厚20mm的镂空长方体。该中心动力输入轴总长为1200mm，两端分别架设在固定于左齿轮箱10与右齿轮箱11上的轴承上。
[0077]操作人员通过踩中心轴脚踏板15，可以给中心轴沿机械传动方向的扭矩。该扭矩会使中心轴转动。从而完成动力输入的过程，即人体输出的机械能转化为四足步行机械结构的机械能。
[0078]当向步行机构运动方向踩踏脚踏板时，会给步行机械输入向前的动力。当向步行机构运动方向反向踩踏脚踏板时，会给步行机械输入向后的动力，从而使机械向后运动。
[0079]该中心动力输入轴包括并排的两组脚踏板，该设计使机械可以由单人操作，也可以由双人操作。
[0080]机构主体结构设计
[0081]如图4所示，机构主体长2000mm，宽1200mm，高300mm。左齿轮组设置于左齿轮箱10内，右齿轮组设置于右齿轮箱11内，左齿轮箱10和右齿轮箱11内均为两长700mm，宽300mm,高800mm的箱体。
[0082]机构主体结构为船型，其作用为在水浅处四足行走机构可由腿部杆件带动前进，且水流会从船体下方流过，不会发生倒灌现象。在水过深处可利用主体结构漂浮于水面，使被救援者身体脱离水面。
[0083]齿轮箱的作用为将操作者与船体传动装置相隔离，以防止由与误操作造成的误伤事故。
[0084]齿轮组设计
[0085]如图6所示，齿轮组共两组，左齿轮箱10和右齿轮箱11内各有一组。每一齿轮组内包括异形齿轮18、19、20、普通齿轮20与动力21。
[0086]异形齿轮大直径部分中心角为90度，小直径部分中心角为270度，大直径与小直径之比为3: I，大直径为420mm，小直径为140mm，当两个相同异形齿轮相啮合时，可以使被驱动齿轮大直径部分与小直径部分转动时间比为1:1。每一齿轮组内三个异形齿轮中心轴成顶角为120度的等腰三角形。
[0087]普通齿轮20的直径设为400mm，动力输入齿轮21的直径设为300mm。普通齿轮20与第一异形齿轮18固定在相同的中心轴上。动力输入齿轮21固定在曲柄机构两端。普通齿轮20与动力输入齿轮21的作用主要是增大传动比。
[0088]机构运转原理
[0089]当机械操动者踩动脚踏板15时，中心动力输入轴16随之转动，从而带动连接于其上的动力输入齿轮21，由于动力输入齿轮21与普通齿轮20相啮合，普通齿轮20随之转动。由于普通齿轮20与第一异形齿轮18连接于相同的轴上,第一异形齿轮18随之转动，由第一异形齿轮18与第二、第三异形齿轮17、19相啮合，第二、第三异形齿轮17、19随之转动。带动其异形齿轮的中心轴转动，从而带动固定于同轴上的动力输入杆件25转动。
[0090]动力输入齿轮21和普通齿轮20均采用圆柱齿轮。
[0091]动力输入杆件25的转动，导致腿部连杆机构完成周期运转，运转曲线如图8所示。
[0092]从而依靠人力的单自由度输入，我们可以完成对整体机械的动力输入。
[0093]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【主权项】
1.一种四足救援机器人，其特征在于，包括机构主体、动力输入装置以及四个腿部连杆机构，所述动力输入装置设置于机构主体内部，所述四个腿部连杆机构均布于机构主体外部的左右两侧，其中，每一个腿部连杆机构均与动力输入装置轴连接，所述动力输入装置通过人力驱动实现四个腿部连杆机构的运动。
2.根据权利要求1所述的四足救援机器人，其特征在于，所述动力输入装置包括:中心动力输入轴和齿轮组，所述中心动力输入轴径向设置于机构主体内部的中央，所述齿轮组为两个，分别为左齿轮组和右齿轮组，所述左齿轮组和右齿轮组分别连接在中心动力输入轴的两端，四个腿部连杆机构分别与对应一侧的齿轮组轴连接。
3.根据权利要求2所述的四足救援机器人，其特征在于，所述左齿轮组和右齿轮组均包括:第一异形齿轮、第二异形齿轮、第三异形齿轮、普通齿轮和动力输入齿轮，其中，所述普通齿轮和动力输入齿轮相啮合；所述第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮均包括大直径端和小直径端，第一异形齿轮的小直径端分别与第二异形齿轮和第三异形齿轮的大直径端相啮合；所述第一异形齿轮的小直径端与普通齿轮轴连接，所述第二异形齿轮和第三异形齿轮的小直径端分别与对应的腿部连杆机构轴连接，所述动力输入齿轮与中心动力输入轴相连接。
4.根据权利要求3所述的四足救援机器人，其特征在于，第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮的大直径端的中心角分别为90度，第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮的小直径端的中心角分别为270度，大直径端与小直径端的直径之比为3: 1，当第二异形齿轮和第三异形齿轮相啮合时，第一异形齿轮的大直径端与小直径端转动时间比为I: 10
5.根据权利要求4所述的四足救援机器人，其特征在于，第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮的中心轴构成顶角为120度的等腰三角形。
6.根据权利要求3所述的四足救援机器人，其特征在于，所述中心动力输入轴包括:多个曲柄机构和脚踏板，所述脚踏板连接在相邻两个曲柄机构之间；位于两端的曲柄机构分别与左齿轮组和右齿轮组的动力输入齿轮相连接。
7.根据权利要求1所述的四足救援机器人，其特征在于，每一个腿部连杆机构均包括:多根腿部连杆机构杆件和一根动力输入杆件，所述多根腿部连杆机构杆件彼此拼接构成腿部连杆机构的主体,所述动力输入杆件的一端与腿部连杆机构的主体连接,所述动力输入杆件的另一端与动力输入装置相连接。
8.根据权利要求7所述的四足救援机器人，其特征在于，每一根腿部连杆机构杆件均采用中间光滑的螺杆，螺杆的两端分别为螺纹结构，相邻的螺杆之间通过螺栓和垫片固定。
9.根据权利要求1所述的四足救援机器人，其特征在于，所述机构主体采用船型结构。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的四足救援机器人，其特征在于，还包括如下任一个或任多个部件: -辅助把手，所述辅助把手设置于机构主体的左侧和/或右侧，并与对应的动力输入齿轮相连接； -座椅，所述座椅安装于机构主体内部的前端和/或后端； -左齿轮箱和右齿轮箱，所述左齿轮箱和右齿轮箱分别设置于机构主体内部的左右两侦牝左齿轮组和右齿轮组分别设置于左齿轮箱和右齿轮箱内。
【专利摘要】本发明公开了一种四足救援机器人，包括机构主体、动力输入装置以及四个腿部连杆机构，所述动力输入装置设置于机构主体内部，所述四个腿部连杆机构均布于机构主体外部的左右两侧，其中，每一个腿部连杆机构均与动力输入装置轴连接，所述动力输入装置通过人力驱动实现四个腿部连杆机构的运动。本发明整体框架为船形，使机器人对深水区域有较好的适应性，在浅水区域则利用连杆机构完成腿部支撑，并利用齿轮转动带动连杆运动、行走，同时非标准齿轮的设计以保证船体运行时的平稳。内置驱动轴，利用脚部力量可完成机器驱动；外带辅助把手，在驱动轴损坏时可利用手摇驱动，在不同环境下都有较好的适用性。
【IPC分类】B62D57-032
【公开号】CN104802874
【申请号】CN201410038254
【发明人】王一, 杨其帆, 徐庆龙, 郑刚, 梁庆华, 何其昌
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2014年1月26日