CN102700635A - 在车辆应用中操作铰接式扩展的机械功采样系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在车辆应用中操作铰接式扩展的机械功采样系统(10)；该系统应用于履带车辆(30)上，并包括至少一个支撑臂(40)和与所述支撑臂连接的辅助履带(22；23)；所述支撑臂(40)能够配置成旋转构造，在该旋转构造中，所述支撑臂通过采样来自履带车辆(30)的主推进器的功而相对于第一端(41)旋转。

Description

在车辆应用中操作铰接式扩展的机械功采样系统

技术领域

本发明涉及一种机械功系统，更具体地，本发明涉及一种在车辆应用中操作铰接式扩展的机械功采样系统。

背景技术

众所周知，履带车辆可以在非结构化环境下轻松行驶，并且可以越过较高的障碍。行驶于崎岖地形以及越过台阶的能力归因于多种因素，这些因素中至少包括履带的结构和车辆的重心。

履带车辆高度的灵活性在地面机器人领域特别有用，其中越过高台阶或者台阶斜坡的能力通常是很重要的要求。

然而同时，履带车辆通常必须携带传感器和执行器，其存在和位置针对各种情况依据其所进行的应用或任务而限定。

这给应用于地面机器人的履带车辆的重心的准确定位带来了一定的不确定度。代替仅单独参考履带车辆的是，所述的重心只有在确定了所要携带的整套的传感器和执行器之后才能被计算出来；然而，如果执行器是移动部件，或其操作带来了构造上的任意改变，这都将给车辆的重心位置带来不可忽略的变化。

在越过一些类型的障碍物时，应用于地面机器人的履带车辆的重心计算的不确定性通常是个问题，这可能危害车辆的稳定性，甚至，最坏的情况下，导致车辆的倾覆。

上述问题在所谓的无人驾驶车辆领域已经部分解决；在这种情况下，铰接式扩展被添加至车轮和履带上。虽然这些机械扩展是可以给车辆的长度带来多种控制的装置，从而在翻越障碍时可以使车辆更加稳定且不易于倾覆，但同时也增加了整个机电设备的整体复杂度。事实上，每个扩展需要至少一个额外的执行器来控制其高度或宽度，并且当扩展的履带由车辆的主履带自动控制时，还需要至少一个额外的执行器。

发明内容

因此，本发明的目的是公开一种在车辆应用中操作铰接式扩展的机械功采样系统，其摒除了上述的缺点。

依据本发明，提供了一种在车辆应用中操作铰接式扩展的机械功采样系统，如第一个权利要求所述。

附图说明

现在将结合附图通过非限制性的实施例来描述本发明，其中：

图1是安装了依据本发明的在车辆应用中操作铰接式扩展的机械功采样系统的履带车辆的一部分的侧视图；

图2示出了图1的细节的平面图；

图3和图4分别示出了依据本发明的系统的第一和第二构造；

图5详细示出了依据本发明的系统的支撑臂；

图6详细示出了属于依据本发明的系统的滑轮的透视图。

具体实施方式

现在参照附图1，附图标记10总体上表示在车辆应用中操作铰接式扩展的机械功采样系统。

系统10基于履带车辆30的履带的多种几何结构的实际使用的认知，且特别设计成用于越过台阶或台阶斜坡。

具体地，履带车辆30具有：第一对主履带21，分别位于车辆自身的左侧和右侧；以及多个系统10，每个系统包括至少一个辅助履带。

因此，图1中示出的车辆30包括第二和第三对辅助履带22、23，其分别如下布置：

-第二对辅助履带22位于车辆30的前部，其中第二对辅助履带包括安装在左侧上的一个履带和安装在右侧上的一个履带；为此，一对依据本发明的系统10装配在车辆30的前部；

-第三对辅助履带23位于车辆30的后部，其中第三对辅助履带包括安装在左侧上的一个履带和安装在右侧上的一个履带；因此，一对依据本发明的系统10也安装在车辆30的后部。

辅助履带与主履带21运行方向相同。

具体地，第二和第三对辅助履带22、23安装在多个支撑臂40上，每个支撑臂都具有：约束至轴线上的第一端41，该轴线与装有第一对主履带21的履带的从动或驱动轮的轴线重合；以及第二端42，该第二端上安装有相应的第一从动轮44，该第一从动轮能够与第二从动轮45(图1中未示出，因为被主履带的驱动轮32挡住了)一起张紧辅助履带，该第二从动轮绕着与第一从动轮44的轴线平行的轴线旋转。

例如，在图1中，第三对辅助履带23分别具有被约束于一对主履带21的驱动轮32上的左和右支撑臂40；驱动轮32由至少一个主推进器50驱动旋转，该主推进器示意性地由方框简单示出。

每个支撑臂40都可以绕着第一端41旋转，从而第二和第三对履带22、23的辅助履带可以相对于履带车辆30移动的地面100的平面向上或向下倾斜可变角度α。

图2是图1的细节的平面图，示出了履带车辆30的底盘60，轴约束在其上，驱动轮32绕着轴旋转，驱动轮通过在与z轴平行的一对轴线上转动的驱动带51从主推进器50接收运动。

轴向安装于支撑臂40上的辅助履带的第二从动轮45也连接于该轴上。

每个支撑臂40都能相对于轴沿与其轴线正交的方向滑动，即，相对于车辆30向前运动的方向可以向左或向右侧滑，如图2的箭头a所示，即，平行于Z轴。

因此，每一个支撑臂40都具有第一和第二操作构造。

在第一操作构造中，如图3详细所示，在支撑臂40和底盘60之间例如且不限于通过锥齿轮发生联接。

相反，如图4详细所示，第二操作构造相应于支撑臂40和主推进器50之间的联接，通过由所述推进器驱动并轴向地安装在轴上的从动滑轮70发生该联接。

当从第一向第二操作构造转换时，与支撑臂40相关联的第一和第二从动轮44、45相对于臂本身在轴向位置保持运行；空转时，它们在主推进器50运行时可相对于支撑臂40旋转。

然而，虽然在第一操作构造中支撑臂40锁定到固定的角度α，但是在第二操作构造中支撑臂40在第一端41上旋转，并从主推进器50脱离工作。

如前所述，支撑臂40的第一端41和从动滑轮70之间的联接通过使用锥齿轮完成；然而，相似的系统也可以采用一对离合器，其安装于支撑臂40的旋转轴线上。

在这种情况下，如图5所示，支撑臂40的第一端41具有圆柱形本体41a，在使用时，圆柱形本体至少部分地插入从动滑轮的本体；圆柱形本体41a的端部以中空凸起式截头圆锥段41b结束。

如图6所示，从动滑轮70也是中空的且具有以凹入式截头圆锥段71a终止的一端部，在使用时，截头圆锥段71a相对地与圆柱形本体41a的端部联接。

在第一操作构造中，截头圆锥端部彼此不接触，以便臂锁定在预定的角度。

相反，在第二操作构造中，截头圆锥段端部彼此接近，从而具有这样的构造，即它们相对地相互联接；从而从动滑轮和支撑臂40联接到一起，支撑臂40的旋转可以通过主推进器50控制。

最后，依据本发明的系统1具有限制开关(未示出)，其可以连接至额外的安全装置，从而保证支撑臂40在具体应用并结合车辆尺寸所需的角度空间中被合理使用。

从上述描述中，可清楚看出在车辆应用中操作铰接式扩展的机械功采样系统的优点。具体地，其可以改变履带车辆重心的位置，同时还可以越过障碍，这些障碍通常可能导致车辆倾翻或至少会危害其稳定性。

依据本发明的系统容易设计和制造，由此使得履带车辆辆的最终成本保持尽可能低。

然而在不脱离所附权利要求提出的保护范围的情况下，所述的系统可进行一些变形、修改和附加，这些对于本领域的技术人员而言是显而易见的。

特别地，可清楚得知，附图中示出和上述所述的截头圆锥联接可以等效地由布置于支撑臂旋转轴线上的离合器连接方式代替。

Claims (10)

1.一种在车辆应用中操作铰接式扩展的机械功采样系统(10)；所述系统能应用在履带车辆(30)上，并且包括至少一个支撑臂(40)和与所述支撑臂(40)相关联的辅助履带(22；23)；所述支撑臂(40)能够配置成旋转构造，在所述旋转构造中，所述支撑臂通过采样来自所述履带车辆(30)的推进器的功而相对于第一端(41)旋转。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述支撑臂包括另一个构造，在所述另一个构造中，所述支撑臂相对于所述履带车辆(30)固定。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述支撑臂(40)还包括与所述第一端相对的第二端(42)；所述系统(10)还包括分别定位在所述第一端和第二端(41、42)上的第一轮和第二轮(44、45)，所述辅助履带(22；23)安装在所述第一轮和第二轮上。

4.如权利要求1所述的系统，还包括摩擦装置，所述摩擦装置能够与所述支撑臂(40)的一端联接。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述摩擦装置包括至少一个滑轮(70)。

6.如权利要求5所述的系统，其中，所述滑轮(70)包括截头圆锥段(71a)，并且其中所述支撑臂(40)在其一端上具有以截头圆锥段结束的本体(41a)；所述滑轮(70)的所述截头圆锥段(71a)以及所述本体(41a)的所述截头圆锥段(41b)在使用时能够相互联接。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述滑轮(70)的所述截头圆锥段(71a)以及所述本体(41a)的所述截头圆锥段(41b)分别为凸起和凹入的类型或者分别为凹入和凸起的类型。

8.一种履带车辆(30)，其包括如权利要求1-7所述的在车辆应用中操作铰接式扩展的机械功采样系统(10)。

9.如权利要求8所述的履带车辆(30)，其被具体设计成适用于越过台阶和斜披，所述履带车辆包括一对主履带(21)，每个主履带都安装在至少一对车轮上，并且其中每个所述主履带(21)的所述一对车轮中的每个车轮都安装有如权利要求1-7所述的系统(10)。

10.如权利要求8所述的履带车辆，其能够用于在地面(100)上移动，并且其中所述系统(10)的所述支撑臂(40)在处于所述旋转构造中时改变其自身与所述地面(100)之间的角度(α)。

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