CN105667618A - 一种可越障的仿生底盘 - Google Patents

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张袁元
陈家栋
宋晨朕
高成都
张桐源
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Abstract

本发明公开了一种可越障的仿生底盘，包括钢化车架、仿生行驶机构、后履带轮和电子硬件系统，钢化车架的对称两侧均设有仿生行驶机构和后履带轮，其中所述钢化车架由双层钢化底板和钢化侧板组成，所述仿生行使机构由前履带轮和机械仿生腿组成，所述后履带轮由特种履带二、支撑杆、驱动轮、承重轮、减和直流电机组成，所述电子硬件系统由驱动模板、控制模板和直流电源组成，电子硬件系统安装在双层钢化底板的下层的后方。本发明采用仿生结构设计，可适应多种地形，使行驶中的履带轮的外形根据地形自动地调节，并且具有减震和缓冲的功能，与传统底盘相比，有较好的越障缓冲能力，并且可远程遥控等特点，在社会生活领域和国防军事领域有着重要的意义。

Description

一种可越障的仿生底盘
技术领域
本发明涉及一种仿生底盘，尤其涉及一种可越障的仿生底盘，属于社会生活和军事领域。
背景技术
随着社会生产生活的提高和军事反恐领域的发展，人们对机器人的研究的逐渐深入，对机器人各种能力的要求不断提高，比如提升机器人的电池续航能力、增加机械手臂的灵活度、增强排爆机器人底盘的越障能力等。在国外，适用于多种地形的越障底盘的研究起步早，比如俄罗斯的MRK-27-BT战斗机器人底盘，适合在复杂的战场地形行进，目前已进入实用阶段。而我国对越障底盘技术的研究仍处于起步阶段，不能够适应多种地形，没有较高的越障和缓冲能力。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的缺陷，公开了一种可越障的仿生底盘，该底盘采用仿生结构设计，安装了缓冲和减震装置，在行驶时，后履带轮可根据地形自动地调节外形，以便适应多种地形，有较高越障和缓冲能力，且具有可远程遥控的特点，在社会生活领域和国防军事领域有着重要的意义。
本发明采用的技术方案是：一种可越障的仿生底盘，包括钢化车架、仿生行驶机构、后履带轮和电子硬件系统，钢化车架的对称两侧均设有仿生行驶机构和后履带轮，其中所述钢化车架由双层钢化底板和钢化侧板组成，所述仿生行使机构由前履带轮和机械仿生腿组成，所述后履带轮由特种履带二、支撑杆、驱动轮、承重轮、减和直流电机组成，所述电子硬件系统由驱动模板、控制模板和直流电源组成，电子硬件系统安装在双层钢化底板的下层的后方。
在本发明中：所述的双层钢化底板上设有圆形和长方形的通孔，通孔可以承载和安装电子硬件系统和其他机械结构；所述的钢化侧板组分别安装在双层钢化底板两侧的后方，钢化侧板组用来安装和固定后履带轮。
在本发明中：所述的前履带轮由特种履带一、承载轮和保持架组成；所述的机械仿生腿由金属架、前、后舵机和减震器组成，其中前舵机通过保持架带动前履带轮在垂直于钢化车架的方向上旋转，后舵机带动金属架在垂直于钢化车架的方向上旋转，金属架连接减震器，起缓冲和减震的作用。
在本发明中：所述后履带轮中的特种履带二由底盘两端的2对承重轮和1只驱动轮支撑特种履带二由高强度橡胶制成，所述的直流电机安装在双层钢化底板的下方，带动驱动轮使特种履带二转动，特种履带二由承重轮、支撑杆和减震器支撑，特种履带二的内部结构可根据不同地形自动调整行驶中的后履带轮的外形。
在本发明中：所述的控制模板由Arduino处理器、WIFI接收与发射模块组成，WIFI接收与发射模块接收电脑传送的WIFI信号并发送给Arduino处理器，Arduino处理器控制驱动模板，驱动模板使驱动轮上的直流电机维持一定转速，并控制机械仿生腿上的前、后舵机转动，其中直流电源给驱动模板供电，并通过控制模板分别给Arduino处理器和WIFI接收与发射模块供电。
在本发明中：所述的减震器为小型弹簧减震器，分别安装在机械仿生腿与双层钢化底板之间以及支撑杆与支撑杆之间，起到减震和缓冲的作用。
采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：本发明采用仿生结构设计，可适应多种地形，其履带轮内部的特殊结构设计，使行驶中的履带轮的外形根据地形自动地调节，并且具有减震和缓冲的功能，与传统底盘相比，有较好的越障缓冲能力，并且可远程遥控等特点，在社会生活领域和国防军事领域有着重要的意义。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中钢化车架的结构示意图；
图3为本发明中仿生行驶机构的结构示意图；
图4为本发明中后履带轮的结构示意图；
图5为本发明中电子硬件系统的结构示意图；
图6为本发明中电子硬件系统的原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
由图1-6可见，一种可越障的仿生底盘，由钢化车架（1）、仿生行驶机构（2）、后履带轮（3）和电子硬件系统（4）组成。
所述钢化车架（1）由双层钢化底板（5）和钢化侧板组（6）成，所述双层钢化底板（5）上设有圆形和长方形的通孔（7），可以承载和安装电子硬件系统（4）和其他机械结构；所述钢化侧板组（6）分别安装在双层钢化底板（5）两侧的后方，钢化侧板组（6）用来安装和固定后履带轮（3）；
所述仿生行使机构（2）由前履带轮（8）和机械仿生腿（11）组成，所述前履带轮（8）由特种履带一（16）、承载轮（9）和保持架（15）组成；所述机械仿生腿（11）由金属架（14）、前、后舵机（10）（13）和减震器（12）组成，机械仿生腿（11）以蚂蚁前肢为原型，具有较高的越障、攀爬的能力，其前舵机（10）通过保持架（15）带动前履带轮（8）在垂直于钢化车架（1）的方向上旋转，后舵机（13）带动金属架（14）在垂直于钢化车架（1）的方向上旋转，金属架（14）连接减震器（12），起缓冲和减震的作用；
所述后履带轮（3）由特种履带二（21）、支撑杆（18）（19）（22）（24）（28）、驱动轮（23）、承重轮（17）（20）（26）（29）、减震器（25）、弹簧（27）和直流电机（35）（图4中仅表示直流电机的安装位置）组成，直流电机（35）安装在双层钢化底板（5）的下方，直流电机（35）带动驱动轮（23）使特种履带二（21）转动，特种履带二（21）由承重轮（17）（20）（26）（29）、支撑杆（18）（19）（22）（24）（28）和减震器（25）支撑，该内部结构，可根据不同地形自动调整行驶中的后履带轮（3）的外形，其中承重轮（20）和驱动轮（23）固定在图3所示与钢化车架（1）的相对位置上；
所述电子硬件系统（4）由驱动模板（34）、控制模板（33）和直流电源（30）组成，所述控制模板（33）由Arduino处理器（31）和WIFI接收与发射模块（32）组成，直流电源（30）给驱动模板（34）供电，通过控制模板（33）分别给Arduino处理器（31）和WIFI接收与发射模块（32）供电，驱动模板（34）控制直流电机（30）和前、后舵机（10）（13）转动；电子硬件系统（4）安装在双层钢化底板（5）的下层的后方。
本发明在控制信号辐射的范围内工作，WIFI接收与发射模块（32）接收电脑传送的WIFI信号并发送给Arduino处理器（31），Arduino处理器（31）控制驱动模板（34），驱动模板（34）使驱动轮（23）上的直流电机（35）维持一定转速，并控制机械仿生腿（11）上的前、后舵机（10）（13）转动。
上述结合附图表达了本发明的基本原理、主要特征和主要优点，但本发明的具体实现不受上述方式的限制，本发明会根据实际情况进行适当地优化，只要采用了本发明的构思和技术方案直接应用或是进行非根本性的革新，均落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种可越障的仿生底盘，其特征在于：包括钢化车架、仿生行驶机构、后履带轮和电子硬件系统，钢化车架的对称两侧均设有仿生行驶机构和后履带轮，其中所述钢化车架由双层钢化底板和钢化侧板组成，所述仿生行使机构由前履带轮和机械仿生腿组成，所述后履带轮由特种履带二、支撑杆、驱动轮、承重轮、减和直流电机组成，所述电子硬件系统由驱动模板、控制模板和直流电源组成，电子硬件系统安装在双层钢化底板的下层的后方。
2.根据权利要求1所述的一种可越障的仿生底盘，其特征在于：所述的双层钢化底板上设有圆形和长方形的通孔，通孔可以承载和安装电子硬件系统和其他机械结构；所述的钢化侧板组分别安装在双层钢化底板两侧的后方，钢化侧板组用来安装和固定后履带轮。
3.根据权利要求1所述的一种可越障的仿生底盘，其特征在于：所述的前履带轮由特种履带一、承载轮和保持架组成；所述的机械仿生腿由金属架、前、后舵机和减震器组成，其中前舵机通过保持架带动前履带轮在垂直于钢化车架的方向上旋转，后舵机带动金属架在垂直于钢化车架的方向上旋转，金属架连接减震器，起缓冲和减震的作用。
4.根据权利要求1所述的一种可越障的仿生底盘，其特征在于：所述后履带轮中的特种履带二由底盘两端的2对承重轮和1只驱动轮支撑，特种履带二由高强度橡胶制成，所述的直流电机安装在双层钢化底板的下方，带动驱动轮使特种履带二转动，特种履带二由承重轮、支撑杆和减震器支撑，特种履带二的内部结构可根据不同地形自动调整行驶中的后履带轮的外形。
5.根据权利要求1所述的一种可越障的仿生底盘，其特征在于：所述的控制模板由Arduino处理器、WIFI接收与发射模块组成，WIFI接收与发射模块接收电脑传送的WIFI信号并发送给Arduino处理器，Arduino处理器控制驱动模板，驱动模板使驱动轮上的直流电机维持一定转速，并控制机械仿生腿上的前、后舵机转动，其中直流电源给驱动模板供电，并通过控制模板分别给Arduino处理器和WIFI接收与发射模块供电。
6.根据权利要求2或4所述的一种可越障的仿生底盘，其特征在于：所述的减震器为小型弹簧减震器，分别安装在机械仿生腿与双层钢化底板之间以及支撑杆与支撑杆之间，起到减震和缓冲的作用。
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