步轮轴向的其中一端与所述连接臂枢接，另一端与所述旋转臂固定连接，所述车轮与所述旋转臂枢接；所述电机适于驱动所述连接臂绕所述固定轮转动，所述第一同步轮带动所述旋转臂转动。进一步地，所述单电机双摆杆回转机构还包括：第一行星齿轮机构，所述第一行星齿轮机构包括第一太阳轮、第一行星架和第一外齿圈，所述电机与所述第一太阳轮枢接；所述电机还适于驱动所述第一外齿圈带动所述连接臂绕所述固定轮转动。进一步地，单电机双摆杆回转机构还包括：第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二行星架和第二外齿圈，所述第二太阳轮与所述第一外齿圈枢接，所述连接臂与所述第二外齿圈枢接，所述第一外齿圈带动所述第二太阳轮转动，所述第二太阳轮带动所述第二外齿圈转动，所述第二外齿圈带动所述连接臂绕所述固定轮转动。进一步地，所述连接臂中还设置有所述第二同步轮和第三同步轮，所述第二同步轮的轴向的其中一端与第一行星架连接，所述第二同步轮和所述第三同步轮通过第二同步带车轮连接；所述旋转臂中设置有第四同步轮和第五同步轮，所述第四同步轮和所述第五同步轮通过第三同步带车轮连接，所述第四同步轮轴向的其中一端与所述第三同步轮的轴向的其中一端连接，所述第五同步轮轴向的其中一端与所述车轮连接；所述第一行星架转动带动所述第二同步轮转动，所述第二同步轮转动带动所述第三同步轮；所述第三同步轮转动带动所述第四同步轮转动，所述第四同步轮转动带动所述第五同步轮转动，所述第五同步轮带动所述车轮转动。进一步地，所述单电机双摆杆回转机构还包括：轮行制动器，所述轮行制动器固定安装于所述固定臂中，所述轮行制动器适于所述第一行星架的制动。进一步地，所述单电机双摆杆回转机构还包括：步行制动器，所述步行制动器与所述固定臂固定连接，所述步行制动器适于所述第二外齿圈的制动。进一步地，所述第二同步轮和所述第三同步轮的轴心之间的距离为d1，所述第四同步轮和所述第五同步轮的轴心之间的距离为d2，d1＝d2。进一步地，所述电机的输出轴、所述第一太阳轮、所述第二太阳轮、所述固定轮和所述第二同步轮同轴心。相对于现有技术，本专利技术所述的单电机双摆杆回转机构具有以下优势：本专利技术针对传统的多电机双摆杆机构，实现了通过一个电机带动两个摆杆同时转动的目的，通过一个所述电机实现了所述连接臂和所述旋转臂的旋转，结构设计巧妙；双摆杆的两个转动副用同步带传动，使用一个电机驱动其中一个转动副，实现双摆杆的同步折叠或展开。本专利技术另外提供一种星球车，针对传统的星球车上电机过多的问题进行改进。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种星球车，包括：车体和上述任一技术方案所述的单电机双摆杆回转机构，所述单电机双摆杆回转机构通过悬臂与所述车体连接。本专利技术所述的星球车通过单电机双摆杆回转机构实现了所述车体的步态行走，结构设计巧妙，避免了多电机的使用，节省了成本。在平坦路面时，采用轮式驱动，效率高，速度快；在斜坡等复杂路面或者轮子沉陷打滑时，电磁离合器切换行走方式为步态行走，提高星球车的通过性。本专利技术还提供一种星球车移动方法，针对传统的星球车步行打滑现象进行改进。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种星球车移动方法，所述星球车移动方法基于上述所述的星球车，所述单电机双摆杆回转机构有四个，其中车体前侧的两个所述单电机双摆杆回转机构分别为第一前臂和第二前臂，所述车体后侧的两个所述单电机双摆杆回转机构分别为第一后臂和第二后臂，所述第一前臂和所述第一后臂位于同侧，所述第二前臂和所述第二后臂位于同侧，所述星球车移动方法包括：所述第一前臂和所述第二后臂执行第二动作，所述第二前臂和所述第一后臂执行第四动作，其中，所述第二动作为步行制动器脱开，同时轮行制动器脱开；所述第四动作为步行制动器制动，同时轮行制动器制动；当所述第一前臂和所述第二后臂执行所述第二动作运行到第二设定位置时，所述第二前臂和所述第一后臂执行所述第二动作，所述第一前臂和所述第二后臂执行所述第四动作；当所述第二前臂和所述第一后臂执行所述第二动作运行到第二设定位置时，所有所述单电机双摆杆回转机构同时执行所述第三动作；其中，所述第三动作为所述步行制动器脱开，同时所述轮行制动器制动；当所有所述单电机双摆杆回转机构同时执行所述第三动作到第三设定位置时，依次重复运转前述所有步骤，实现对角二步态行走。本专利技术所述的星球车移动方法通过不同移动指令的切换，使所述星球车切换不同的移动状态，在平坦路面时，采用轮式驱动，效率高，速度快；在斜坡等复杂路面或者轮子沉陷打滑时，电磁离合器切换行走方式为步态行走，提高火星车的通过性。对角二步态，先移送左前轮和右后轮，再移送右前轮和左后轮，然后移送车体，这种顺序适合于车辆处在坡面上，面向坡顶，坡度不大、两侧对应位置车轮法向载荷相差不大的情况。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例的单电机双摆杆回转机构的原理图；图2为本专利技术实施例的单电机双摆杆回转机构的轴测图；图3为本专利技术实施例的单电机双摆杆回转机构的剖视图；图4为本专利技术实施例的单电机双摆杆回转机构的内部轴测图；图5为本专利技术实施例的单电机双摆杆回转机构的另一视角的内部轴测图；图6为本专利技术实施例的星球车的结构示意图；图7为本专利技术实施例的星球车四步态移动方法流程图；图8为本专利技术实施例的星球车对角二步态移动方法流程图。附图标记说明：1-电机，2-轮行制动器，3-固定臂，4-第一行星齿轮机构，5-步行制动器，6-第二行星齿轮机构，7-连接臂，8-固定轮，9-第一同步带，10-第一同步轮，11-第二同步轮，12-第三同步轮，13-第二同步带，14-第四同步轮，15-第三同步带，16-第五同步轮，17-旋转臂，18-车轮，19-悬臂，20-车体，21-轮轴，22-张紧器，23-前轮，24-后轮。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，在本专利技术的实施例中所提到的文中所有的方向或位置关系为基于附图的位置关系，仅为了方便描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单电机双摆杆回转机构，其特征在于，包括：一电机(1)、连接臂(7)、旋转臂(17)和车轮(18)；所述连接臂(7)中设置有固定轮(8)和第一同步轮(10)，所述第一同步轮(10)与所述固定轮(8)通过第一同步带(9)连接，所述第一同步轮(10)轴向的其中一端与所述连接臂(7)枢接，另一端与所述旋转臂(17)固定连接，所述车轮(18)与所述旋转臂(17)枢接；所述电机(1)适于驱动所述连接臂(7)绕所述固定轮(8)转动，所述第一同步轮(10)带动所述旋转臂(17)转动。

【技术特征摘要】
1.一种单电机双摆杆回转机构，其特征在于，包括：一电机(1)、连接臂(7)、旋转臂(17)和车轮(18)；所述连接臂(7)中设置有固定轮(8)和第一同步轮(10)，所述第一同步轮(10)与所述固定轮(8)通过第一同步带(9)连接，所述第一同步轮(10)轴向的其中一端与所述连接臂(7)枢接，另一端与所述旋转臂(17)固定连接，所述车轮(18)与所述旋转臂(17)枢接；所述电机(1)适于驱动所述连接臂(7)绕所述固定轮(8)转动，所述第一同步轮(10)带动所述旋转臂(17)转动。2.根据权利要求1所述的单电机双摆杆回转机构，其特征在于，所述单电机双摆杆回转机构还包括：第一行星齿轮机构(4)，所述第一行星齿轮机构(4)包括第一太阳轮、第一行星架和第一外齿圈，所述电机(1)与所述第一太阳轮枢接；所述电机(1)还适于驱动所述第一外齿圈带动所述连接臂(7)绕所述固定轮(8)转动。3.根据权利要求2所述的单电机双摆杆回转机构，其特征在于，单电机双摆杆回转机构还包括：第二行星齿轮机构(6)，所述第二行星齿轮机构(6)包括第二太阳轮、第二行星架和第二外齿圈，所述第二太阳轮与所述第一外齿圈枢接，所述连接臂(7)与所述第二外齿圈枢接，所述第一外齿圈带动所述第二太阳轮转动，所述第二太阳轮带动所述第二外齿圈转动，所述第二外齿圈带动所述连接臂(7)绕所述固定轮(8)转动。4.根据权利要求3所述的单电机双摆杆回转机构，其特征在于，所述连接臂(7)中还设置有所述第二同步轮(11)和第三同步轮(12)，所述第二同步轮(11)的轴向的其中一端与第一行星架连接，所述第二同步轮(11)和所述第三同步轮(12)通过第二同步带(13)连接；所述旋转臂(17)中设置有第四同步轮(14)和第五同步轮(16)，所述第四同步轮(14)和所述第五同步轮(16)通过第三同步带(15)连接，所述第四同步轮(14)轴向的其中一端与所述第三同步轮(12)的轴向的其中一端连接，所述第五同步轮(16)轴向的其中一端与所述车轮(18)连接；所述第一行星架转动带动所述第二同步轮(11)转动，所述第二同步轮(11)转动带动所述第三同步轮(12)；所述第三同步轮(12)转动带动所述第四同步轮(14)转动，所述第四同步轮(14)转动带动所述第五同步轮(16)转动，所述第五同步轮(16)带动所述车轮(18)转动。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：高海波，刘振，郑军强，于海涛，邓宗全，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23