CN108909876A - 一种全向越障爬楼底盘 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种底盘,更具体的说是一种全向越障爬楼底盘,包括车架、越障轮组和辅助轮组,所述越障轮组包括支撑杆Ⅰ、轴向减震器Ⅰ、麦克纳姆轮Ⅰ、支撑杆Ⅱ、轴向减震器Ⅱ、全向轮、杆间减震器和电机Ⅰ,通过轴向减震器Ⅰ和轴向减震器Ⅱ之间铰接的杆间减震器可以对支撑杆Ⅰ和支撑杆Ⅱ产生一定的拉紧作用,支撑杆Ⅰ和支撑杆Ⅱ之间有相互靠近的力,轴向减震器Ⅰ和轴向减震器Ⅱ始终对麦克纳姆轮Ⅰ和全向轮有相对向下的力,保证麦克纳姆轮Ⅰ和全向轮在转动时始终与地面接触,辅助轮减震器对辅助支撑板始终有向下的力,使麦克纳姆轮Ⅱ在装置运动时始终与地面接触。
Description
技术领域
本发明涉及一种底盘,更具体的说是一种全向越障爬楼底盘。
背景技术
基于麦克纳姆轮技术的全方位运动设备可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式。这种全方位运输平台非常适合转运空间有限、作业通道狭窄的环境。但是麦轮实现各项移动的原理是通过各个轮之间的速度分配决定的,所以就要保证每个轮都要贴地,所以麦轮结构的底盘越障性能就极差,只要有一轮悬空就无法完成任务,所以平时用悬挂来减轻这个问题,但是对于路面不平整,有较多较大障碍的情况还是难以使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种全向越障爬楼底盘,可以麦轮底盘在保证全向移动的同时可以快速翻越大型的障碍,保证多个麦克纳姆轮可以同时与地面接触产生作用力。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种全向越障爬楼底盘,包括车架、越障轮组和辅助轮组,所述越障轮组包括支撑杆Ⅰ、轴向减震器Ⅰ、麦克纳姆轮Ⅰ、支撑杆Ⅱ、轴向减震器Ⅱ、全向轮、杆间减震器和电机Ⅰ,支撑杆Ⅰ和支撑杆Ⅱ相互铰接,支撑杆Ⅰ和支撑杆Ⅱ呈V字形,轴向减震器Ⅰ和轴向减震器Ⅱ之间铰接有杆间减震器(2-7)轴向减震器Ⅰ的一端固定连接在支撑杆Ⅰ上,轴向减震器Ⅰ的另一端转动连接有麦克纳姆轮Ⅰ,轴向减震器Ⅱ的一端固定连接在支撑杆Ⅱ上,轴向减震器Ⅱ的另一端转动连接有全向轮,电机Ⅰ连接在轴向减震器Ⅰ上,电机Ⅰ的输出轴固定连接在麦克纳姆轮Ⅰ上;
所述辅助轮组包括辅助支撑板、辅助折弯板、电机Ⅱ、麦克纳姆轮Ⅱ和辅助轮减震器,辅助折弯板固定连接在辅助支撑板上,电机Ⅱ连接在辅助折弯板上,麦克纳姆轮Ⅱ固定连接在电机Ⅱ的输出轴上,辅助轮减震器的一端铰接在辅助支撑板上;
所述支撑杆Ⅰ和支撑杆Ⅱ均转动连接在车架上,越障轮组对称设置有两个,辅助轮减震器的另一端铰接在车架上,辅助支撑板的上端铰接在车架上,辅助轮组对称设置有两个。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种全向越障爬楼底盘,所述车架包括车架体、越障轮组铰接板、辅助轮组铰接板和辅助轮减震器铰接板,越障轮组铰接板、辅助轮组铰接板和辅助轮减震器铰接板均对称设置有两个,两个越障轮组铰接板分别固定连接在车架体一端的两侧,两个辅助轮减震器铰接板分别固定连接在车架体另一端的两侧,两个辅助轮组铰接板分别固定连接在车架体的两侧,两个支撑杆Ⅰ和两个支撑杆Ⅱ分别转动连接在两个越障轮组铰接板上,两个辅助轮减震器的上端分别铰接在两个辅助轮减震器铰接板上,两个辅助支撑板的上端分别铰接在两个辅助轮组铰接板上。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种全向越障爬楼底盘,所述轴向减震器Ⅰ包括减震杆Ⅰ、滑动杆Ⅰ和压缩弹簧Ⅰ,滑动杆Ⅰ滑动连接在减震杆Ⅰ上,减震杆Ⅰ和滑动杆Ⅰ之间固定连接有压缩弹簧Ⅰ,减震杆Ⅰ固定连接在支撑杆Ⅰ上,麦克纳姆轮Ⅰ转动连接在滑动杆Ⅰ上,电机Ⅰ连接在滑动杆Ⅰ上。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种全向越障爬楼底盘,所述轴向减震器Ⅱ包括减震杆Ⅱ、滑动杆Ⅱ和压缩弹簧Ⅱ,滑动杆Ⅱ滑动连接在减震杆Ⅱ上,减震杆Ⅱ和滑动杆Ⅱ之间固定连接有压缩弹簧Ⅱ,减震杆Ⅱ固定连接在支撑杆Ⅱ上,全向轮转动连接在滑动杆Ⅱ上。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种全向越障爬楼底盘,所述杆间减震器上固定连接有拉伸弹簧。
作为本技术方案的进一步优化,本发明一种全向越障爬楼底盘,所述辅助轮减震器上固定连接有压缩弹簧Ⅲ。
本发明一种全向越障爬楼底盘的有益效果为:
本发明一种全向越障爬楼底盘,通过轴向减震器Ⅰ和轴向减震器Ⅱ之间铰接的杆间减震器可以对支撑杆Ⅰ和支撑杆Ⅱ产生一定的拉紧作用,支撑杆Ⅰ和支撑杆Ⅱ之间有相互靠近的力,轴向减震器Ⅰ和轴向减震器Ⅱ始终对麦克纳姆轮Ⅰ和全向轮有相对向下的力,保证麦克纳姆轮Ⅰ和全向轮在转动时始终与地面接触,辅助轮减震器对辅助支撑板始终有向下的力,使麦克纳姆轮Ⅱ在装置运动时始终与地面接触,保证装置在全向移动时可以快速翻越大型的障。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的全向越障爬楼底盘整体结构示意图;
图2是本发明的全向越障爬楼底盘正视图结构示意图;
图3是本发明的车架结构示意图;
图4是本发明的越障轮组结构示意图一;
图5是本发明的越障轮组结构示意图二;
图6是本发明的轴向减震器Ⅰ结构示意图;
图7是本发明的轴向减震器Ⅱ结构示意图;
图8是本发明的辅助轮组结构示意图一;
图9是本发明的辅助轮组结构示意图二。
图中:车架1;车架体1-1;越障轮组铰接板1-2;辅助轮组铰接板1-3;辅助轮减震器铰接板1-4;越障轮组2;支撑杆Ⅰ2-1;轴向减震器Ⅰ2-2;麦克纳姆轮Ⅰ2-3;支撑杆Ⅱ2-4;轴向减震器Ⅱ2-5;全向轮2-6;杆间减震器2-7;电机Ⅰ2-8;减震杆Ⅰ2-9;滑动杆Ⅰ2-10;压缩弹簧Ⅰ2-11;减震杆Ⅱ2-12;滑动杆Ⅱ2-13;压缩弹簧Ⅱ2-14;辅助轮组3;辅助支撑板3-1;辅助折弯板3-2;电机Ⅱ3-3;麦克纳姆轮Ⅱ3-4;辅助轮减震器3-5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式一:
下面结合图1-7说明本实施方式,一种全向越障爬楼底盘,包括车架1、越障轮组2和辅助轮组3,所述越障轮组2包括支撑杆Ⅰ2-1、轴向减震器Ⅰ2-2、麦克纳姆轮Ⅰ2-3、支撑杆Ⅱ2-4、轴向减震器Ⅱ2-5、全向轮2-6、杆间减震器2-7和电机Ⅰ2-8,支撑杆Ⅰ2-1和支撑杆Ⅱ2-4相互铰接,支撑杆Ⅰ2-1和支撑杆Ⅱ2-4呈V字形,轴向减震器Ⅰ2-2和轴向减震器Ⅱ2-5之间铰接有杆间减震器2-7,轴向减震器Ⅰ2-2的一端固定连接在支撑杆Ⅰ2-1上,轴向减震器Ⅰ2-2的另一端转动连接有麦克纳姆轮Ⅰ2-3,轴向减震器Ⅱ2-5的一端固定连接在支撑杆Ⅱ2-4上,轴向减震器Ⅱ2-5的另一端转动连接有全向轮2-6,电机Ⅰ2-8连接在轴向减震器Ⅰ2-2上,电机Ⅰ2-8的输出轴固定连接在麦克纳姆轮Ⅰ2-3上;
所述辅助轮组3包括辅助支撑板3-1、辅助折弯板3-2、电机Ⅱ3-3、麦克纳姆轮Ⅱ3-4和辅助轮减震器3-5,辅助折弯板3-2固定连接在辅助支撑板3-1上,电机Ⅱ3-3连接在辅助折弯板3-2上,麦克纳姆轮Ⅱ3-4固定连接在电机Ⅱ3-3的输出轴上,辅助轮减震器3-5的一端铰接在辅助支撑板3-1上;
所述支撑杆Ⅰ2-1和支撑杆Ⅱ2-4均转动连接在车架1上,越障轮组2对称设置有两个,辅助轮减震器3-5的另一端铰接在车架1上,辅助支撑板3-1的上端铰接在车架1上,辅助轮组3对称设置有两个;通过轴向减震器Ⅰ2-2和轴向减震器Ⅱ2-5之间铰接的杆间减震器2-7可以对支撑杆Ⅰ2-1和支撑杆Ⅱ2-4产生一定的拉紧作用,支撑杆Ⅰ2-1和支撑杆Ⅱ2-4之间有相互靠近的力,轴向减震器Ⅰ2-2和轴向减震器Ⅱ2-5始终对麦克纳姆轮Ⅰ2-3和全向轮2-6有相对向下的力,保证麦克纳姆轮Ⅰ2-3和全向轮2-6在转动时始终与地面接触,辅助轮减震器3-5对辅助支撑板3-1始终有向下的力,使麦克纳姆轮Ⅱ3-4在装置运动时始终与地面接触。
具体实施方式二:
下面结合图1-7说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述车架1包括车架体1-1、越障轮组铰接板1-2、辅助轮组铰接板1-3和辅助轮减震器铰接板1-4,越障轮组铰接板1-2、辅助轮组铰接板1-3和辅助轮减震器铰接板1-4均对称设置有两个,两个越障轮组铰接板1-2分别固定连接在车架体1-1一端的两侧,两个辅助轮减震器铰接板1-4分别固定连接在车架体1-1另一端的两侧,两个辅助轮组铰接板1-3分别固定连接在车架体1-1的两侧,两个支撑杆Ⅰ2-1和两个支撑杆Ⅱ2-4分别转动连接在两个越障轮组铰接板1-2上,两个辅助轮减震器3-5的上端分别铰接在两个辅助轮减震器铰接板1-4上,两个辅助支撑板3-1的上端分别铰接在两个辅助轮组铰接板1-3上。
具体实施方式三:
下面结合图1-7说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述轴向减震器Ⅰ2-2包括减震杆Ⅰ2-9、滑动杆Ⅰ2-10和压缩弹簧Ⅰ2-11,滑动杆Ⅰ2-10滑动连接在减震杆Ⅰ2-9上,减震杆Ⅰ2-9和滑动杆Ⅰ2-10之间固定连接有压缩弹簧Ⅰ2-11,减震杆Ⅰ2-9固定连接在支撑杆Ⅰ2-1上,麦克纳姆轮Ⅰ2-3转动连接在滑动杆Ⅰ2-10上,电机Ⅰ2-8连接在滑动杆Ⅰ2-10上。
具体实施方式四:
下面结合图1-7说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述轴向减震器Ⅱ2-5包括减震杆Ⅱ2-12、滑动杆Ⅱ2-13和压缩弹簧Ⅱ2-14,滑动杆Ⅱ2-13滑动连接在减震杆Ⅱ2-12上,减震杆Ⅱ2-12和滑动杆Ⅱ2-13之间固定连接有压缩弹簧Ⅱ2-14,减震杆Ⅱ2-12固定连接在支撑杆Ⅱ2-4上,全向轮2-6转动连接在滑动杆Ⅱ2-13上。
具体实施方式五:
下面结合图1-7说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述杆间减震器2-7上固定连接有拉伸弹簧;拉伸弹簧为拉伸状态,拉伸弹簧对轴向减震器Ⅰ2-2和轴向减震器Ⅱ2-5产生相互靠近的力,轴向减震器Ⅰ2-2和轴向减震器Ⅱ2-5带动支撑杆Ⅰ2-1和支撑杆Ⅱ2-4产生相互靠近的力。
具体实施方式六:
下面结合图1-7说明本实施方式,本实施方式对实施方式一或二作进一步说明,所述辅助轮减震器3-5上固定连接有压缩弹簧Ⅲ;压缩弹簧Ⅲ对辅助支撑板3-1始终有向下的力,辅助支撑板3-1推动麦克纳姆轮Ⅱ3-4在装置运动时始终与地面接触。
本发明的一种全向越障爬楼底盘,其工作原理为:
使用同时启动两个越障轮组2上的电机Ⅰ2-8和两个辅助轮组3上的电机Ⅱ3-3,通过控制程序控制麦分别对两个克纳姆轮Ⅰ2-3和两个麦克纳姆轮Ⅱ3-4进行不同转向和转速的控制使装置实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式;装置在全向移动遇到较大障碍时,两个克纳姆轮Ⅰ2-3首先与障碍进行接触,在装置本身的重力、两个轴向减震器Ⅰ2-2和两个杆间减震器2-7作用下推动两个克纳姆轮Ⅰ2-3始终与障碍物进行接触并对装置产生反向作用力,使装置可以爬上障碍物,两个克纳姆轮Ⅰ2-3均独立减震,保证两侧障碍物高低不同时也能产生相同的效果,在装置本身的重力、两个轴向减震器Ⅱ2-5和两个杆间减震器2-7作用下推动两对全向轮2-6始终与障碍物进行接触并对装置起到支撑作用,两对全向轮2-6均独立减震,保证两侧障碍物高低不同时也能产生相同的效果,在装置本身的重力和两个辅助轮减震器3-5的作用下,两个麦克纳姆轮Ⅱ3-4始终与地面接触,对装置生产推动力,使装置可以进行运动,两个麦克纳姆轮Ⅱ3-4均独立减震,保证两侧障碍物高低不同时也能产生相同的效果。
当然,上述说明并非对本发明的限制,本发明也不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种全向越障爬楼底盘,包括车架(1)、越障轮组(2)和辅助轮组(3),其特征在于:所述越障轮组(2)包括支撑杆Ⅰ(2-1)、轴向减震器Ⅰ(2-2)、麦克纳姆轮Ⅰ(2-3)、支撑杆Ⅱ(2-4)、轴向减震器Ⅱ(2-5)、全向轮(2-6)、杆间减震器(2-7)和电机Ⅰ(2-8),支撑杆Ⅰ(2-1)和支撑杆Ⅱ(2-4)相互铰接,支撑杆Ⅰ(2-1)和支撑杆Ⅱ(2-4)呈V字形,轴向减震器Ⅰ(2-2)和轴向减震器Ⅱ(2-5)之间铰接有杆间减震器(2-7),轴向减震器Ⅰ(2-2)的一端固定连接在支撑杆Ⅰ(2-1)上,轴向减震器Ⅰ(2-2)的另一端转动连接有麦克纳姆轮Ⅰ(2-3),轴向减震器Ⅱ(2-5)的一端固定连接在支撑杆Ⅱ(2-4)上,轴向减震器Ⅱ(2-5)的另一端转动连接有全向轮(2-6),电机Ⅰ(2-8)连接在轴向减震器Ⅰ(2-2)上,电机Ⅰ(2-8)的输出轴固定连接在麦克纳姆轮Ⅰ(2-3)上;
所述辅助轮组(3)包括辅助支撑板(3-1)、辅助折弯板(3-2)、电机Ⅱ(3-3)、麦克纳姆轮Ⅱ(3-4)和辅助轮减震器(3-5),辅助折弯板(3-2)固定连接在辅助支撑板(3-1)上,电机Ⅱ(3-3)连接在辅助折弯板(3-2)上,麦克纳姆轮Ⅱ(3-4)固定连接在电机Ⅱ(3-3)的输出轴上,辅助轮减震器(3-5)的一端铰接在辅助支撑板(3-1)上;
所述支撑杆Ⅰ(2-1)和支撑杆Ⅱ(2-4)均转动连接在车架(1)上,越障轮组(2)对称设置有两个,辅助轮减震器(3-5)的另一端铰接在车架(1)上,辅助支撑板(3-1)的上端铰接在车架(1)上,辅助轮组(3)对称设置有两个。
2.根据权利要求1所述的一种全向越障爬楼底盘,其特征在于:所述车架(1)包括车架体(1-1)、越障轮组铰接板(1-2)、辅助轮组铰接板(1-3)和辅助轮减震器铰接板(1-4),越障轮组铰接板(1-2)、辅助轮组铰接板(1-3)和辅助轮减震器铰接板(1-4)均对称设置有两个,两个越障轮组铰接板(1-2)分别固定连接在车架体(1-1)一端的两侧,两个辅助轮减震器铰接板(1-4)分别固定连接在车架体(1-1)另一端的两侧,两个辅助轮组铰接板(1-3)分别固定连接在车架体(1-1)的两侧,两个支撑杆Ⅰ(2-1)和两个支撑杆Ⅱ(2-4)分别转动连接在两个越障轮组铰接板(1-2)上,两个辅助轮减震器(3-5)的上端分别铰接在两个辅助轮减震器铰接板(1-4)上,两个辅助支撑板(3-1)的上端分别铰接在两个辅助轮组铰接板(1-3)上。
3.根据权利要求1所述的一种全向越障爬楼底盘,其特征在于:所述轴向减震器Ⅰ(2-2)包括减震杆Ⅰ(2-9)、滑动杆Ⅰ(2-10)和压缩弹簧Ⅰ(2-11),滑动杆Ⅰ(2-10)滑动连接在减震杆Ⅰ(2-9)上,减震杆Ⅰ(2-9)和滑动杆Ⅰ(2-10)之间固定连接有压缩弹簧Ⅰ(2-11),减震杆Ⅰ(2-9)固定连接在支撑杆Ⅰ(2-1)上,麦克纳姆轮Ⅰ(2-3)转动连接在滑动杆Ⅰ(2-10)上,电机Ⅰ(2-8)连接在滑动杆Ⅰ(2-10)上。
4.根据权利要求1所述的一种全向越障爬楼底盘,其特征在于:所述轴向减震器Ⅱ(2-5)包括减震杆Ⅱ(2-12)、滑动杆Ⅱ(2-13)和压缩弹簧Ⅱ(2-14),滑动杆Ⅱ(2-13)滑动连接在减震杆Ⅱ(2-12)上,减震杆Ⅱ(2-12)和滑动杆Ⅱ(2-13)之间固定连接有压缩弹簧Ⅱ(2-14),减震杆Ⅱ(2-12)固定连接在支撑杆Ⅱ(2-4)上,全向轮(2-6)转动连接在滑动杆Ⅱ(2-13)上。
5.根据权利要求1所述的一种全向越障爬楼底盘,其特征在于:所述杆间减震器(2-7)上固定连接有拉伸弹簧。
6.根据权利要求1或2所述的一种全向越障爬楼底盘,其特征在于:所述辅助轮减震器(3-5)上固定连接有压缩弹簧Ⅲ。
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