一种能够用于轮腿式车辆悬架的分离接合机构

1.本发明涉及轮腿式车辆辅助装置技术领域，特别是涉及一种能够用于轮腿式车辆悬架的分离接合机构。


背景技术：

2.轮腿式车辆作为一种具有多运动模态的平台，其兼具轮式车辆的快速性和足式平台的高机动性，是一种新型的具有广阔应用前景的移动平台。在处于轮式运动时，轮腿式车辆会受到来自地面的冲击，这就要求轮腿式车辆需要缓冲、减振系统来消除路面冲击的影响，因而常见的轮式平台都会带有悬架系统；在处于腿式运动时，由于轮腿式车辆可以通过对电机进行柔顺控制，同时轮胎也具有一定的刚度，从而可以减小地面的反作用力，所以腿式运动的状态下对缓冲、减振系统要求较低。
3.现有的轮腿式移动平台大多没有减振系统或通过将弹簧或扭簧布置于髋关节与膝关节之间的方式来实现缓冲减振。例如：cn112519914a中的野外探测用轮腿式机器人，腿部包括支撑腿油缸、支撑腿和辅助轮，腿部采用液压驱动的方式，未设计减振系统；cn111846000a中的轮腿机器人腿部结构中，储能弹簧并联于大腿连杆和第二小腿传动连杆，通过这种形式进行缓冲减振。
4.没有减振系统的轮腿式移动平台在轮式运动时，地面的作用会对车体的稳定、平衡产生较大的冲击，使平台发生晃动、倾覆；采用弹簧布置于髋关节、膝关节之间的方案，在轮式运动下能够实现对地面冲击的缓冲，但当平台处于腿式运动时，弹簧会作为一种阻力元件，影响驱动系统对腿部关节的控制，从而造成能耗增加、控制精度不准等问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种能够用于轮腿式车辆悬架的分离接合机构，以解决上述现有技术存在的问题，实现了轮腿式车辆悬架分离与结合的主动控制，从而达到轮式运动悬架作用实现减振、腿式运动悬架不作用的目的。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.本发明提供一种能够用于轮腿式车辆悬架的分离接合机构，包括固定设置于大腿电机安装座外侧的电磁销，所述大腿电机安装座与轮腿式车辆的车体固定连接，所述大腿电机安装座一侧安装有大腿电机，所述大腿电机与活动设置于所述大腿电机安装座内的大腿上端部传动连接，所述大腿上端部内设置有悬架机构，所述悬架机构一侧与主动带轮的减振机构连接，所述主动带轮与小腿电机传动连接；所述大腿电机安装座和大腿上端部上均开设有多个沿轴向设置的第一长圆孔，所述电磁销下部设置有伸缩部，所述伸缩部末端能够依次穿过所述大腿电机安装座和大腿上端部的第一长圆孔，并与所述悬架机构的扭簧支撑座抵接，从而实现大腿电机安装座、大腿和扭簧支撑座三者的周向固定，大腿电机机械锁死，扭簧支撑座固定，此时与悬架机构连接的减振机构能够发挥减振作用。
8.可选的，所述伸缩部包括设置于所述电磁销底部的推杆，所述推杆末端安装有连
接块，所述连接块能够依次穿过所述大腿电机安装座和大腿上端部的第一长圆孔，并与所述悬架机构的扭簧支撑座抵接；所述推杆靠近所述连接块的一端与所述电磁销之间设置有弹性件。电磁销掉电时，推杆向下运动，弹性件伸张，在弹性件的辅助推力作用下，连接块末端与所述悬架机构的扭簧支撑座抵接，从而实现大腿电机安装座、大腿和扭簧支撑座三者的周向固定，大腿电机机械锁死，扭簧支撑座固定，此时与悬架机构连接的减振机构能够发挥减振作用；当电磁销通电时，推杆在电磁力的作用下反向运动，弹性件压缩，连接块从第一长圆孔中抽出，大腿电机安装座、大腿、扭簧支撑座三者的周向固定消失，大腿摆臂、大腿电机能够自由转动，减振机构随小腿电机转动。
9.可选的，所述弹性件为套设于所述推杆上的弹簧，所述推杆上设置有圆形凸缘，所述弹簧一端与所述圆形凸缘固定连接，另一端与所述电磁销固定连接，从而弹簧可以被圆形凸缘限位，圆形凸缘与推杆可以为一体成型结构，也可以为过盈配合的固定连接结构，从而圆形凸缘可以跟随推杆同步上下运动，进而带动弹簧压缩或伸张。
10.可选的，所述推杆末端开设有矩形凹槽，所述矩形凹槽的两侧壁上开设有沿所述推杆周向设置的第二长圆孔；所述连接块一端一体成型有连接板，所述连接板上开设有连接孔，所述连接板设置于所述矩形凹槽内，且所述连接板和所述推杆通过插入所述第二长圆孔和连接孔内的销子连接。第二长圆孔的设计有利于使连接块在一些情况下减少受力，延长连接块的使用寿命。
11.可选的，所述电磁销通过电磁销支架与所述大腿电机安装座固定连接；所述电磁销支架包括垂直设置的竖直板和水平板，所述竖直板底部与所述大腿电机安装座固定连接，所述水平板上开设有安装槽，所述电磁销固定设置于安装槽处。电磁销支架的竖截面为倒l型结构，其水平段位于第一长圆孔上方，从而便于电磁销固定和推杆与第一长圆孔的对正，避免电磁销倾斜。
12.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
13.本发明提供的能够用于轮腿式车辆悬架的分离接合机构，实现了轮腿式车辆悬架分离与结合的主动控制，从而达到轮式运动时悬架作用，能够实现对地面冲击的缓冲，实现减振，避免车体发生晃动、倾覆，腿式运动时悬架不作用，避免影响驱动系统对腿部关节的控制。电磁销通过电磁销支架与车体固定连接，其支架结构既使得电销与第一长圆孔对中性良好，同时又不会对关节处的运转产生干涉。第二长圆孔有利于使连接块在一些情况下减少受力，延长连接块的使用寿命。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明能够用于轮腿式车辆悬架的分离接合机构结构示意图；
16.图2为本发明能够用于轮腿式车辆悬架的分离接合机构的局部剖面图；
17.图3为本发明电磁销结构示意图；
18.图4为本发明电磁销爆炸图；
19.其中，100为能够用于轮腿式车辆悬架的分离接合机构、1为大腿电机安装座、2为电磁销、3为电磁销支架、301为竖直板、302为水平板、4为第一长圆孔、5为大腿电机、6为大腿上端部、7为悬架机构、8为扭簧支撑座、9为推杆、10为连接块、11为弹性件、12为圆形凸缘、13为矩形凹槽、14为第二长圆孔、15为连接板、16为销子。
具体实施方式
20.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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
21.本发明的目的是提供一种能够用于轮腿式车辆悬架的分离接合机构，以解决上述现有技术存在的问题，实现了轮腿式车辆悬架分离与结合的主动控制，从而达到轮式运动悬架作用实现减振、腿式运动悬架不作用的目的。
22.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
23.参考附图1
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附图4所示，本发明提供一种能够用于轮腿式车辆悬架的分离接合机构100，包括固定设置于大腿电机安装座1外侧的电磁销2，电磁销2通过电磁销支架3与大腿电机安装座1固定连接，大腿电机安装座上开设有多个沿轴向设置的第一长圆孔4；电磁销支架3包括垂直设置的竖直板301和水平板302，竖直板301底部与大腿电机安装座1固定连接，水平板302上开设有安装槽，电磁销2固定设置于安装槽处。电磁销支架3的竖截面为倒l型结构，其水平段位于第一长圆孔4上方，从而便于电磁销2固定和与第一长圆孔的对正，避免电磁销2倾斜。大腿电机安装座1与轮腿式车辆的车体固定连接，大腿电机安装座1一侧安装有大腿电机5，大腿电机5与活动设置于大腿电机安装座1内的大腿上端部6传动连接，本实施例中，大腿电机5与大腿采用直驱的传动形式，但本发明并不仅仅限制于此一种驱动形式，其他可以达到相同运动形式的传动形式也属于本发明保护范围；大腿上端部6上开设有多个沿轴向设置的第一长圆孔4，大腿上端部6内设置有悬架机构7，悬架机构7包括减振系统，悬架机构7一侧与主动带轮的减振机构连接，主动带轮与小腿电机传动连接；电磁销2下部设置有伸缩部，伸缩部末端能够依次穿过大腿电机安装座1和大腿上端部6的第一长圆孔4，并与悬架机构7的扭簧支撑座8抵接，从而实现大腿电机安装座1、大腿和扭簧支撑座8三者的周向固定，大腿电机5机械锁死，扭簧支撑座8固定，此时与悬架机构7连接的减振机构能够发挥减振作用。大腿电机安装座1、大腿的轴向运动由大腿电机安装螺栓等进行约束，扭簧支撑座8通过扭簧、耐磨套等部件与小腿电机相连。
24.具体的，伸缩部包括设置于电磁销2底部的推杆9，推杆9末端安装有连接块10，连接块10能够依次穿过大腿电机安装座1和大腿上端部6的第一长圆孔4，并与悬架机构7的扭簧支撑座8抵接，使得连接块10插入时周向固定，轴向不受力；推杆9靠近连接块10的一端与电磁销2之间设置有弹性件11。电磁销2掉电时，推杆9向下运动，弹性件11伸张，在弹性件11的辅助推力作用下，连接块10末端与悬架机构7的扭簧支撑座8抵接，从而实现大腿电机安装座1、大腿和扭簧支撑座8三者的周向固定，大腿电机5机械锁死，扭簧支撑座8固定，此时悬架机构7的减振系统能够发挥减振作用；当电磁销2通电时，推杆9在电磁力的作用下反向
运动，弹性件11压缩，连接块10从第一长圆孔4中抽出，大腿电机安装座1、大腿、扭簧支撑座8三者的周向固定消失，大腿摆臂、大腿电机5能够自由转动，减振机构随小腿电机转动。
25.于不同的实施例中，也可以不设置连接块10，仅仅将推杆9加长设计，从而利用加长后的推杆9末端与悬架机构的扭簧支撑座8抵接，从而实现大腿电机安装座1、大腿和扭簧支撑座8三者的周向固定。
26.弹性件11为套设于推杆9上的弹簧，推杆9上设置有圆形凸缘12，弹簧一端与圆形凸缘12固定连接，另一端与电磁销2固定连接，从而弹簧可以被圆形凸缘12限位，圆形凸缘12与推杆可以为一体成型结构，也可以为过盈配合的固定连接结构，从而圆形凸缘12可以跟随推杆9同步上下运动，进而带动弹簧压缩或伸张；同时，圆形凸缘12的具体形状并不仅仅限制于圆形，也可以为其他结构，只要其能起到连接和限制弹簧的作用即可。
27.推杆9末端开设有矩形凹槽13或者其他形状的凹槽均可，矩形凹槽13的两侧壁上开设有沿推杆周向设置的第二长圆孔14；连接块10一端设置有三角形结构的连接板15，连接块10可以与连接板15一体成型或者固定连接，或者连接块10上端设置为开设有连接孔的扁平状或楔形结构均可，从而使得连接块10能够与推杆9末端连接；连接板15上开设有连接孔，连接板15设置于矩形凹槽13内，且连接板15和推杆9通过插入第二长圆孔14和连接孔内的销子16连接。第二长圆孔14的设计有利于使连接块10在一些情况下减少受力，延长连接块10的使用寿命。
28.本发明工作原理为：大腿、小腿摆臂依靠各自电机控制转至某固定角度时，电磁销掉电，推杆9带动销子16和连接块10向下运动，弹簧在自身弹力的作用下伸长，进而带动连接块10插入大腿电机安装座1的第一长圆孔4、大腿上端的第一长圆孔4，并顶住扭簧支撑座8，大腿电机安装座1固定于车体上，从而实现大腿电机安装座1、大腿和扭簧支撑座8三者的周向固定，大腿电机5机械锁死，扭簧支撑座8固定，此时与悬架机构连接的减振机构能够发挥作用；实现对地面冲击的缓冲，实现减振，避免车体发生晃动、倾覆。电磁销2通电时，在电磁力的作用下，销子16向上运动，弹簧压缩，连接块10从第一长圆孔4中抽出，大腿电机安装座1、大腿、扭簧支撑座8三者的周向固定消失，大腿摆臂、大腿电机5能够自由转动，减振机构随小腿电机转动，从而避免影响驱动系统对腿部关节的控制。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。