CN107826172A - 一种可越障移动平台 - Google Patents

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Abstract

一种可越障移动平台，属于机械装备技术领域。主要完成在平面上移动及越过一定高度的障碍物等任务。包括平移机构与越障机构两大部分。整体包括履带、主动轮、平移驱动电机、从动轮、车架、带齿条撑杆、导轨、滑块、行星架、越障驱动电机、太阳齿轮、行星齿轮；可越障移动平台为对称结构；车架为工字形的平板结构；“履带式”平移机构移动速度较快，地面适应性较好；越障机构可抬高平台前端，形成仰角，将障碍物为支撑点，此后越障机构抬高尾端与前端保持平齐，整机前进，完成越障。

Description

一种可越障移动平台
技术领域
本发明涉及一种可越障移动平台，属于机械装备技术领域。
技术背景
我国地震频发，造成损失巨大。特种装备救援探测机器人的研制，可实现其在复杂环境下的运动，可克服障碍对运动的影响，可跨越障碍继续移动，代替人力探测废墟内部情况。机器人在执行任务方面有其独特的优势。但这一领域，欧美发达国家研究起步较早，我国还存在较大差距，国家救援队装备大多来自进口。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种可越障移动平台，主要完成在平面上移动及越过一定高度的障碍物等任务。
为实现以上功能，本发明采用如下的技术方案来实现：
一种可越障移动平台，其特征在于，主要包括平移机构与越障机构两大部分。整体包括履带(1)、主动轮(2)、平移驱动电机(3)、从动轮(4)、车架(5)、带齿条撑杆(6)、导轨(7)、滑块(8)、行星架(9)、越障驱动电机(10)、太阳齿轮(11)、行星齿轮(12)；可越障移动平台为对称结构；车架(5)为工字形的平板结构；
在车架(5)的一侧，平移驱动电机(3)通过螺钉固定在车架(5)的前端上，主动轮(2)通过紧定螺钉与平移驱动电机(3)输出轴相连接，多个平行的从动轮(4)通过螺钉均布固定在车架(5)的一侧，主动轮(2)与多个平行的从动轮(4)通过履带(1)相配合；越障驱动电机(10)通过螺钉与车架(5)固定在一起，太阳齿轮(11)通过螺钉与车架(5)固定在一起，太阳齿轮(11)位于车架(5)的下面，越障驱动电机(10)的输出轴与太阳齿轮(11)基圆的圆心是同轴的；行星架(9)为直角Z字形平板结构，行星架(9)的一端平板的端面与越障驱动电机(10)的输出轴配合并固定连接，行星架(9)另一端平板的下表面通过螺钉与滑块(8)固定连接，行星架(9)中间连接板中心处通过圆孔与行星齿轮(12)的轴相配合固定；带齿条撑杆(6)的下侧面为齿条，导轨(7)固定位于带齿条撑杆(6)的上侧面，导轨(7)上侧面通过凹槽契合与滑块(8)相配合，行星齿轮(12)位于带齿条撑杆(6)下面，带齿条撑杆(6)的齿条与行星齿轮(12)啮合，同时行星齿轮(12)与太阳齿轮(11)啮合；带齿条撑杆(6)、导轨(7)、滑块(8)的组合可在车架(5)工字形的平板结构侧面的空隙处转动；带齿条撑杆(6)、导轨(7)为长方体结构；主动轮(2)、从动轮(4)、行星齿轮(12)太阳齿轮(11)基圆的圆心的轴均是平行的。
可越障移动平台设有一台越障驱动电机(10)，越障驱动电机(10)具有两个平行对称的输出轴。
其越障方式为，越障驱动电机(10)驱动行星架(9)运动，带齿条撑杆(6)在改变与地面的相对角度的同时，在从动的行星齿轮(12)啮合撑杆上齿条的驱动下，沿轴向运动，撑杆一端与地面接触，带齿条撑杆(6)、地面、车架(5)构成三角形，在越障驱动电机(10)驱动的过程中，随着带齿条撑杆(6)端点到滑块(8)段长度的增加以及带齿条撑杆(6)相对于初位置角度的增加，平台的仰角不断增大，使得履带(1)能与障碍物最高点接触并将障碍物最高点作为支点，而后，越障驱动电机(10)反向运动，带齿条撑杆(6)一端与地面不再接触，平台以障碍物以及地面两点作为支点，越障驱动电机(10)继续工作，使得带齿条撑杆(6)的另一端与地面接触，在越障驱动电机(10)驱动的过程中，履带(1)不再与地面接触，带齿条撑杆(6)的另一端即与地面接触的一端以及障碍物与履带(1)接触的一点共两点成为平台的支点，越障驱动电机(10)继续工作，随着带齿条撑杆(6)与地面接触的一端到滑块(8)段长度的增加以及带齿条撑杆(6)相对于初位置角度的增加，带齿条撑杆(6)不断将平台后端抬高，当平台整体与地面基本平行时，平移驱动电机(3)驱动主动轮(2)带动履带(1)，使平台运动，当平台中心越过障碍物边缘，越障驱动电机(10)正向运动，带齿条撑杆(6)与地面脱离接触并收回，平移驱动电机(10)继续驱动主动轮(2)带动履带(1)使平台前进，完成越障。
带齿条撑杆(6)沿整体轴线方向具有自由度，当越障驱动电机(10)驱动行星架(9)运动时，相较于与行星架(9)固连的撑杆，带齿条撑杆(6)在从动的行星齿轮(12)的驱动下，可产生一定位移，位移长度为行星架(9)相对运动转角乘太阳齿轮(11)分度圆半径的乘积。使得平台在撑杆长度相同，行星架(9)转角相同的情况下，相较于行星架(9)-撑杆固连式结构，获得更大的仰角。
本发明可以获得如下有益效果：
1、通过带齿条撑杆(6)使平台产生仰角，实现越障。
2、带齿轮撑杆(6)沿杆件轴向获得驱动，使其相对于固定式撑杆，在支撑平台时，能使其获得更大的仰角，跨越更高的障碍。
附图说明
图1是本发明的正等轴测图。
图2是本发明越障机构的正等轴测图
图中：1、履带；2、主动轮；3、平移驱动电机；4、从动轮；5、车架；6、带齿条撑杆；7、导轨；8、滑块；9、行星架；10、越障驱动电机；11、太阳齿轮；12、行星齿轮。
图3是本发明越障机构的机构简图。
图4是本发明开始越障产生仰角时的示意图。
图5是本发明接触障碍物后，抬升后端时的示意图。
图6是本发明前进爬上障碍物后，收回带齿轮撑杆的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
如图1所示的一种可越障移动平台，主要完成在平面上移动及越过一定高度的障碍物等任务。
整体包括履带1、主动轮2、平移驱动电机3、从动轮4、车架5、带齿条撑杆6、导轨7、滑块8、行星架9、越障驱动电机10、太阳齿轮11、行星齿轮12。平移驱动电机3通过螺钉固定在车架5上，主动轮2通过紧定螺钉与平移驱动电机3相连接，从动轮4通过螺钉与车架5相连接，履带1与主动轮2以及从动轮4相配合。越障驱动电机10通过螺钉固定在车架5上，太阳齿轮11通过螺钉固定在车架5上，越障驱动电机10的输出轴与太阳齿轮11基圆的圆心是同轴的。行星架9一端的孔与越障驱动电机10的输出轴配合，通过紧定螺钉固连，另一端通过螺钉与滑块8相连接，中心处的圆孔与行星齿轮12的轴相配合，通过端面固定。带齿条撑杆6通过螺钉与导轨7相连接，导轨7通过凹槽契合与滑块8相配合，带齿条撑杆6的齿条与行星齿轮12啮合。行星齿轮12与太阳齿轮11啮合。
进一步的，其越障方式为，如图4所示，越障驱动电机10驱动行星架9运动，带齿条撑杆6在改变与地面的相对角度的同时，在从动的行星齿轮12啮合撑杆上齿条的驱动下，沿轴向运动，撑杆一端与地面接触，带齿条撑杆6、地面、车架5构成三角形，在越障驱动电机10驱动的过程中，随着带齿条撑杆6端点到滑块8段长度的增加以及带齿条撑杆6相对于初位置角度的增加，平台的仰角不断增大，使得履带1能与障碍物最高点接触并将障碍物最高点作为支点。
进一步的，如图5所示，越障驱动电机10反向运动，带齿条撑杆6一端与地面不再接触，平台以障碍物以及地面两点作为支点，越障驱动电机10继续工作，使得带齿条撑杆6的另一端与地面接触，在越障驱动电机10驱动的过程中，履带1不再与地面接触，带齿条撑杆6的另一端即与地面接触的一端以及障碍物与履带1接触的一点共两点成为平台的支点，越障驱动电机10继续工作，随着带齿条撑杆6与地面接触的一端到滑块8段长度的增加以及带齿条撑杆6相对于初位置角度的增加，带齿条撑杆6不断将平台后端抬高，当平台整体与地面基本平行时，平移驱动电机3驱动主动轮2带动履带1，使平台运动。
进一步的，如图6所示，当平台中心越过障碍物边缘，越障驱动电机10正向运动，带齿条撑杆6与地面脱离接触并收回，平移驱动电机10继续驱动主动轮2带动履带1使平台前进，完成越障。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所做出的举例，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种可越障移动平台，其特征在于，主要包括平移机构与越障机构两大部分；整体包括履带(1)、主动轮(2)、平移驱动电机(3)、从动轮(4)、车架(5)、带齿条撑杆(6)、导轨(7)、滑块(8)、行星架(9)、越障驱动电机(10)、太阳齿轮(11)、行星齿轮(12)；可越障移动平台为对称结构；车架(5)为工字形的平板结构；
在车架(5)的一侧，平移驱动电机(3)通过螺钉固定在车架(5)的前端上，主动轮(2)通过紧定螺钉与平移驱动电机(3)输出轴相连接，多个平行的从动轮(4)通过螺钉均布固定在车架(5)的一侧，主动轮(2)与多个平行的从动轮(4)通过履带(1)相配合；越障驱动电机(10)通过螺钉与车架(5)固定在一起，太阳齿轮(11)通过螺钉与车架(5)固定在一起，太阳齿轮(11)位于车架(5)的下面，越障驱动电机(10)的输出轴与太阳齿轮(11)基圆的圆心是同轴的；行星架(9)为直角Z字形平板结构，行星架(9)的一端平板的端面与越障驱动电机(10)的输出轴配合并固定连接，行星架(9)另一端平板的下表面通过螺钉与滑块(8)固定连接，行星架(9)中间连接板中心处通过圆孔与行星齿轮(12)的轴相配合固定；带齿条撑杆(6)的下侧面为齿条，导轨(7)固定位于带齿条撑杆(6)的上侧面，导轨(7)上侧面通过凹槽契合与滑块(8)相配合，行星齿轮(12)位于带齿条撑杆(6)下面，带齿条撑杆(6)的齿条与行星齿轮(12)啮合，同时行星齿轮(12)与太阳齿轮(11)啮合；带齿条撑杆(6)、导轨(7)、滑块(8)的组合可在车架(5)工字形的平板结构侧面的空隙处转动；带齿条撑杆(6)、导轨(7)为长方体结构；主动轮(2)、从动轮(4)、行星齿轮(12)太阳齿轮(11)基圆的圆心的轴均是平行的。
2.根据权利要求1所述的一种可越障移动平台，其特征在于，可越障移动平台设有一台越障驱动电机(10)，越障驱动电机(10)具有两个平行对称的输出轴。
3.权利要求1所述的一种可越障移动平台的越障方法，其特征在于，越障驱动电机(10)驱动行星架(9)运动，带齿条撑杆(6)一端与地面接触，带齿条撑杆(6)、地面、车架(5)构成三角形，在越障驱动电机(10)驱动的过程中，平台的仰角不断增大，使得履带(1)能与障碍物最高点接触并将障碍物最高点作为支点，而后，越障驱动电机(10)反向运动，带齿条撑杆(6)一端与地面不再接触，平台以障碍物以及地面两点作为支点，越障驱动电机(10)继续工作，使得带齿条撑杆(6)的另一端与地面接触，在越障驱动电机(10)驱动的过程中，履带(1)不再与地面接触，带齿条撑杆(6)的另一端即与地面接触的一端以及障碍物与履带(1)接触的一点共两点成为平台的支点，越障驱动电机(10)继续工作，带齿条撑杆(6)不断将平台后端抬高，当平台整体与地面基本平行时，平移驱动电机(3)驱动主动轮(2)带动履带(1)，使平台运动，当平台中心越过障碍物边缘，越障驱动电机(10)正向运动，带齿条撑杆(6)与地面脱离接触并收回，平移驱动电机(10)继续驱动主动轮(2)带动履带(1)使平台前进，完成越障。
4.根据权利要求3所述的的越障方法，其特征在于：带齿条撑杆(6)沿整体轴线方向具有自由度，当越障驱动电机(10)驱动行星架(9)运动时，相较于与行星架(9)固连的撑杆，带齿条撑杆(6)在从动的行星齿轮(12)的驱动下，可产生一定位移，位移长度为行星架(9)相对运动转角乘太阳齿轮(11)分度圆半径的乘积；使得平台在撑杆长度相同，行星架(9)转角相同的情况下，相较于行星架(9)-撑杆固连式结构，获得更大的仰角。
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