CN107323551A - 一种轮腿式越障行走装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轮腿式越障行走装置，包括轮式底盘（1）、总体支承框架（2）、越障组件（3）、越障轮组件（4）以及重心调整组件（5）；所述的轮式底盘（1）与市面上现有的轮式底盘结构相同，仅在部分装配尺寸上有所调整；本发明是一种轮腿式越障行走装置，它综合了轮式装置速度快和腿式装置越障能力强的优点，能够快速越过障碍物，到达指定区域，该装置运动性能好、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种行走装置，具体是一种轮腿式越障行走装置，属于车辆技术研究领域。
背景技术
现有的行走装置研究技术中，轮式移动装置速度快但越障能力差，腿式移动装置越障能力强但移动速度慢。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种轮腿式越障行走装置，它综合了轮式装置速度快和腿式装置越障能力强的优点，能够快速越过障碍物，到达指定区域，该装置运动性能好、效率高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种轮腿式越障行走装置，包括轮式底盘、总体支承框架、越障组件、越障轮组件以及重心调整组件；轮式底盘为轮腿式越障行走装置提供移动速度快的轮式移动方式，重心调整组件调节轮腿式越障行走装置的重心位置，越障组件为轮腿式越障行走装置提供腿式越障方式，从而组合成兼具移动速度快和越障能力强两个优点的运动装置，能够快速越过障碍物，到达指定区域，该装置运动性能好、效率高。
所述的轮式底盘与市面上现有的轮式底盘结构相同，仅在部分装配尺寸上有所调整；
所述的越障轮组件包括车轮、车轮轴、车轮旋转从动链轮、轴套一、车轮轴旋转轴承、车轮轴旋转轴承定位件、轴套二、叉形车轮架、车轮旋转链条、车轮旋转电机固定件、车轮旋转双轴电机以及车轮旋转主动链轮；车轮与车轮轴通过花键连接，并经轴肩和轴套二轴向定位；车轮旋转从动链轮有两个，均与车轮轴键连接，其中一个经轴肩和轴套一轴向定位，另一个经轴套二和轴套一轴向定位；车轮轴旋转轴承定位件有两个，分别与叉形车轮架的两端螺栓连接；车轮轴旋转轴承有两个，其内圈与车轮轴末尾轴段紧配合，外圈与叉形车轮架和车轮轴旋转轴承定位件组合成的沉孔紧配合，并通过轴套一和叉形车轮架与车轮轴旋转轴承定位件组合成的沉孔壁面轴向定位；车轮旋转双轴电机通过叉形车轮架和车轮旋转电机固定件固定位置，两个电机输出轴均与车轮旋转主动链轮螺栓固定；车轮旋转从动链轮、车轮旋转链条、车轮旋转双轴电机以及车轮旋转主动链轮组合成齿形链同步传动装置，车轮旋转双轴电机输出轴的转动，经链传动转化为车轮轴绕其轴线的旋转运动，从而带动车轮绕其轴线转动；
所述的越障组件包括越障组合件、越障轮伸缩液压缸缸筒、越障轮伸缩液压缸活塞杆以及越障轮伸缩保持杆；越障轮伸缩液压缸缸筒、越障轮伸缩液压缸活塞杆以及越障轮伸缩保持杆均有两组，分别位于越障组合件的两侧；越障轮伸缩液压缸缸筒与越障组合件焊接在一起，越障轮伸缩液压缸活塞杆与越障轮组件中的叉形车轮架焊接在一起；越障轮伸缩保持杆一组两根，一端焊接在叉形车轮架两侧，另一端穿过越障轮伸缩液压缸缸筒上的对应通孔，以防止越障轮伸缩液压缸活塞杆相对于越障轮伸缩液压缸缸筒的转动；从而构成两侧均有可伸缩越障轮并构成一定夹角的越障组件，在越障行走装置重心调整的前提下，通过两侧越障轮伸缩液压缸和越障轮组件的灵活运动，实现该装置的自适应越障功能；
所述的重心调整组件包括活塞驱动电机、活塞驱动减速器、活塞驱动联轴器、油缸缸盖、油缸缸体、油缸活塞、活塞驱动块、油缸缸底、活塞驱动滚珠丝杠以及油管；活塞驱动电机、活塞驱动减速器、活塞驱动联轴器、油缸缸盖、油缸缸体、油缸活塞、活塞驱动块以及油缸缸底均有两组，分别位于活塞驱动滚珠丝杠的两端；油缸缸盖、油缸缸体以及油缸缸底经螺栓连接，组合成重心调整组件的油缸主体并通过螺栓固定在总体支承框架上，油管将两个油缸连接起来，实现液压油的流通；活塞驱动减速器通过螺栓固定在油缸缸盖上，活塞驱动减速器的动力由活塞驱动电机提供，其输出轴连接活塞驱动联轴器一端，活塞驱动联轴器的另一端又与活塞驱动滚珠丝杠连接；活塞驱动块的内圈与活塞驱动滚珠丝杠螺纹配合，外端与油缸活塞螺栓连接；两个活塞驱动电机同步运动，其输出转矩经活塞驱动减速器放大，再由滚珠丝杠传动转换为两个油缸活塞在各自所在的油缸内沿其轴线方向的同步直线运动，从而改变两个油缸内液压油的体积，改变轮腿式越障行走装置两端的质量配比，进而改变其重心位置，为越障组件的工作提供前提条件。
所述的越障组合件和叉形车轮架采用铸造工艺制作而成。
所述的越障轮伸缩液压缸缸筒和越障轮伸缩液压缸活塞杆采用市面上常见的液压缸结构，并对末端进行相应处理以满足要求。
所述的越障组件中的越障组合件采用系列化尺寸，两套越障轮伸缩液压缸之间的夹角可根据实际需求，通过选用不同规格的越障组合件来调整。
所述的重心调整组件中的连接采用密封措施，以防止液压油的渗漏。
所述的重心调整组件中的油缸缸底上开有空气孔，以防止因油缸中无油腔空间密闭而导致油缸活塞的移动困难。
所述的油管有两根，以减轻油缸活塞的移动阻力。
所述的总体支承框架采用结构钢焊接而成，在保证承载能力的基础上做轻量化处理。
本发明是一种轮腿式越障行走装置，它综合了轮式装置速度快和腿式装置越障能力强的优点，能够快速越过障碍物，到达指定区域，该装置运动性能好、效率高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的轮腿式越障行走装置原理示意图；
图中：1、轮式底盘，2、总体支承框架，3、越障组件，4、越障轮组件，5、重心调整组件。
图2为本发明实施例提供的轮腿式越障行走装置主视图；
图3为本发明实施例提供的轮腿式越障行走装置俯视图；
图4为本发明实施例提供的轮腿式越障行走装置侧视图；
图5为本发明实施例提供的越障轮组件原理示意图；
图中：4.1、车轮，4.2、车轮轴，4.3、车轮旋转从动链轮，4.4、轴套一，4.5、车轮轴旋转轴承，4.6、车轮轴旋转轴承定位件，4.7、轴套二，4.8、叉形车轮架，4.9、车轮旋转链条，4.10、车轮旋转电机固定件，4.11、车轮旋转双轴电机，4.12、车轮旋转主动链轮。
图6为本发明实施例提供的越障组件原理示意图；
图中：3.1、越障组合件，3.2、越障轮伸缩液压缸缸筒，3.3、越障轮伸缩液压缸活塞杆，3.4、越障轮伸缩保持杆。
图7为本发明实施例提供的重心调整组件原理示意图；
图中：5.1、活塞驱动电机，5.2、活塞驱动减速器，5.3、活塞驱动联轴器，5.4、油缸缸盖，5.5、油缸缸体，5.6、油缸活塞，5.7、活塞驱动块，5.8、油缸缸底，5.9、活塞驱动滚珠丝杠，5.10、油管。
图8为本发明实施例提供的轮腿式越障行走装置越障原理示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1至图4，是本发明实施例提供的一种轮腿式越障行走装置原理示意图及三视图，它包括轮式底盘1、总体支承框架2、越障组件3、越障轮组件4以及重心调整组件5；轮式底盘1为轮腿式越障行走装置提供移动速度快的轮式移动方式，重心调整组件5调节轮腿式越障行走装置的重心位置，越障组件3为轮腿式越障行走装置提供腿式越障方式，从而组合成兼具移动速度快和越障能力强两个优点的运动装置，能够快速越过障碍物，到达指定区域，该装置运动性能好、效率高；
所述的轮式底盘1与市面上现有的轮式底盘结构相同，仅在部分装配尺寸上有所调整；
所述的总体支承框架2采用结构钢焊接而成，在保证承载能力的基础上做轻量化处理。
请参阅图5，是本发明实施例提供的一种轮腿式越障行走装置的越障轮组件原理示意图，它包括车轮4.1、车轮轴4.2、车轮旋转从动链轮4.3、轴套一4.4、车轮轴旋转轴承4.5、车轮轴旋转轴承定位件4.6、轴套二4.7、叉形车轮架4.8、车轮旋转链条4.9、车轮旋转电机固定件4.10、车轮旋转双轴电机4.11以及车轮旋转主动链轮4.12；车轮4.1与车轮轴4.2通过花键连接，并经轴肩和轴套二4.7轴向定位；车轮旋转从动链轮4.3有两个，均与车轮轴4.2键连接，其中一个经轴肩和轴套一4.4轴向定位，另一个经轴套二4.7和轴套一4.4轴向定位；车轮轴旋转轴承定位件4.6有两个，分别与叉形车轮架4.8的两端螺栓连接；车轮轴旋转轴承4.5有两个，其内圈与车轮轴4.2末尾轴段紧配合，外圈与叉形车轮架4.8和车轮轴旋转轴承定位件4.6组合成的沉孔紧配合，并通过轴套一4.4和叉形车轮架4.8与车轮轴旋转轴承定位件4.6组合成的沉孔壁面轴向定位；车轮旋转双轴电机4.11通过叉形车轮架4.8和车轮旋转电机固定件4.10固定位置，两个电机输出轴均与车轮旋转主动链轮4.12螺栓固定；车轮旋转从动链轮4.3、车轮旋转链条4.9、车轮旋转双轴电机4.11以及车轮旋转主动链轮4.12组合成齿形链同步传动装置，车轮旋转双轴电机4.11输出轴的转动，经链传动转化为车轮轴4.2绕其轴线的旋转运动，从而带动车轮4.1绕其轴线转动；
所述的叉形车轮架4.8采用铸造工艺制作而成。
请参阅图6，是本发明实施例提供的一种轮腿式越障行走装置的越障组件原理示意图，它包括越障组合件3.1、越障轮伸缩液压缸缸筒3.2、越障轮伸缩液压缸活塞杆3.3以及越障轮伸缩保持杆3.4；越障轮伸缩液压缸缸筒3.2、越障轮伸缩液压缸活塞杆3.3以及越障轮伸缩保持杆3.4均有两组，分别位于越障组合件3.1的两侧；越障轮伸缩液压缸缸筒3.2与越障组合件3.1焊接在一起，越障轮伸缩液压缸活塞杆3.3与越障轮组件4中的叉形车轮架4.8焊接在一起；越障轮伸缩保持杆3.4一组两根，一端焊接在叉形车轮架4.8两侧，另一端穿过越障轮伸缩液压缸缸筒3.2上的对应通孔，以防止越障轮伸缩液压缸活塞杆3.3相对于越障轮伸缩液压缸缸筒3.2的转动；从而构成两侧均有可伸缩越障轮并构成一定夹角的越障组件3，在越障行走装置重心调整的前提下，通过两侧越障轮伸缩液压缸和越障轮组件4的灵活运动，实现该装置的自适应越障功能；
所述的越障组合件3.1采用铸造工艺制作而成；
所述的越障组合件3.1采用系列化尺寸，两套越障轮伸缩液压缸之间的夹角可根据实际需求，通过选用不同规格的越障组合件3.1来调整；
所述的越障轮伸缩液压缸缸筒3.2和越障轮伸缩液压缸活塞杆3.3采用市面上常见的液压缸结构，并对末端进行相应处理以满足要求。
请参阅图7，是本发明实施例提供的一种轮腿式越障行走装置的重心调整组件原理示意图，它包括活塞驱动电机5.1、活塞驱动减速器5.2、活塞驱动联轴器5.3、油缸缸盖5.4、油缸缸体5.5、油缸活塞5.6、活塞驱动块5.7、油缸缸底5.8、活塞驱动滚珠丝杠5.9以及油管5.10；活塞驱动电机5.1、活塞驱动减速器5.2、活塞驱动联轴器5.3、油缸缸盖5.4、油缸缸体5.5、油缸活塞5.6、活塞驱动块5.7以及油缸缸底5.8均有两组，分别位于活塞驱动滚珠丝杠5.9的两端；油缸缸盖5.4、油缸缸体5.5以及油缸缸底5.8经螺栓连接，组合成重心调整组件5的油缸主体并通过螺栓固定在总体支承框架2上，油管5.10将两个油缸连接起来，实现液压油的流通；活塞驱动减速器5.2通过螺栓固定在油缸缸盖5.4上，活塞驱动减速器5.2的动力由活塞驱动电机5.1提供，其输出轴连接活塞驱动联轴器5.3一端，活塞驱动联轴器5.3的另一端又与活塞驱动滚珠丝杠5.9连接；活塞驱动块5.7的内圈与活塞驱动滚珠丝杠5.9螺纹配合，外端与油缸活塞5.6螺栓连接；两个活塞驱动电机5.1同步运动，其输出转矩经活塞驱动减速器5.2放大，再由滚珠丝杠传动转换为两个油缸活塞5.6在各自所在的油缸内沿其轴线方向的同步直线运动，从而改变两个油缸内液压油的体积，改变轮腿式越障行走装置两端的质量配比，进而改变其重心位置，为越障组件3的工作提供前提条件；
所述的重心调整组件5中的连接采用密封措施，以防止液压油的渗漏；
所述的重心调整组件5中的油缸缸底5.8上开有空气孔，以防止因油缸中无油腔空间密闭而导致油缸活塞5.6的移动困难；
所述的油管5.10有两根，以减轻油缸活塞5.6的移动阻力。
请参阅图8，是本发明实施例提供的一种轮腿式越障行走装置的越障原理示意图。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种轮腿式越障行走装置，包括轮式底盘（1）、总体支承框架（2）、越障组件（3）、越障轮组件（4）以及重心调整组件（5）。
2.根据权利要求1所述的一种轮腿式越障行走装置，其特征在于，所述的越障轮组件（4）包括车轮（4.1）、车轮轴（4.2）、车轮旋转从动链轮（4.3）、轴套一（4.4）、车轮轴旋转轴承（4.5）、车轮轴旋转轴承定位件（4.6）、轴套二（4.7）、叉形车轮架（4.8）、车轮旋转链条（4.9）、车轮旋转电机固定件（4.10）、车轮旋转双轴电机（4.11）以及车轮旋转主动链轮（4.12）；车轮（4.1）与车轮轴（4.2）通过花键连接，并经轴肩和轴套二（4.7）轴向定位；车轮旋转从动链轮（4.3）有两个，均与车轮轴（4.2）键连接，其中一个经轴肩和轴套一（4.4）轴向定位，另一个经轴套二（4.7）和轴套一（4.4）轴向定位；车轮轴旋转轴承定位件（4.6）有两个，分别与叉形车轮架（4.8）的两端螺栓连接；车轮轴旋转轴承（4.5）有两个，其内圈与车轮轴（4.2）末尾轴段紧配合，外圈与叉形车轮架（4.8）和车轮轴旋转轴承定位件（4.6）组合成的沉孔紧配合，并通过轴套一（4.4）和叉形车轮架（4.8）与车轮轴旋转轴承定位件（4.6）组合成的沉孔壁面轴向定位；车轮旋转双轴电机（4.11）通过叉形车轮架（4.8）和车轮旋转电机固定件（4.10）固定位置，两个电机输出轴均与车轮旋转主动链轮（4.12）螺栓固定；车轮旋转从动链轮（4.3）、车轮旋转链条（4.9）、车轮旋转双轴电机（4.11）以及车轮旋转主动链轮（4.12）组合成齿形链同步传动装置，车轮旋转双轴电机（4.11）输出轴的转动，经链传动转化为车轮轴（4.2）绕其轴线的旋转运动，从而带动车轮（4.1）绕其轴线转动。
3.根据权利要求1所述的一种轮腿式越障行走装置，其特征在于，所述的越障组件（3）包括越障组合件（3.1）、越障轮伸缩液压缸缸筒（3.2）、越障轮伸缩液压缸活塞杆（3.3）以及越障轮伸缩保持杆（3.4）；越障轮伸缩液压缸缸筒（3.2）、越障轮伸缩液压缸活塞杆（3.3）以及越障轮伸缩保持杆（3.4）均有两组，分别位于越障组合件（3.1）的两侧；越障轮伸缩液压缸缸筒（3.2）与越障组合件（3.1）焊接在一起，越障轮伸缩液压缸活塞杆（3.3）与越障轮组件（4）中的叉形车轮架（4.8）焊接在一起；越障轮伸缩保持杆（3.4）一组两根，一端焊接在叉形车轮架（4.8）两侧，另一端穿过越障轮伸缩液压缸缸筒（3.2）上的对应通孔，以防止越障轮伸缩液压缸活塞杆（3.3）相对于越障轮伸缩液压缸缸筒（3.2）的转动；从而构成两侧均有可伸缩越障轮并构成一定夹角的越障组件（3），在越障行走装置重心调整的前提下，通过两侧越障轮伸缩液压缸和越障轮组件（4）的灵活运动，实现该装置的自适应越障功能。
4.根据权利要求1所述的一种轮腿式越障行走装置，其特征在于，所述的重心调整组件（5）包括活塞驱动电机（5.1）、活塞驱动减速器（5.2）、活塞驱动联轴器（5.3）、油缸缸盖（5.4）、油缸缸体（5.5）、油缸活塞（5.6）、活塞驱动块（5.7）、油缸缸底（5.8）、活塞驱动滚珠丝杠（5.9）以及油管（5.10）；活塞驱动电机（5.1）、活塞驱动减速器（5.2）、活塞驱动联轴器（5.3）、油缸缸盖（5.4）、油缸缸体（5.5）、油缸活塞（5.6）、活塞驱动块（5.7）以及油缸缸底（5.8）均有两组，分别位于活塞驱动滚珠丝杠（5.9）的两端；油缸缸盖（5.4）、油缸缸体（5.5）以及油缸缸底（5.8）经螺栓连接，组合成重心调整组件（5）的油缸主体并通过螺栓固定在总体支承框架（2）上，油管（5.10）将两个油缸连接起来，实现液压油的流通；活塞驱动减速器（5.2）通过螺栓固定在油缸缸盖（5.4）上，活塞驱动减速器（5.2）的动力由活塞驱动电机（5.1）提供，其输出轴连接活塞驱动联轴器（5.3）一端，活塞驱动联轴器（5.3）的另一端又与活塞驱动滚珠丝杠（5.9）连接；活塞驱动块（5.7）的内圈与活塞驱动滚珠丝杠（5.9）螺纹配合，外端与油缸活塞（5.6）螺栓连接；两个活塞驱动电机（5.1）同步运动，其输出转矩经活塞驱动减速器（5.2）放大，再由滚珠丝杠传动转换为两个油缸活塞（5.6）在各自所在的油缸内沿其轴线方向的同步直线运动，从而改变两个油缸内液压油的体积，改变轮腿式越障行走装置两端的质量配比，进而改变其重心位置，为越障组件（3）的工作提供前提条件。
5.根据权利要求1所述的一种轮腿式越障行走装置，其特征在于，所述的越障组合件（3.1）和叉形车轮架（4.8）采用铸造工艺制作而成。
6.根据权利要求1所述的一种轮腿式越障行走装置，其特征在于，所述的越障轮伸缩液压缸缸筒（3.2）和越障轮伸缩液压缸活塞杆（3.3）采用市面上常见的液压缸结构，并对末端进行相应处理以满足要求。
7.根据权利要求1所述的一种轮腿式越障行走装置，其特征在于，所述的越障组件（3）中的越障组合件（3.1）采用系列化尺寸，两套越障轮伸缩液压缸之间的夹角可根据实际需求，通过选用不同规格的越障组合件（3.1）来调整。
8.根据权利要求1所述的一种轮腿式越障行走装置，其特征在于，所述的重心调整组件（5）中的连接采用密封措施，以防止液压油的渗漏。
9.根据权利要求1所述的一种轮腿式越障行走装置，其特征在于，所述的重心调整组件（5）中的油缸缸底（5.8）上开有空气孔，以防止因油缸中无油腔空间密闭而导致油缸活塞（5.6）的移动困难。
10.根据权利要求1所述的一种轮腿式越障行走装置，其特征在于，所述的油管（5.10）有两根，以减轻油缸活塞（5.6）的移动阻力。
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