CN101524841B - 一种探测机器人柔性类椭圆车轮 - Google Patents
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Abstract
一种探测机器人柔性类椭圆车轮，它涉及一种探测机器人车轮。针对现有探测机器人车轮采用刚性圆柱形车轮，探测机器人在松软的月面坡路上行走时，车轮易发生打滑、沉陷现象及当刚性车轮与石块发生碰撞时，会对车轮内部部件造成冲击，影响使用寿命问题。驱动法兰盘固装在轮毂中的减速器的输出轴上，调节杆的中部装在轮毂中的减速器的输出轴的轴端上并与其铰接，支撑杆的一端与调节杆的端部铰接，另一端与滑杆铰接，滑杆的两端与柔性轮圈的内缘和弹簧固接，弹簧装在驱动法兰盘的凹槽内并与驱动法兰盘固接，柔性轮圈的外缘上固装有齿片。本发明的车轮具有与月面接触面积大，接地压力降低，车轮沉陷减少，车轮通过性能好，车轮使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种探测机器人车轮。
背景技术
探测机器人要求具有较强的地形适应能力。目前的探测机器人的车轮多采用刚性圆柱形车轮，这种车轮在相对平坦的地面上行驶时，具有平稳、高速、机动灵活的特性。而这种车轮在松软的月面坡路上行走时，车轮易发生严重的打滑、沉陷现象，车轮通过性能差。探测机器人遇到上述工作状况时只能采取绕行方式，否则会造成探测机器人陷入月壤，失去移动性能而造成探测任务的失败；同时刚性车轮在与石块等硬性材料发生碰撞时，会对车轮内部部件造成冲击，影响其使用寿命。探测机器人的车轮必须能够有效降低与月面的接触压力(即减小下陷量)；又能对尘埃颗粒的流动产生必要的约束，产生较大的牵引力。
发明内容
本发明的目的是提供一种探测机器人柔性类椭圆车轮，以解决现有探测机器人的车轮由于采用刚性圆柱形车轮，探测机器人在松软的月面坡路上行走时，车轮易发生严重的打滑、沉陷现象，车轮通过性能差以及当刚性车轮与石块等硬性材料发生碰撞时，会对车轮内部部件造成冲击，影响其使用寿命的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的车轮包括轮毂和驱动法兰盘；本发明的车轮还包括至少三根调节杆、至少六根支撑杆、至少六根滑杆、至少六个弹簧、至少六个限位块、柔性轮圈和多个齿片；所述驱动法兰盘的圆周端面上均布开有至少六个凹槽，每个凹槽内装有一个弹簧，每个凹槽内固装有一个限位块，所述驱动法兰盘固装在轮毂中的减速器的输出轴上，所述至少三根调节杆沿驱动法兰盘的圆周均布，每根调节杆的中部装在轮毂中的减速器的输出轴的轴端上并与其铰接，每根调节杆的两端与柔性轮圈的内缘之间各设置有一根支撑杆，所述至少六根滑杆沿驱动法兰盘的圆周均布，支撑杆的一端与调节杆的端部铰接，支撑杆的另一端与滑杆铰接，滑杆的一端与柔性轮圈的内缘固接，滑杆的另一端与相对应的弹簧的一端固接，弹簧的另一端与驱动法兰盘固接，滑杆在驱动法兰盘上相应的凹槽内径向滑动，滑杆移动位置通过限位块限位，所述柔性轮圈的外缘上固装有多个齿片，支撑杆、滑杆、弹簧和限位块的数量分别是调节杆数量的二倍，支撑杆与滑杆之间的夹角为锐角。
本发明具有以下优点：一、提高了车轮的通过能力，探测机器人在松软月面中呈类椭圆形状(即接近椭圆形状)，车轮外缘和月面的接触面积较大，降低了接地压力，减少了车轮沉陷。二、车轮呈类椭圆形状不仅可以降低车轮的打滑现象，提高其通过松软地形和较小障碍的能力；同时还有利于车轮的减震，弹性元件弹簧和柔性车轮外缘的引入降低了车轮与岩石等硬性障碍碰撞时的冲击，延长了车轮的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图，图2是轮毂14的装配示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的车轮包括轮毂14和驱动法兰盘5；本实施方式的车轮还包括至少三根调节杆1、至少六根支撑杆2、至少六根滑杆3、至少六个弹簧4、至少六个限位块12、柔性轮圈6和多个齿片7；所述驱动法兰盘5的圆周端面上均布开有至少六个凹槽13，每个凹槽13内装有一个弹簧4，每个凹槽13内固装有一个限位块12，所述驱动法兰盘5固装在轮毂中的减速器11的输出轴上，所述至少三根调节杆1沿驱动法兰盘5的圆周均布，每根调节杆1的中部装在轮毂中的减速器11的输出轴的轴端上并与其铰接，每根调节杆1的两端与柔性轮圈6的内缘之间各设置有一根支撑杆2，所述至少六根滑杆3沿驱动法兰盘5的圆周均布，支撑杆2的一端与调节杆1的端部铰接，支撑杆2的另一端与滑杆3铰接，滑杆3的一端与柔性轮圈6的内缘固接，滑杆3的另一端与相对应的弹簧4的一端固接，弹簧4的另一端与驱动法兰盘5固接，滑杆3在驱动法兰盘5上相应的凹槽13内径向滑动，滑杆3移动位置通过限位块12限位，所述柔性轮圈6的外缘上固装有多个齿片7，支撑杆2、滑杆3、弹簧4和限位块12的数量分别是调节杆1数量的二倍，支撑杆2与滑杆3之间的夹角α为锐角。调节杆1的数量根据车轮的直径大小确定。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的多个齿片7沿柔性轮圈6外缘的圆周均布。如此设置，可防止车轮打滑，减轻接地压力，减轻车轮对地面的沉陷。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的轮毂14由驱动电机8、悬架连接法兰9、电机套10和减速器11组成；所述驱动电机8安装在电机套10的内部，驱动电机8的输出轴与减速器11的输入轴连接，悬架连接法兰9固定套装在电机套10上。如此设置，结构简单，通过轮毂上的减速器11的输出轴带动驱动法兰盘5转动。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的与同一根调节杆1铰接的两个支撑杆2互相平行设置，所述与同一根调节杆1铰接的两个支撑杆2与所述同一根调节杆1之间的夹角相等。如此设置，可保证柔性轮圈6受力平衡。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的以驱动法兰盘5的中心轴线相对称设置的两个滑杆3的滑动距离相等。可保证柔性轮圈6受力平衡。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。
工作原理：本发明由调节杆1、支撑杆2、滑杆3和驱动法兰盘5组成了一个空间的曲柄滑块机构。正常行驶时本发明处于类椭圆形状态(近似椭圆形状)，车轮外形随受力而发生改变，同一根调节杆1铰接的两个支撑杆2同时发生位置变化，车轮外形始终保持中心对称，即车轮保持类椭圆形状。
Claims (5)
1.一种探测机器人柔性类椭圆车轮，所述车轮包括轮毂(14)和驱动法兰盘(5)；其特征在于：所述车轮还包括至少三根调节杆(1)、至少六根支撑杆(2)、至少六根滑杆(3)、至少六个弹簧(4)、至少六个限位块(12)、柔性轮圈(6)和多个齿片(7)；所述驱动法兰盘(5)的圆周端面上均布开有至少六个凹槽(13)，每个凹槽(13)内装有一个弹簧(4)，每个凹槽(13)内固装有一个限位块(12)，所述驱动法兰盘(5)固装在轮毂(14)中的减速器(11)的输出轴上，所述至少三根调节杆(1)沿驱动法兰盘(5)的圆周均布，每根调节杆(1)的中部装在轮毂中的减速器(11)的输出轴的轴端上并与其铰接，每根调节杆(1)的两端与柔性轮圈(6)的内缘之间各设置有一根支撑杆(2)，所述至少六根滑杆(3)沿驱动法兰盘(5)的圆周均布，支撑杆(2)的一端与调节杆(1)的端部铰接，支撑杆(2)的另一端与滑杆(3)铰接，滑杆(3)的一端与柔性轮圈(6)的内缘固接，滑杆(3)的另一端与相对应的弹簧(4)的一端固接，弹簧(4)的另一端与驱动法兰盘(5)固接，滑杆(3)在驱动法兰盘(5)上相应的凹槽(13)内径向滑动，滑杆(3)移动位置通过限位块(12)限位，所述柔性轮圈(6)的外缘上固装有多个齿片(7)，支撑杆(2)、滑杆(3)、弹簧(4)和限位块(12)的数量分别是调节杆(1)数量的二倍，支撑杆(2)与滑杆(3)之间的夹角α为锐角。
2.根据权利要求1所述一种探测机器人柔性类椭圆车轮，其特征在于：所述多个齿片(7)沿柔性轮圈(6)外缘的圆周均布。
3.根据权利要求1或2所述一种探测机器人柔性类椭圆车轮，其特征在于：所述轮毂(14)由驱动电机(8)、悬架连接法兰(9)、电机套(10)和减速器(11)组成；所述驱动电机(8)安装在电机套(10)的内部，驱动电机(8)的输出轴与减速器(11)的输入轴连接，悬架连接法兰(9)固定套装在电机套(10)上。
4.根据权利要求3所述一种探测机器人柔性类椭圆车轮，其特征在于：与同一根调节杆(1)铰接的两个支撑杆(2)互相平行设置，所述与同一根调节杆(1)铰接的两个支撑杆(2)与所述同一根调节杆(1)之间的夹角相等。
5.根据权利要求1、2或4所述一种探测机器人柔性类椭圆车轮，其特征在于：以驱动法兰盘(5)的中心轴线相对称设置的两个滑杆(3)的滑动距离相等。
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