一种面向林区复合式腿履移动平台的单腿结构，属于农林机械领域。该装结构履带式移动模块由履带框架、履带承重轮支架、履带驱动轮支架、履带导向轮支架、驱动轮、承重轮、导向轮、履带驱动轴；履带框架支撑并连接支撑轮支架、驱动轮支架、导向轮支架组成；足式移动模块由大腿模块、髋关节模块、小腿模块组成。其中足式运动模块主要应用于越障与崎岖路面，这两种路况在林区中较为普遍，林区障碍物多为倒木，足式运动模式可以通过静步态高效安全跨越倒木障碍物，在崎岖路面上通过足部内部力传感器检测出可靠安全的立足点，保证工作可靠性；履带式运动模块主要应用于泥淖路面、落叶腐植路面与结构化路面，履带式运动模式可以防止行走机构出现滑转与下陷，导致机构工作效率降低，能耗激增，符合实际需求。符合实际需求。符合实际需求。
【技术实现步骤摘要】
一种面向林区复合式腿履移动平台的单腿结构
[0001]本技术涉及一种面向林区复合式腿履移动平台的单腿结构，属于农林机械领域。
技术介绍
[0002]林业林区建设需要迫切引入先进技术来实现林业现代化，解放生产力，产生了面向林区的移动平台。
[0003]对于林区建设与维护，主要包括：林区土壤采样、林区环境监测、林区安全巡护及森林防火等，目前多由巡林员与科研人员完成。他们通常需要穿着专业服饰，携带各种测量设备，徒步穿越林区各种复杂地形，巡林员需要进行经年累月的专业培训，同时要注射森林脑炎疫苗等。因此，为了提高林区建设与维护效率，研究人员便开始研究替代人工作业的面向林区的移动平台。
[0004]移动平台有轮式、足式、履带式、轮腿复合式等，轮式移动平台可以快速通过结构化路面，但在林区泥淖路面土体下陷会影响轮式工作效率；足式移动平台可以快速越障，但在结构化路面上移动效率极低；轮腿复合式移动平台会相互累赘，拉低整体效率。而复合式腿履移动平台的单腿，由于其将大腿模块与履带模块相复合，足式运动时履带模块并不会成为负担，大大降低了整个移动平台的质量。
技术实现思路
[0005]本技术的目的是设计一种面向林区复合式腿履移动平台的单腿结构。
[0006]通过足式运动模式与履带式运动模式相互切换，使得移动平台可以在林区各种复杂的非结构化地形上通过，进而完成既定作业。该结构在很大程度上减轻了林区维护人员的体力劳动并保障了人的安全，与传统人力作业相比有着显著的优势，具有较为广阔的市场前景。
[0007]一种面向林区复合式腿履移动平台的单腿结构，其特征在于包括履带式移动模块、足式移动模块和柔性足底。其中足式移动模块的大腿部分通过与履带模块高度复合化后，实现大腿履带化。履带的行走支架结构将成为大腿部件框架，其中纵向履带裙板构成大腿纵向支撑构架，履带行走支架横向连接板将两块履带裙板上端相连接；履带承重轮支架与导向轮支架将履带裙板下端相连接，支架既承受力与支撑其上的履带轮，又固结两块履带裙板。足式运动模式时大腿结构通过大腿轴与髋关节部分相连接，大腿轴也在电机驱动下带动大腿及大腿上的膝关节、小腿等结构做正摆运动。上述履带化大腿在履带运动模式下支撑整个躯体与负载；在足式运动模式下，支撑相时支撑躯体与负载，摆动相时带动小腿摆动。
[0008]履带化大腿模块与小腿模块通过膝关节电机与电机支架相连接，在履带裙摆外侧固定膝关节电机支架，支架之上固定有膝关节电机，电机通过电机与膝关节侧板连接结构相连接。膝关节侧板另一侧套在轴承上绕电机支架转动，两块膝关节侧板通过膝关节底板
相固结。膝关节底板与小腿部分相连接，小腿与膝关节底板之间通过法兰接口相连接，小腿下端为小腿与足端部件连接件。
[0009]足部模块通过小腿与足端部件连接件与小腿相连接，足部模块分为足部主题结构与柔性足底；足部主体结构为空心圆柱状结构，其中可以加装压力传感器，时时采集足端接触力数据。足部主题结构下为柔性足底，柔性足底可以有效保护足部主题结构内部的传感器，吸收硬碰撞时产生的冲击，同时足底部分增大足部接触面的摩擦力，防止足式运动时足底打滑。
[0010]本技术是一种面向林区复合式腿履移动平台的单腿结构。结构上以履带框架化模块代替了大腿模块，使得腿履复合化程度大大提高，极大简化了整体结构。原理上利用关节电机作为系统的动力源和作业执行装置。通过关节电机驱动小腿模块、大腿模块和履带模块执行既定作业。
附图说明
[0011]图1复合式腿履结构样机结构示意图；
[0012]图2履带化大腿结构示意图；
[0013]图3小腿及足底结构示意图；
具体实施方式
[0014]以下结合附图对本技术的一种面向林区复合式腿履移动平台的单腿结构的具体技术方案进行描述。
[0015]图1为复合式腿履结构样机结构示意图。大腿轴1带动大腿2及小腿4绕大腿轴1做正摆运动，大腿轴1和大腿2结构的回转中心重合，不产生额外偏心距；大腿轴1与大腿侧板1(见说明书附图2)外侧固结，传递转矩并承受弯矩。大腿轴1为空心轴，内部为履带驱动轮输入轴5，履带驱动轮输入轴5为实心轴，履带驱动轮驱动轴5通过涨紧套与驱动轮3(见说明书附图2)相结合，履带驱动轮输入轴1驱动履带驱动轮3(见说明书附图2)带动履带结构运动；履带导向轮5(见说明书附图2)一方面张紧履带结构，另一方面改变履带转动方向。膝关节一侧侧板5(见说明书附图3)与膝关节电机7(见说明书附图3)相连接，另一侧侧板套在轴承9(见说明书附图3)上，随同转动；两块膝关节侧板5(见说明书附图3)通过膝关节底板4(见说明书附图3)相连接膝关节3通过膝关节电机支架6(见说明书附图3)与大腿结构2相连接，膝关节电机支架6(见说明书附图3)与大腿轴1对侧大腿侧板1(见说明书附图2)相固结，膝关节电机7(见说明书附图3)安装在电机支架6(见说明书附图3)上，带动膝关节侧板5(见说明书附图3)转动进而使得小腿4与膝关节3绕大腿2转动。柔性足底1(见说明书附图3)安装在足部主体2(见说明书附图3)上，足部主题结构2(见说明书附图3)又通过法兰连接于小腿3(见说明书附图3)上。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向林区复合式腿履移动平台的单腿结构，其特征在于包括履带移动模块、足式移动模块和柔性足底；其中履带式移动模块包括履带框架、履带承重轮支架、履带驱动轮支架、履带导向轮支架、驱动轮、承重轮、导向轮、履带驱动轴；履带框架支撑并连接支撑轮支架、驱动轮支架、导向轮支架；履带承重轮支架由合金基体与轴承组装而成，支撑承重轮，同时间接承受地面反支力；履带驱动轮支架由合金基体与轴承组装而成，固定履带驱动轮，同时支撑驱动轮减轻履带驱动轴径向力；履带导向轮支架支撑导向轮，同时间接承受履带正压力；驱动轮接收履带驱动轴传递的转矩并传给履带；承重轮在以履带模块运动时支撑整个运动平台；导向轮撑起履带并防止履带在运动是跑偏；足式移动模块包括大腿模块、髋关节模块、小腿模块；大腿模块主体结构由履带框架构成，由髋关节模块引出的大腿模块驱动轴驱动大腿模块可以实现足式运动机构腿部...
【专利技术属性】
技术研发人员：王扬威，张铂轩，袁泽浩，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：新型
国别省市：
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