專利名稱：地形自適應(yīng)探測救援行走平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及行走裝置，具體為一種為救援機(jī)器人適應(yīng)復(fù)雜路面的地形自適應(yīng)探測 救援行走平臺。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)實(shí)生活中，由于疏忽或者不可抗因素，難免會造成一些小的事故或者是大的 災(zāi)難，在這些事故或?yàn)?zāi)難現(xiàn)場中，由于現(xiàn)場通常被破壞嚴(yán)重，人為搜救過程容易被中斷，導(dǎo) 致搜救活動(dòng)延遲，甚至還可能造成更多的傷亡，所以搜救過程通常需要機(jī)器人來輔助完成， 考慮到搜救過程的復(fù)雜性，通常要求救援機(jī)器人，能適應(yīng)多種復(fù)雜路面，且能根據(jù)不同路面 進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種地形自適應(yīng)探測救援行走平臺，以解決上 述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)地形自適應(yīng)探測救援行走平臺，主要包括動(dòng)力輸出部分和電子控制部分，其中動(dòng) 力輸出部分通過兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)安裝在機(jī)構(gòu)前部，兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)中功率 較小的一個(gè)連接前端轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，功率較大的一個(gè)連接后輪裝置，其中整個(gè)地形自適應(yīng)探測 救援行走平臺為四面，每面都有輪式結(jié)構(gòu)。此地形自適應(yīng)探測救援行走平臺特點(diǎn)為只用一套動(dòng)力裝置或一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 四個(gè)面行走，而且總是著地面被驅(qū)動(dòng)來行走，用一個(gè)球腔結(jié)構(gòu)來完成重力感應(yīng)，球腔結(jié)構(gòu)內(nèi) 部有一鋼球，可以在球腔內(nèi)的四個(gè)內(nèi)槽內(nèi)活動(dòng)，四個(gè)內(nèi)槽分別對應(yīng)著四個(gè)運(yùn)行的工作面，分 別內(nèi)置行程開關(guān)，在工作過程中，利用鋼球的重力作用尋找著地面，并對相關(guān)行程開關(guān)進(jìn)行 控制，來驅(qū)動(dòng)著地面上的輪式結(jié)構(gòu)，另外在四個(gè)內(nèi)槽的球腔外部分別安裝有光電開光，行程 開關(guān)、光電開關(guān)和后部繼電器為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，即安裝有四個(gè)形成開關(guān)，四個(gè)光電開關(guān)和四個(gè)繼 電器。在發(fā)明的地形自適應(yīng)探測救援行走平臺的電子控制部分通過相關(guān)控制電路的來 完成，在在步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)箱后方為電子控制部分，安裝有兩個(gè)電磁鐵，兩個(gè)電磁鐵對著 放。兩電磁鐵鐵芯頭部靠在一起，并與拉動(dòng)桿固定在一起，而拉動(dòng)桿另一端則與離合器輸 出軸固定在一起。離合器輸出軸末端固定主動(dòng)離合器葉片。兩個(gè)電磁鐵對著放置，兩個(gè)電 磁鐵所連接的兩個(gè)拉動(dòng)桿，其工作狀態(tài)為通過電路控制來實(shí)現(xiàn)每次只對其中一個(gè)電磁鐵通 電，同時(shí)對另一個(gè)電磁鐵斷電。其中，后部連接桿連接萬向軸和離合器輸出軸，離合器輸出軸上小齒輪連接有一 公轉(zhuǎn)大齒輪，大功率電機(jī)通過萬向軸連接拉動(dòng)桿與電磁鐵，通過鋼珠和兩個(gè)開關(guān)，利用電磁 鐵的吸附作用，使小齒輪可以圍繞著公轉(zhuǎn)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)來控制末端著地面的輪結(jié)構(gòu)，使其它 三個(gè)非著地面的車輪不被驅(qū)動(dòng)。當(dāng)車子遇到障礙或斜坡而導(dǎo)致翻滾，改變著地面時(shí)也總保持上述特點(diǎn)，用以始終維持著地一面的輪子驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，從而節(jié)省了動(dòng)力。前端轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)中，主要為一齒輪盤結(jié)構(gòu)，小功率電機(jī)通過輸出軸連接齒輪盤結(jié)構(gòu)， 齒輪盤結(jié)構(gòu)四周為四個(gè)齒條結(jié)構(gòu)，分別連接四個(gè)著地面上的前輪結(jié)構(gòu)，通過小功率電機(jī)的 正反轉(zhuǎn)來控制連接在前輪結(jié)構(gòu)上的齒條結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，通過同一齒輪盤的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)又 能保證在翻轉(zhuǎn)以后保證整個(gè)自適應(yīng)行走機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變。有益效果本發(fā)明自適應(yīng)能力強(qiáng)，遇到翻滾后仍能正常行走，可為地震救援、礦難 救援等救援場合的機(jī)器人提供救援行走機(jī)構(gòu)。


圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的正面示意圖；圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的切面圖；圖4為本發(fā)明的球腔示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明所述的地形自適應(yīng)探測救援行走平臺，主要包括動(dòng)力輸出部分和電子控 制部分。在圖1、2、3所示的實(shí)施例中動(dòng)力輸出部分的輸出途徑為驅(qū)動(dòng)電機(jī)12至動(dòng)力輸 出軸13至十字萬向軸14至中空軸15至離合器輸出軸16，再通過主動(dòng)離合器葉片23驅(qū)動(dòng) 被動(dòng)離合器葉片24，由被動(dòng)離合器葉片24帶動(dòng)錐齒輪軸25，其上主動(dòng)錐齒輪43帶動(dòng)被動(dòng) 錐齒輪軸42上的兩個(gè)錐齒輪26轉(zhuǎn)動(dòng)。其中被動(dòng)錐齒輪軸42上兩個(gè)錐齒輪26 —個(gè)帶鍵槽， 用以帶動(dòng)被動(dòng)錐齒輪軸42 ；而另一個(gè)錐齒輪26不帶鍵槽，只將其軸向固定，用以固定主動(dòng) 錐齒輪26及錐齒輪軸25。電子控制部分中，在如圖4所示的球腔37中四個(gè)位置各有一個(gè)行程開關(guān)，由球腔 37中的鋼球36控制開與關(guān)。因?yàn)殇撉?6在球腔37中可以隨車體翻滾而更換所處位置。在實(shí)施例一中，當(dāng)車正下面著地行走時(shí)，鋼球36處于球腔37中正下方位置，此時(shí) 鋼球36壓住下方行程開關(guān)38。在另一實(shí)施例中，車體翻滾到原來那一面的上方時(shí)，此時(shí)鋼球36離開原來的下端 而在上端穩(wěn)定。這樣下端行程開關(guān)38因鋼球36的離開而改變開關(guān)狀態(tài)，即行程開關(guān)38變 為斷開狀態(tài)，上端行程開關(guān)38因?yàn)殇撉?6的到來也改變開關(guān)的狀態(tài)，即行程開關(guān)38變?yōu)?閉合狀態(tài)。電子控制部分還有兩個(gè)電磁鐵，即電磁鐵A 17、電磁鐵B 18，此兩個(gè)電磁鐵對著 放，安置在電磁鐵固定盒19上。兩電磁鐵鐵芯頭部靠在一起，并與拉動(dòng)桿22固定在一起， 而拉動(dòng)桿22另一端則與離合器輸出軸16固定在一起。離合器輸出軸16末端固定主動(dòng)離 合器葉片23。兩個(gè)電磁鐵對著放置，其工作狀態(tài)為通過電路控制每次只對其中一個(gè)電磁鐵 通電，同時(shí)對另一個(gè)電磁鐵斷電。在實(shí)施例三中，電磁鐵A 17通電，同時(shí)電磁鐵B 18斷電，此時(shí)電磁鐵A17吸合并
4直接帶動(dòng)拉動(dòng)桿22迅速左移，從而間接帶動(dòng)離合器輸出軸16、小齒輪39及主動(dòng)離合器葉片 23也迅速沿軸向左移，此時(shí)主動(dòng)離合器葉片23與被動(dòng)離合器葉片24分離且小齒輪39與公 轉(zhuǎn)大齒輪40嚙合實(shí)現(xiàn)離合器輸出軸16繞中心吊桿34的公轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)面的切換。在實(shí)施例四中，電磁鐵B 18通電，同時(shí)電磁鐵17斷電，此時(shí)電磁鐵B 18吸合并直 接帶動(dòng)拉動(dòng)桿22迅速右移，從而間接帶動(dòng)離合器輸出軸16、小齒輪39及主動(dòng)離合器葉片 23也迅速沿軸向右移，此時(shí)小齒輪39與公轉(zhuǎn)大齒輪40脫離嚙合并使主動(dòng)離合器葉片23與 被動(dòng)離合器葉片24嚙合，實(shí)現(xiàn)離合器輸出軸16及錐齒輪軸25的自轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)車體行走。鋼球控制每一面行程開關(guān)38的閉合，光電開關(guān)擋片21控制每一面光電開關(guān)20的 閉合來控制電磁鐵A 17和電磁鐵B 18。行程開關(guān)38、光電開關(guān)20與繼電器串聯(lián)。因?yàn)檐?體每次遇翻滾后鋼球都會落到球腔37的一處，所以每次都只有一個(gè)行程開關(guān)38閉合，而此 面也是著地的一面，當(dāng)光電開關(guān)擋片21隨離合器輸出軸16公轉(zhuǎn)時(shí)，光電開關(guān)擋片21轉(zhuǎn)到 著地面時(shí)，控制相應(yīng)面的光電開關(guān)20閉合，當(dāng)同一面的行程開關(guān)38及光電開關(guān)20都閉合 時(shí)，才會釋放被動(dòng)離合器葉片24與主動(dòng)離合器葉片23嚙合實(shí)現(xiàn)車體驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明的前端輪部位為轉(zhuǎn)向裝置，由安裝在轉(zhuǎn)向輪架10上的轉(zhuǎn)向電機(jī)11進(jìn)行驅(qū) 動(dòng)，轉(zhuǎn)向電機(jī)11連接轉(zhuǎn)向齒輪1，轉(zhuǎn)向齒輪1接收到轉(zhuǎn)向電機(jī)11上的正反轉(zhuǎn)指令后帶動(dòng)側(cè) 旁分別在4個(gè)方位上的轉(zhuǎn)向齒條2，轉(zhuǎn)向齒條2通過滾動(dòng)軸承座3、轉(zhuǎn)向用撥塊4進(jìn)而把動(dòng) 力輸送到連接在上的轉(zhuǎn)向出軸5上，轉(zhuǎn)向處軸5則通過連接滾動(dòng)軸承6和平面軸承7把動(dòng) 力輸送到轉(zhuǎn)向車輪8，進(jìn)而完成轉(zhuǎn)向，且因四個(gè)轉(zhuǎn)向齒條2通過同一轉(zhuǎn)向齒輪1，則能保證整 個(gè)過程中的地形自適應(yīng)探測救援行走平臺的轉(zhuǎn)動(dòng)角度保持不變。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求
地形自適應(yīng)探測救援行走平臺，主要包括動(dòng)力輸出部分和電子控制部分，其特征在于，所述動(dòng)力輸出部分安裝在整個(gè)地形自適應(yīng)探測救援行走平臺的左邊部分，有兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，功率較小的一個(gè)電機(jī)前端連接轉(zhuǎn)向齒輪，通過安裝在轉(zhuǎn)向齒輪上的轉(zhuǎn)向齒條控制轉(zhuǎn)向車輪，功率較大的一個(gè)電機(jī)輸出軸連接萬向軸，在萬向軸末端連接電子控制部分，通過中間電子控制部分后，連接末端的驅(qū)動(dòng)車輪；所述的電子控制部分前端為一球腔結(jié)構(gòu)，球腔結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)置鋼球，球腔結(jié)構(gòu)上四個(gè)角分別設(shè)置行程開關(guān)和光電開關(guān)，電子控制部分后部為兩個(gè)電磁鐵結(jié)構(gòu)，每個(gè)電磁鐵結(jié)構(gòu)上都連接有連接桿，后部連接桿連接萬向軸和離合器輸出軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地形自適應(yīng)探測救援行走平臺，其特征在于，所述離合器輸 出軸上固定的小齒輪，小齒輪安裝在一個(gè)公轉(zhuǎn)大齒輪上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地形自適應(yīng)探測救援行走平臺，其特征在于，所述所述兩個(gè) 電磁鐵結(jié)構(gòu)芯頭部靠在一起對著放置，下部有一套筒結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地形自適應(yīng)探測救援行走平臺，其特征在于，所述的電機(jī)離 合器采用銷軸型離合器葉片和槽型離合器葉片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地形自適應(yīng)探測救援行走平臺，其特征在于，前端轉(zhuǎn)向齒輪 連接的轉(zhuǎn)向齒條為均勻分布，分別連接前端對應(yīng)的轉(zhuǎn)向車輪。
全文摘要
地形自適應(yīng)探測救援行走平臺，主要包括動(dòng)力輸出部分和電子控制部分，其中動(dòng)力輸出部分前端前端通過電機(jī)帶動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向，后端通過另一電機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪，中間電子控制部分通過球腔結(jié)構(gòu)和兩個(gè)電磁鐵結(jié)構(gòu)的相關(guān)連接來實(shí)現(xiàn)，用以保證在設(shè)備翻轉(zhuǎn)后仍然能按照預(yù)定軌道運(yùn)行。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，可操作性強(qiáng)，特別適合為地震救援、礦難救援等救援場合的機(jī)器人提供救援行走機(jī)構(gòu)。
文檔編號B60R16/02GK101870312SQ20101021237
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者劉慶明, 徐劍波, 楚爭榮, 王恒升, 王龍, 陳鵬 申請人:王龍;劉慶明;徐劍波;楚爭榮;陳鵬