CN111055939A - 一种无人平台的变位行走*** - Google Patents

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刘琦
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Abstract

本发明公开了一种无人平台的变位行走***，包括行走单元和传动单元，所述传动单元包括变位传动单元和行走传动单元，所述变位传动单元用以改变行走单元的行走角度，所述行走传动单元用以驱动行走单元行走。其具有变位和行走的双重功能，灵活性强，兼顾高通过性、高越野性以及全向行走的能力。

Description

一种无人平台的变位行走***
技术领域
本发明涉及无人平台技术领域，尤其涉及一种无人平台的变位行走***。
背景技术
随着科学技术的高速发展，自动驾驶产业以及无人平台行业异军突起。对于无人平台的设计，要综合考虑其机动性，通过性，轻量化等因素。按照行走方式分类，无人平台可以分为轮式行走平台和履带行走平台，尽管两种形式的行走***结构简单，技术成熟，但是其局限性强，无法适应多种工况。轮式平台的优势体现在其机动性强，履带式平台体现在通过性良好，越野能力强。为了使平台同时具备良好机动性和通过性，对平台进行创新性结构设计尤为重要，尤其是行走***。目前，已有不少学者对平台的行走***创新性结构设计进行了相关研究，但是均存在平台通过性差、不能实现全向行驶、不能适应多种公开，缺乏良好的越野性能等问题。
发明内容
本发明旨在提供一种无人平台的变位行走***，很好的解决了上述问题，其具有变位和行走的双重功能，灵活性强，兼顾高通过性、高越野性以及全向行走的能力。
本发明的技术方案是一种无人平台的变位行走***，包括行走单元和传动单元，所述传动单元包括变位传动单元和行走传动单元，所述变位传动单元用以改变行走单元的行走角度，所述行走传动单元用以驱动行走单元行走。
进一步的，所述行走单元包括主动轮、诱导轮、连接板和履带，所述主动轮与诱导轮通过轴承与连接板固定连接，所述履带啮合在主动轮与诱导轮外缘。
进一步的，所述行走单元还包括位于履带张紧组件，所述履带张紧组件包括一端与连接板固定连接的履带张紧弹簧，所述履带张紧弹簧另一端固定连接有张紧轮承载板，所述张紧轮承载板上通过轴承设置有张紧轮，所述张紧轮与履带啮合。
进一步的，所述变位传动单元包括变位驱动电机、变位传动轴、变位传动行星减速器、变位传动主齿轮，所述变位驱动电机的输出轴与变位传动行星减速器转动连接，所述变位传动行星减速器通过变位传动轴与变位传动主齿轮转动连接，所述变位传动主齿轮固定套设在变位传动轴上。
进一步的，所述行走传动单元包括主动轮驱动电机、主动轮传动行星减速器、主动轮驱动齿轮轴、锥齿轮传动总成，所述主动轮驱动电机的输出轴与主动轮传动行星减速器转动连接，所述主动轮传动行星减速器通过主动轮驱动齿轮轴与锥齿轮传动总成的输入端固定连接，所述锥齿轮传动总成的输出端与主动轮固定连接。
进一步的，所述行走传动单元还包括综合传动箱，所述综合传动箱套设在锥齿轮传动总成上，所述综合传动箱与锥齿轮传动总成的输入端和输出端分别通过轴承连接，所述综合传动箱上部固定连接有变位传动副齿轮，所述变位传动副齿轮套设在主动轮驱动齿轮轴上，所述变位传动副齿轮与变位传动主齿轮啮合。
进一步的，还包括平台架，所述变位驱动电机、主动轮驱动电机上端均与平台架固定连接。
进一步的，所述综合传动箱通过圆锥滚子轴承与平台架转动连接。
进一步的，所述变位驱动电机与变位传动行星减速器之间设置有电磁制动器。
进一步的，所述主动轮驱动电机与主动轮传动行星减速器之间设置有电磁制动器。
本发明的有益效果是：
1.本发明的变位行走***主要用于无人平台，其具有驱动行走单元行走的行走传动单元，又有驱动行走单元整体转动的变位传动单元，即行走单元可以改变行走的角度和方向，使整个***具有变位和行走的双重功能，灵活性强，可以兼顾高通过性、高越野性以及全向行走的能力；
2.变位传动单元与行走传动单元均采用简单的齿轮驱动连接，结构简单，可靠性高，不易损坏，使用寿命长；
3.行走单元采用履带，适用范围广，通过性和越野能力得到了极大的提高。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明的传动简图；
图4为本发明与平台架安装的结构主视图；
图5为图4中A处的局部放大示意图；
图6为本发明与平台架安装的结构侧视图；
图7为图6中B处的局部放大示意图；
图8为图6中C-C处的剖面结构局部示意图；
图中：1、行走单元；11、主动轮；12、诱导轮；13、连接板；14、履带；15、履带张紧弹簧；16、张紧轮承载板；17、张紧轮；2、变位传动单元；21、变位驱动电机；22、变位传动轴；23、变位传动行星减速器；24、变位传动主齿轮；3、行走传动单元；31、主动轮驱动电机；32、主动轮传动行星减速器；33、主动轮驱动齿轮轴；34、锥齿轮传动总成；35、综合传动箱；36、变位传动副齿轮；37、圆锥滚子轴承；38、电磁制动器；4、平台架。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-8所示，本发明提供了一种无人平台的变位行走***，包括行走单元1和传动单元，所述传动单元包括变位传动单元2和行走传动单元3，所述变位传动单元2用以改变行走单元1的行走角度，所述行走传动单元3用以驱动行走单元行走1。
具体的：所述行走单元1包括主动轮11、诱导轮12、连接板13和履带14，所述主动轮11与诱导轮12通过轴承与连接板13固定连接，所述履带14啮合在主动轮11与诱导轮12外缘。履带13为橡胶式履带，适用范围广，越野能力强。
所述行走单元1还包括位于履带张紧组件，所述履带张紧组件包括一端与连接板13固定连接的履带张紧弹簧15，所述履带张紧弹簧15另一端固定连接有张紧轮承载板16，所述张紧轮承载板16上通过轴承设置有张紧轮17，所述张紧轮17与履带14啮合。
履带14整体由橡胶履带板通过履带铰链部位的连接销两两连接组成，与主动轮11轮齿、张紧轮17的外缘以及诱导轮12轮齿啮合，在安装前需调整履带张紧弹簧15的预紧力以保证履带14的正常工作，通过计算履带14总长可以计算出橡胶履带板的连接数量。
所述变位传动单元2包括变位驱动电机21、变位传动轴22、变位传动行星减速器23、变位传动主齿轮24，所述变位驱动电机21的输出轴与变位传动行星减速器23转动连接，所述变位传动行星减速器23通过变位传动轴22与变位传动主齿轮24转动连接，所述变位传动主齿轮24通过花键固定套设在变位传动轴22上。即变位驱动电机21带动变位传动行星减速器23转动，然后变位传动行星减速器23对变位驱动电机21进行减速后，带动变位传动轴22转动，变位传动主齿轮24通过花键固定在变位传动轴22上，变位传动轴22带动变位传动主齿轮24转动。
所述行走传动单元3包括主动轮驱动电机31、主动轮传动行星减速器32、主动轮驱动齿轮轴33、锥齿轮传动总成34，所述主动轮驱动电机31的输出轴与主动轮传动行星减速器32转动连接，所述主动轮传动行星减速器32通过主动轮驱动齿轮轴33与锥齿轮传动总成34的输入端固定连接，所述锥齿轮传动总成34的输出端与主动轮11固定连接。即主动轮驱动电机31带动主动轮传动行星减速器32转动，主动轮传动行星减速器32带动主动轮驱动齿轮轴33转动，主动轮驱动齿轮轴33带动锥齿轮传动总成34输入端转动，锥齿轮传动总成34输入端带动锥齿轮传动总成34输出端转动，锥齿轮传动总成34输出端与主动轮11固定连接，即带动主动轮11一起转动，主动轮11继而带动履带14转动，实现行走功能。
还包括平台架4，所述变位驱动电机21、主动轮驱动电机31上端均通过螺栓螺母与平台架4固定连接。变位驱动电机21与主动轮驱动电机31的轴线与整个平台架4的垂线平行。
所述变位驱动电机21与变位传动行星减速器23之间设置有电磁制动器38，用以进行行走单元1的转动及制动。所述主动轮驱动电机31与主动轮传动行星减速器32之间设置有电磁制动器38，用以进行行走单元1的驱动及制动。
所述行走传动单元3还包括综合传动箱35，所述综合传动箱35套设在锥齿轮传动总成34上，所述综合传动箱35与锥齿轮传动总成34的输入端和输出端分别通过轴承连接，所述综合传动箱35上部固定连接有变位传动副齿轮36，所述变位传动副齿轮36套设在主动轮驱动齿轮轴33上，所述变位传动副齿轮36与变位传动主齿轮24啮合。所述综合传动箱35通过圆锥滚子轴承37与平台架4转动连接。
即综合传动箱35套设在锥齿轮传动总成34上，综合传动箱35与锥齿轮传动总成34的输入端和输出端分别通过轴承连接，与综合传动箱35固定连接的变位传动副齿轮36也不会影响主动轮驱动齿轮轴33与锥齿轮传动总成34的动力输送，锥齿轮传动总成34可以在综合传动箱35内进行动力输送，而不会造成综合传动箱35的移动，而综合传动箱35与变位传动副齿轮36固定连接，变位传动副齿轮36与变位传动主齿轮24啮合，变位驱动电机21带动变位传动主齿轮24转动，继而带动变位传动副齿轮36转动，综合传动箱35随着变位传动副齿轮36转动，而综合传动箱35带动锥齿轮传动总成34的输出轴转动，进一步带动整个行走单元1转动，实现行走单元1改变行走的角度和方向，行走单元1可以绕着主动轮驱动齿轮轴33的360°旋转。具体结构为综合传动箱35与平台架4通过油封圈、轴承座、圆锥滚子轴承37、挡圈，紧固螺钉进行连接固定，并保证综合传动箱35的旋转运动自由度。所述综合传动箱35通过两个圆锥滚子轴承37和轴承挡圈进行固定，并在两端利用轴承座进行密封，塞入油封圈防止润滑油的泄漏，同时利用紧固螺钉与平台架4上的螺纹孔配合，将轴承座固定到平台架4上。
如图3所示，具体的传动过程为：变位行走***的传动路线分为主动轮驱动传动路线和履带变位传动路线，即行走传动路线和变位传动路线。主动轮驱动传动路线为由主动轮驱动电机31将动力输入到主动轮传动行星减速器32的太阳轮，通过齿圈输出，再经由锥齿轮传动总成34将动力传递到主动轮11，从而实现驱动主动轮11旋转，驱动无人平台前进。履带变位传动路线为由变位驱动电机21将动力输入到变位传动行星减速器23的太阳轮，通过齿圈输出，再经由变位传动主齿轮24和变位传动副齿轮36将动力传递至综合传动箱35，从而驱动履带14整体进行变位运动。
本发明的无人平台的变位行走***即可运用到无人平台上，也可以运用到其他车辆上。运用范围广，一个无人平台可以安装多个的变位行走***，以支撑无人平台的变位行走。对无人平台的全向行驶提供了保障，满足了更强的越野性能和通过性，可在多种地形进行工作，适用范围广。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种无人平台的变位行走***，其特征在于：包括行走单元和传动单元，所述传动单元包括变位传动单元和行走传动单元，所述变位传动单元用以改变行走单元的行走角度，所述行走传动单元用以驱动行走单元行走。
2.根据权利要求1所述的无人平台的变位行走***，其特征在于：所述行走单元包括主动轮、诱导轮、连接板和履带，所述主动轮与诱导轮通过轴承与连接板固定连接，所述履带啮合在主动轮与诱导轮外缘。
3.根据权利要求2所述的无人平台的变位行走***，其特征在于：所述行走单元还包括位于履带张紧组件，所述履带张紧组件包括一端与连接板固定连接的履带张紧弹簧，所述履带张紧弹簧另一端固定连接有张紧轮承载板，所述张紧轮承载板上通过轴承设置有张紧轮，所述张紧轮与履带啮合。
4.根据权利要求2所述的无人平台的变位行走***，其特征在于：所述变位传动单元包括变位驱动电机、变位传动轴、变位传动行星减速器、变位传动主齿轮，所述变位驱动电机的输出轴与变位传动行星减速器转动连接，所述变位传动行星减速器通过变位传动轴与变位传动主齿轮转动连接，所述变位传动主齿轮固定套设在变位传动轴上。
5.根据权利要求4所述的无人平台的变位行走***，其特征在于：所述行走传动单元包括主动轮驱动电机、主动轮传动行星减速器、主动轮驱动齿轮轴、锥齿轮传动总成，所述主动轮驱动电机的输出轴与主动轮传动行星减速器转动连接，所述主动轮传动行星减速器通过主动轮驱动齿轮轴与锥齿轮传动总成的输入端固定连接，所述锥齿轮传动总成的输出端与主动轮固定连接。
6.根据权利要求5所述的无人平台的变位行走***，其特征在于：所述行走传动单元还包括综合传动箱，所述综合传动箱套设在锥齿轮传动总成上，所述综合传动箱与锥齿轮传动总成的输入端和输出端分别通过轴承连接，所述综合传动箱上部固定连接有变位传动副齿轮，所述变位传动副齿轮套设在主动轮驱动齿轮轴上，所述变位传动副齿轮与变位传动主齿轮啮合。
7.根据权利要求6所述的无人平台的变位行走***，其特征在于：还包括平台架，所述变位驱动电机、主动轮驱动电机上端均与平台架固定连接。
8.根据权利要求7所述的无人平台的变位行走***，其特征在于：所述综合传动箱通过圆锥滚子轴承与平台架转动连接。
9.根据权利要求4所述的无人平台的变位行走***，其特征在于：所述变位驱动电机与变位传动行星减速器之间设置有电磁制动器。
10.根据权利要求5所述的无人平台的变位行走***，其特征在于：所述主动轮驱动电机与主动轮传动行星减速器之间设置有电磁制动器。
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