多足联动式箱型行走支撑机构结构设计

该结构主要面向狭小空间内的巡检、轻载物料转运场景设计，可搭载小型检测模块、轻量作业工具在平整硬质地面完成定距移动，替代人工进入存在安全隐患的封闭区域完成作业，比如厂区管廊下方的管线巡检、仓储货架底层的物料移位、设备夹层内的定点检测等场景，无需额外铺设轨道，依靠自身的多足联动结构完成步进移动，对地面平整度的容忍度高于常规轮式结构，遇到地面存在5mm以内的凸起、缝隙时不会出现卡滞问题。

从功能实现逻辑来看，该结构采用单侧三腿、双侧共六腿的对称布局，每侧的三个支撑腿通过同一根贯穿箱体侧壁的传动轴连接，传动轴上对应每个支撑腿的位置安装偏心轮盘，轮盘通过铰接连杆与支撑腿的中部铰接点连接，当传动轴转动时，偏心轮盘带动连杆做平面运动，驱动支撑腿绕下端与机架铰接的转轴做定角度摆动，配合支撑腿端部的橡胶防滑触头，实现交替抬升、前移、落地支撑的步进动作，双侧传动轴可通过箱体内部的传动副连接，由单台动力源驱动即可实现所有支撑腿的动作同步，避免出现步态错乱导致的侧翻问题。支撑腿上端的锥形橡胶触头一方面在落地时起到缓冲作用，吸收步进过程中的冲击，另一方面锥形结构可以在接触地面时自动找正，保证支撑腿与地面的接触面积稳定，不会出现局部应力过大压伤地面的问题。

设计过程中优先考虑了结构的紧凑性，将所有传动部件全部集成在封闭的箱型机架内部，机架采用钣金拼接结构，上下盖板通过螺栓与侧围框架连接，方便后期拆开维护内部的传动部件，同时封闭的箱体结构可以阻挡作业环境中的粉尘、碎屑进入传动间隙，降低日常维护的频次。机架的外形尺寸控制在长400mm、宽200mm、高150mm的范围内，不含支撑腿的主体部分高度仅150mm，可以顺利进入高度200mm以上的狭窄夹层空间，支撑腿完全伸出时的整体高度为350mm，可根据实际作业的空间高度调整偏心轮盘的偏心距，进而调整支撑腿的步幅与抬升高度，常规配置下步幅设置为30mm，抬升高度设置为10mm，移动速度控制在0.2m/s以内，保证移动过程的稳定性，搭载的负载重量不超过5kg即可保证步态稳定。

安装边界方面，机架顶部预留了均匀分布的螺栓安装孔，孔位按照标准的安装孔距设置，可以直接固定搭载的检测模块、电池组、控制板等部件，不需要额外打孔改装；支撑腿与机架的铰接位置采用自润滑轴承配合销轴连接，铰接点的位置公差控制在0.1mm以内，保证所有支撑腿的动作一致性，避免出现运动卡滞；双侧传动轴的伸出端预留了联轴器安装位，可以直接连接减速电机的输出轴，不需要额外设计转接结构。在结构强度校核阶段，对支撑腿、连杆、偏心轮盘等受力部件做了静力学仿真，在5kg额定负载下，所有部件的最大应力均低于材料屈服强度的30%，可以满足长期往复运动的疲劳强度要求，支撑腿端部的橡胶触头采用耐磨丁腈橡胶材质，在水泥地面、环氧地坪上长期摩擦也不会出现过快磨损的问题。

该结构没有采用复杂的控制算法来协调步态，完全依靠机械结构的联动实现稳定行走，相比多舵机独立控制的多足结构，故障率更低，控制逻辑更简单，不需要复杂的步态编程，只需要控制动力源的正反转即可实现前进、后退的动作，适合对可靠性要求较高、不需要复杂转向功能的直线移动作业场景，如果需要转向功能，也可以在箱体底部额外加装转向支撑轮，配合多足结构的抬升动作完成定点转向，拓展使用场景。