CN109050712A - 一种轮式越障变形底盘及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮式越障变形底盘及其工作方法，其包括底座、设置于底座上端的运载台以及设于底座下端用于驱动底盘的前驱动模块与后驱动模块；运载台与底座之间通过使运载台保持水平状态的平衡机构相接；前驱动模块包括固定于底座前部且与其轴向垂直的固定轴架、分别铰接于固定轴架两端且可绕固定轴架轴向转动的力臂梁以及设置于力臂梁上的若干个驱动轮；后驱动模块包括垂直固定于底座后部的固定板、铰接于固定板且可绕底座轴向转动的后轴架以及设置于轴架两端的驱动轮。本发明更好的实现了对障碍越障时的平衡。

Description

一种轮式越障变形底盘及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种轮式越障变形底盘及其工作方法。

背景技术

目前，按照底盘装置执行机构的类型，主要可归结为轮组式、履带式、腿式以及符合式底板；履带式的缺点就是对楼梯边缘施加的强压力，不可避免的对楼梯沿有一定的损坏，不适合大绝大多数室内楼梯。自重较大，平地行走时阻力较大，相对于其他结构，履带式转弯需要更大的动力，使用过程中噪声很大。这些都限制了它在日常生活中的推广，被接受程度低。腿式底盘装置有最好的地形适应力，但承载重量较小，具有较大危险性，且重心偏高。运动相对比较平稳，颠簸感轻微，但同时运行速度较缓。此外，该类型装置对控制的要求较高，操作比较复杂，在平地行走时运动幅度不大，动作缓慢。复合式底盘装置各种机构的复合也给控制方面提出了更高的要求，而且爬楼过程中的稳定性、如何适应不同尺寸的楼梯、如何实现手动操作省力与省时的问题以及反向自锁等问题仍然存在。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮式越障变形底盘及其工作方法，更好的实现对障碍越障时的平衡。

为实现上述目的，本发明所提供的一种轮式越障变形底盘，其包括底座、设置于所述底座上端的运载台以及设于所述底座下端用于驱动所述底盘的前驱动模块与后驱动模块；所述运载台与所述底座之间通过使所述运载台保持水平状态的平衡机构相接；所述前驱动模块包括固定于所述底座前部且与其轴向垂直的固定轴架、分别铰接于所述固定轴架两端且可绕所述固定轴架轴向转动的力臂梁以及设置于力臂梁上的若干个驱动轮；所述后驱动模块包括垂直固定于所述底座后部的固定板、铰接于所述固定板且可绕所述底座轴向转动的后轴架以及设置于所述轴架两端的驱动轮。

上述轮式越障变形底盘中，所述平衡机构包括滑动机构、连接所述滑动机构与运载台的若干支撑杆以及驱动所述平衡机构的平衡驱动装置；所述滑动机构包括两根滑动水平连接于所述底座的滑杆以及若干升降杆，所述滑杆之间相互平行设置；所述升降杆一端铰接于所述滑杆，另一端铰接于所述滑杆靠近一侧的运载台；每根所述滑杆均至少铰接有一根升降杆；所述支撑杆一端铰接于所述滑杆，另一端铰接于所述底座。

上述轮式越障变形底盘中，所述底盘设置有容纳所述滑杆滑动的槽位，所述滑杆包括滑动杆以及设置在所述滑动杆两端的滑动轮。

上述轮式越障变形底盘中，两侧所述力臂梁均设置有至少两个所述驱动轮。

上述轮式越障变形底盘中，所述驱动轮均设置有独立的驱动装置。

上述轮式越障变形底盘中，其还包括驱动所述力臂梁转动的力臂梁驱动装置、驱动所述后轴架转动的后轴驱动装置以及驱动所述滑动机构滑动的驱动装置。

上述轮式越障变形底盘中，所述平衡驱动装置为液压缸，所述液压缸一端与所述滑杆连接，另一端与所述底座连接。

上述轮式越障变形底盘中，所述运载台设置有陀螺仪。

本发明还提供了一种轮式越障变形底盘的工作方法，其包括轮式越障变形底盘，其工作方法包括：

1)轮式越障变形底盘接收运行指令运动到障碍物的前方；

2)前驱动模块运行至障碍物前，力臂梁转动，力臂梁全段的驱动轮抬起，后驱动模块作为支撑，并慢慢向前行驶；

3)轮式越障变形底盘慢慢前进，使得力臂梁的后端驱动轮接触到障碍物；

4)力臂梁的后端驱动轮接触到障碍物后，力臂梁旋转使得力臂梁前端的驱动轮着地，同时通过陀螺仪感受重物的移动，两边液压缸伸缩调整使运载台保持平衡，并且慢慢前进，在调节运载台的同时使得前驱动模块完全着地；

5)前驱动模块完全着地后，重心调整到前驱动轮，前驱动模块运动，使得后驱动模块越过障碍物，并且利用陀螺仪使液压缸调节好货物的平衡；

6)越过障碍物后，液压缸伸长，使整个运载台降低，保证越障车的平稳性，越障结束。

上述技术方案所提供的一种轮式越障变形底盘及其工作方法，与现有技术相比，其有益效果包括：通过前驱动模块以及后驱动模块驱动轮式越障变形底盘，当轮式越障变形底盘进行越障时；通过力臂梁的转动抬高驱动轮实现前驱模块的越障；并通过后轴架的转动，实现在不平整底面时轮式越障变形底盘的平稳进行；通过平衡机构保持运载台的平衡。

附图说明

图1是本发明的轮式越障变形底盘的结构示意图之一；

图2是本发明的轮式越障变形底盘的结构示意图之二。

其中，1-底盘，2-运载台，3-固定轴架，4-力臂梁，5-驱动轮，6-固定板，7-后轴架，8-滑杆，81-滑动杆，82-滑动轮，9-升降杆，10-支撑杆，11-液压缸。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参阅附图1-2，本发明所提供的一种轮式越障变形底盘1，其包括底座、设置于所述底座上端的运载台2以及设于所述底座下端用于驱动所述底盘1的前驱动模块与后驱动模块；所述运载台2与所述底座之间通过使所述运载台2保持水平状态的平衡机构相接；所述前驱动模块包括固定于所述底座前部且与其轴向垂直的固定轴架3、分别铰接于所述固定轴架3两端且可绕所述固定轴架3轴向转动的力臂梁4以及设置于力臂梁4上的若干个驱动轮5；所述后驱动模块包括垂直固定于所述底座后部的固定板6、铰接于所述固定板6且可绕所述底座轴向转动的后轴架7以及设置于所述轴架两端的驱动轮5。

基于上述技术特征，通过所述前驱动模块以及所述后驱动模块驱动所述轮式越障变形底盘1，当所述轮式越障变形底盘1进行越障时；通过所述力臂梁4的转动抬高所述驱动轮5实现所述前驱模块的越障；并通过所述后轴架7的转动，实现在不平整底面时所述轮式越障变形底盘1的平稳进行；通过所述平衡机构保持所述运载台2的平衡。

所述平衡机构包括滑动机构、连接所述滑动机构与运载台2的若干支撑杆10以及驱动所述平衡机构的平衡驱动装置；所述滑动机构包括两根滑动水平连接于所述底座的滑杆8以及若干升降杆9，所述滑杆8之间相互平行设置；所述升降杆9一端铰接于所述滑杆8，另一端铰接于所述滑杆8靠近一侧的运载台2；每根所述滑杆8均至少铰接有一根升降杆9；所述支撑杆10一端铰接于所述滑杆8，另一端铰接于所述底座；通过两根所述滑杆8的滑动带动所述升降杆9的转动，由于所述升降杆9的另一端铰接于所述运载台2，当所述滑杆8滑动时，实现所述运载台2上下调整，且当所述底盘1倾斜时，所述滑杆8分别朝不同方向滑动时，实现所述运载台2相对于地平面的平衡状态，实现越障时所述运载台2的水平平衡。

所述底盘1设置有容纳所述滑杆8滑动的槽位，所述滑杆8包括滑动杆81以及设置在所述滑动杆81两端的滑动轮82，通过所述滑动轮82与所述槽位之间的配合，实现所述滑杆8在所述底盘1之间的滑动。

两侧所述力臂梁4均设置有至少两个所述驱动轮5，便于所述力臂梁4旋转越障时，能够始终保持有驱动轮5接触地面，保证所述轮式越障变形底盘1的驱动。

所述驱动轮5均设置有独立的驱动装置，提高了所述轮式越障变形底盘1的灵活性，进一步提高越障能力。

其还包括驱动所述力臂梁4转动的力臂梁4驱动装置、驱动所述后轴架7转动的后轴驱动装置以及驱动所述滑动机构滑动的驱动装置，实现驱动所述轮式越障变形底盘1。

所述平衡驱动装置为液压缸11，所述液压缸11一端与所述滑杆8连接，另一端与所述底座连接，通过所述液压缸11推动多数滑杆8滑动实现驱动调整所述平衡机构。

所述运载台2设置有陀螺仪，通过所述陀螺仪实现所述运载台2的水平校准。

本发明还提供了一种轮式越障变形底盘1的工作方法，其包括轮式越障变形底盘1，其工作方法包括：

1)轮式越障变形底盘1接收运行指令运动到障碍物的前方；

2)前驱动模块运行至障碍物前，力臂梁4转动，力臂梁4全段的驱动轮5抬起，后驱动模块作为支撑，并慢慢向前行驶；

3)轮式越障变形底盘1慢慢前进，使得力臂梁4的后端驱动轮5接触到障碍物；

4)力臂梁4的后端驱动轮5接触到障碍物后，力臂梁4旋转使得力臂梁4前端的驱动轮5着地，同时通过陀螺仪感受重物的移动，两边液压缸11伸缩调整使运载台2保持平衡，并且慢慢前进，在调节运载台2的同时使得前驱动模块完全着地；

5)前驱动模块完全着地后，重心调整到前驱动轮5，前驱动模块运动，使得后驱动模块越过障碍物，并且利用陀螺仪使液压缸11调节好货物的平衡；

6)越过障碍物后，液压缸11伸长，使整个运载台2降低，保证越障车的平稳性，越障结束。

基于上述工作方法，实现所述轮式越障变形底盘1在面对障碍时的稳定运动且保证所述运载台2的稳定平衡。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轮式越障变形底盘，其特征在于，其包括底座、设置于所述底座上端的运载台以及设于所述底座下端用于驱动所述底盘的前驱动模块与后驱动模块；所述运载台与所述底座之间通过使所述运载台保持水平状态的平衡机构相接；

所述前驱动模块包括固定于所述底座前部且与其轴向垂直的固定轴架、分别铰接于所述固定轴架两端且可绕所述固定轴架轴向转动的力臂梁以及设置于力臂梁上的若干个驱动轮；

所述后驱动模块包括垂直固定于所述底座后部的固定板、铰接于所述固定板且可绕所述底座轴向转动的后轴架以及设置于所述轴架两端的驱动轮。

2.如权利要求1所述的轮式越障变形底盘，其特征在于，所述平衡机构包括滑动机构、连接所述滑动机构与运载台的若干支撑杆以及驱动所述平衡机构的平衡驱动装置；

所述滑动机构包括两根滑动水平连接于所述底座的滑杆以及若干升降杆，所述滑杆之间相互平行设置；所述升降杆一端铰接于所述滑杆，另一端铰接于所述滑杆靠近一侧的运载台；每根所述滑杆均至少铰接有一根升降杆；所述支撑杆一端铰接于所述滑杆，另一端铰接于所述底座。

3.如权利要求2所述的轮式越障变形底盘，其特征在于，所述底盘设置有容纳所述滑杆滑动的槽位，所述滑杆包括滑动杆以及设置在所述滑动杆两端的滑动轮。

4.如权利要求1-3任一项所述的轮式越障变形底盘，其特征在于，两侧所述力臂梁均设置有至少两个所述驱动轮。

5.如权利要求1-3任一项所述的轮式越障变形底盘，其特征在于，所述驱动轮均设置有独立的驱动装置。

6.如权利要求5任一项所述的轮式越障变形底盘，其特征在于，其还包括驱动所述力臂梁转动的力臂梁驱动装置、驱动所述后轴架转动的后轴驱动装置以及驱动所述滑动机构滑动的驱动装置。

7.如权利要求2或3所述的轮式越障变形底盘，其特征在于，所述平衡驱动装置为液压缸，所述液压缸一端与所述滑杆连接，另一端与所述底座连接。

8.如权利要求1-3任一项所述的轮式越障变形底盘，其特征在于，所述运载台设置有陀螺仪。

9.一种轮式越障变形底盘的工作方法，其特征在于，其包括如权利要求1-8任一项所述的轮式越障变形底盘，其工作方法包括：

1)轮式越障变形底盘接收运行指令运动到障碍物的前方；

2)前驱动模块运行至障碍物前，力臂梁转动，力臂梁全段的驱动轮抬起，后驱动模块作为支撑，并慢慢向前行驶；

3)轮式越障变形底盘慢慢前进，使得力臂梁的后端驱动轮接触到障碍物；

4)力臂梁的后端驱动轮接触到障碍物后，力臂梁旋转使得力臂梁前端的驱动轮着地，同时通过陀螺仪感受重物的移动，两边液压缸伸缩调整使运载台保持平衡，并且慢慢前进，在调节运载台的同时使得前驱动模块完全着地；

5)前驱动模块完全着地后，重心调整到前驱动轮，前驱动模块运动，使得后驱动模块越过障碍物，并且利用陀螺仪使液压缸调节好货物的平衡；

6)越过障碍物后，液压缸伸长，使整个运载台降低，保证越障车的平稳性，越障结束。