CN103481736A

CN103481736A - 新型水陆两栖行走机构

Info

Publication number: CN103481736A
Application number: CN201310480381.3A
Authority: CN
Inventors: 吴子岳; 祁杰; 向文琦; 薛宸楠; 高亢; 何青义; 石祥
Original assignee: Shanghai Maritime University
Current assignee: Shanghai Maritime University; Shanghai Ocean University
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2014-01-01

Abstract

本发明公开了一种新型水陆两栖行走机构，该行走机构能够只需依靠两个驱动便可以灵活的实现陆地和水面两种运动方式，其中主要包括陆地行走机构——六个轮子和两条履带，水中推进装置——三组浆叶和底盘，切换机构——轴承、轴套、轴承夹套、小螺钉、平键、夹套导轨、摩擦器、离合器、空心轴和实心轴，三个控制箱、三个双活塞液压缸、两组液位传感控制单元，两组蓄电池，两个电机，六个密封部件，两组传动齿轮副，用于带动其它轮子运动的两条V型带，六个带轮等。该行走机构能迅速感受到机器人外部环境的变化从而实现两种运动状况的切换，为海洋工程装备中水陆两栖机器人的研究提供了设计基础。

Description

新型水陆两栖行走机构

技术领域

本发明涉及一种能够在水陆两种环境中工作的新型水陆两栖行走机构。

背景技术

目前，国内外对于河海资源的开发、利用、探测等需要一种能够在浅滩、滩涂、湖泊等环境中能够实现运动的水陆两栖机器人，该机器人需要具备结构简单，紧凑，体积小的特点，然而行走机构在两栖机器人设计中占有重要的位置，是整个机器人构成中一个不可缺少的部分，与构成机器人的各种要素有着千丝万缕的关系。根据两栖机器人驱动机构和运动形式的不同, 现有的两栖机器人大致可以分为单一驱动型和复合驱动型两大类，然而单一驱动方式的两栖机器人, 无论是多足式、波动式、轮式、履带式等, 都很难完全满足机器人在水中或者在陆地上的很多要求，复合驱动机构成为近年来两栖机器人研究的一个重点。为了实现两栖机器人分别在水中和陆地上多种模式下的高性能运动，本发明设计一种新式的水陆两栖机器人行走机构，不仅能够在水中灵活运动也可以在陆地甚至滩涂中运动不会沉陷到滩涂中，该行走机构仅用两个驱动电机就可以实现水陆两种状况下的运动。

发明内容

为实现结构简单，紧凑，体积小的特点，本发明中设计出的新型水陆两栖行走机构能够满足多方面的需求，能够为海洋工程装备系中两栖机器人的研究设计提供良好的基础。本发明采用如下的技术方案：

新型水陆两栖行走机构，包括陆地行走机构、水中推进装置、切换机构、三个双活塞液压缸、三个控制箱、两组液位传感控制单元、两组蓄电池、两个电机、六个密封部件、两组传动齿轮副、两条V型带和六个带轮，其特征在于所述陆地行走机构包括六个轮子和两条履带，所述水中推进装置包括三组桨叶和底盘，所述切换机构包括轴承、轴套、轴承夹套、小螺钉、平键、夹套导轨、摩擦器、离合器、空心轴和实心轴。

所述切换机构一共有六个，每个双活塞液压缸两端分别连接一个切换机构，所述三个控制箱等距离安置在地盘上部，所述双活塞液压缸固定在控制箱上部，所述双活塞液压缸两端的活塞杆和实心轴通过轴承由轴承架套连接，轴承架套一端与活塞杆内端部由大螺钉连接，活塞杆圆周部与轴承外圈焊接连接，轴承内圈和实心轴过盈配合。

所述轮子与空心轴端部相连，所述浆叶与实心轴相连，并且实心轴穿过空心轴，在轮子外端空心轴和实心轴处连接有密封部件。

所述轴承夹套下面有一个夹套导轨固定在底盘上。

所述离合器一部分通过小螺钉与空心轴上的轴套连接，另一部分和实心轴通过平键连接，所述摩擦器一部分固定在底盘上，另一部分环绕着实心轴。

本发明的优点是，只需要依靠两个驱动便可以灵活的实现陆地和水面两种运动方式，并且能够在滩涂或者浅滩中稳定的运动，不会沉陷下去。该行走机构简单灵活,运用到了两组液位传感控制单元检测所处的周围环境，当检测到相应信号后将信号传递给三个控制箱，从而同步控制切换机构，实现陆地和水面两种环境中运动状态的切换，具有结构简单紧凑和体积小，便于控制的特点，为设计新型水陆两栖机器人垫定了基础。

附图说明

图1是本发明新型水陆两栖行走机构结构布置图。

图2是本发明新型水陆两栖行走机构部分内部结构剖视图。

图3是本发明新型水陆两栖行走机构外部俯视图。

具体实施方式：

结合附图对本发明做进一步说明。

如图所示：新型水陆两栖行走机构，包括陆地行走机构——六个轮子1和两条履带2，水中推进装置---------六组浆叶8以及底盘12，切换机构——轴承24、轴套19、轴承夹套14、小螺钉18、大螺钉23、夹套导轨6、摩擦器16、离合器17、平键22、空心轴21和实心轴20，三个控制箱13、三个双活塞液压缸7、两组液位传感控制单元15，两组蓄电池5，两个电机11，六个密封部件9，两组传动齿轮副10，用于带动其它轮子运动的两条V型带3和六个带轮4。

本发明中用于在陆地和水面两种环境中自主行进的行走机构的操作过程如下：首先，在该行走机构运动过程中，通过车身前后的两组液位传感控制单元15判断自身所处的环境，当位于陆地上运动时，液位传感器控制单元15检测不到信号，摩擦器16两部分处于分开状态，离合器17吸和，动力由两组蓄电池5带动两个电机11转动，然后通过两组传动齿轮副10使空心轴21和实行轴20同时带动轮子2和浆叶8转动，于此同时动力也将由六个带轮4带动V型带传递给其他部分，从而六个轮子1将带动两条履带2运动，从而实现了陆地上的运动。当行走机构由陆地进入水中时，两组液位传感控制单元15判断自身所处的环境，感受到进入水状态后，由三个控制箱13同步控制，使离合器17分开，摩擦器16啮合从而夹紧实心轴20，使之停止转动，然后摩擦器16停止工作，并且使双活塞液压缸7通过轴承夹套14在夹套导轨6上的运动将实心轴20推出去特定的距离，从而三组桨叶8将伸出，然后离合器17再次啮合，这样就可以实现了水陆两种运动状态的切换，并且在空心轴21和实心轴20端部安装有密封部件9，从而保证在切换过程中实心轴20和空心轴21的动态密封性。

Claims

1.新型水陆两栖行走机构，包括陆地行走机构、水中推进装置、切换机构、三个双活塞液压缸、三个控制箱、两组液位传感控制单元、两组蓄电池、两个电机、六个密封部件、两组传动齿轮副、两条V型带和六个带轮，其特征在于所述陆地行走机构包括六个轮子和两条履带，所述水中推进装置包括三组桨叶和底盘，所述切换机构包括轴承、轴套、轴承夹套、小螺钉、平键、夹套导轨、摩擦器、离合器、空心轴和实心轴。

2.根据权利要求1中所述的新型水陆两栖行走机构，其特征在于：所述切换机构一共有六个，每个双活塞液压缸两端分别连接一个切换机构，所述三个控制箱等距离安置在地盘上部，所述双活塞液压缸固定在控制箱上部，所述双活塞液压缸两端的活塞杆和实心轴通过轴承由轴承架套连接，轴承架套一端与活塞杆内端部由大螺钉连接，活塞杆圆周部与轴承外圈焊接连接，轴承内圈和实心轴过盈配合。

3.根据权利要求1中所述的新型水陆两栖行走机构，其特征在于：所述轮子与空心轴端部相连，所述浆叶与实心轴相连，并且实心轴穿过空心轴，在轮子外端空心轴和实心轴处连接有密封部件。

4.根据权利要求1中所述的新型水陆两栖行走机构，其特征在于：所述轴承夹套下面有一个夹套导轨固定在底盘上。

5.根据权利要求1中所述的新型水陆两栖行走机构，其特征在于：所述离合器一部分通过小螺钉与空心轴上的轴套连接，另一部分和实心轴通过平键连接，所述摩擦器一部分固定在底盘上，另一部分环绕着实心轴。