CN109109589A - 一种轮腿式全地形搭载平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轮腿式全地形搭载平台，包括搭载平台本体、设于搭载平台本体上的雷达系统以及设于搭载平台本体底部四角的搭载平台单腿；所述搭载平台单腿包括作动器、连接杠杆、阻尼弹簧、双横臂悬架、转向电机、轮腿，连接杠杆中点与搭载平台本体相连、内端与作动器相连、外端与阻尼弹簧顶端相连，阻尼弹簧底端与双横臂悬架相连，双横臂悬架内侧与搭载平台本体的底部相连、外侧与转向电机相连，转向电机与轮腿相连，轮腿与设有轮毂电机的驱动轮相连。本发明具有优良的动力学行驶平顺性，采用四轮驱动模式能够实现360度无死角转向，同时能够实现360度各个方向的行驶，能够实现搭载平台的主/被动姿态调整模式的切换。

Description

一种轮腿式全地形搭载平台
技术领域
本发明涉及移动搭载平台领域，具体的说是一种轮腿式全地形搭载平台。
背景技术
随着我国工业、科技水平的不断提高，多功能智能移动平台，尤其是全地形移动搭载平台，逐渐应用于众多行业之中，如外星探测、森林防护、资源勘探、矿业开采、消防抢险、野外救灾等。关于搭载平台的移动方式，主要分为两种，即轮式搭载平台和腿式搭载平台。现有全地形搭载平台多采用轮式移动。轮式移动是最常见的一种减小阻力的移动结构，但无法跨越高于车轮直径的障碍。采用腿式移动的搭载平台越障能力较强，但能耗较大，且移动速度较慢。在稳定性方面不及轮式移动，而将两者相结合的轮腿混合机构，融合了腿式越障能力强与轮式效率高的特点，成为新型移动搭载平台的研究发展方向。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的轮式移动越障能力有限、腿式移动效率低、行驶平顺性差的问题，本发明提供一种轮腿式全地形搭载平台，具有优良的动力学行驶平顺性，采用四轮驱动模式能够实现360度无死角转向，同时能够实现360度各个方向的行驶，能够实现搭载平台的主/被动姿态调整模式的切换。
技术方案：本发明所述的轮腿式全地形搭载平台，包括搭载平台本体、设于搭载平台本体上的雷达系统以及设于搭载平台本体底部四角的搭载平台单腿；所述搭载平台单腿包括作动器、连接杠杆、阻尼弹簧、双横臂悬架、转向电机、轮腿，连接杠杆中点与搭载平台本体相连、内端与作动器相连、外端与阻尼弹簧顶端相连，阻尼弹簧底端与双横臂悬架相连，双横臂悬架内侧与搭载平台本体的底部相连、外侧与转向电机相连，转向电机与轮腿相连，轮腿与设有轮毂电机的驱动轮相连。
进一步完善上述技术方案，所述双横臂悬架包括上下设置的悬架上控制臂、悬架下控制臂，悬架上控制臂呈三角形结构，悬架上控制臂的三个角分别于所述阻尼弹簧、搭载平台本体底部、转向电机相连；所述悬架下控制臂为水平杆状结构，两端分别于搭载平台本体底部、转向电机相连。
进一步地，所述悬架上控制臂与所述阻尼弹簧、搭载平台底部、转向电机分别铰接相连，所述悬架下控制臂与所述搭载平台底部、转向电机铰接相连。
进一步地，所述轮腿呈“C”型结构，顶端与转向电机的输出轴相连，底端与驱动轮中部相连。
进一步地，所述作动器与所述搭载平台本体通过耳件以铰接的方式连接。
进一步地，所述转向电机内设有减速器。
进一步地，轮毂电机与驱动轮采用螺栓连接。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点：
（1）本发明提供的轮腿式全地形移动搭载平台首次将汽车悬架系统引入到轮腿式全地形搭载平台的设计当中，具有很强的现实意义，当作动器工作时，杠杆能够将作动器的控制力以1:1的形式传递到阻尼弹簧，这样设计的优点是在不减少控制力大小的同时即可实现力方向的改变，提高能源利用率；悬架上控制臂采用三角形结构设计，利用三角形本身固有的稳定特性有效改善了本发明悬架系统的强度。
（2）本发明采用四轮驱动模式能够实现360度无死角转向，当纵向行驶方向遇到无法逾越障碍且深陷其中时（例如泥泞路面），可任意切换行驶方向，进而摆脱障碍，具有适应性强、机动性能好等优点，在军事侦查、资源勘探等领域有得天多厚的优势。
（3）本发明能够实现搭载平台的主/被动姿态调整模式的切换，当路况不好时，可根据雷达预瞄的路况同步调整作动器工作，实现姿态调整，保证优良行驶平顺性，此时搭载平台为主动姿态调整，；当行驶在较好路况时，作动器不工作，利用搭载平台本身特有的弹簧阻尼悬架系统即可保证较好的行驶平顺性。此时搭载平台为被动姿态调整。
（4）本发明涉及的轮腿式全地形移动搭载平台在主动姿态调整模式下，能够在车身加速度、悬架动行程、轮胎动载荷三项行驶平顺性性能指标上相对被动模式分别提升8%、17%、0.5%。
附图说明
图1是本发明搭载平台整体结构示意图。
图2是本发明图1中搭载平台单腿局部放大结构示意图。
图3是双横臂悬架放大图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明。
实施例1：如图1、图2、图3所示的轮腿式全地形搭载平台，包括搭载平台本体1、设置在搭载平台本体1上的雷达系统2，前后、左右对称设置在搭载平台本体1上的四个搭载平台单腿3，每个搭载平台单腿3包括作动器3-1、连接作动器3-1的杠杆3-2、连接杠杆3-2阻尼弹簧3-3、连接阻尼弹簧3-3的双横臂悬架3-4、连接双横臂悬架3-4的转向电机3-5、连接转向电机3-5的轮腿3-6、连接轮腿3-6的带有轮毂电机3-7的驱动轮3-8，杠杆3-2中点连接搭载平台本体1、两端分别连接作动器3-1和阻尼弹簧3-3，双横臂悬架3-4包括悬架上控制臂3-4-1和悬架下控制臂3-4-2，悬架上控制臂3-4-1和悬架下控制臂3-4-2一端与搭载平台本体1侧面铰接、另一端与转向电机3-5铰接，阻尼弹簧3-3与悬架上控制臂3-4-1连接。
作动器3-1与搭载平台本体1之间通过耳件以铰接的方式连接，作动器3-1与杠杆3-2之间通过铰接的方式连接，杠杆3-2与阻尼弹簧3-3之间通过铰接的方式连接，阻尼弹簧3-3与悬架下控制臂3-4-2之间通过铰接的方式连接，双横臂悬架3-4与搭载平台本体1之间通过铰接的方式连接，相应的耳件与部件之间为焊接，雷达系统2与搭载平台本体1之间为螺栓连接。
轮毂电机3-7构成了搭载平台的动力系统，转向电机3-5构成了搭载平台的转向系统，驱动轮3-8构成了搭载平台的行驶系统，电池及控制模块均集成于搭载平台本体1当中构成搭载平台的电器系统，本发明搭载平台带有雷达系统2，具有四轮转向、主/被动姿态调节、四轮驱动等功能。所设计搭载平台采用左右、前后对称结构，总体尺寸为1200mm×600mm×600mm，典型的特点是加入了汽车悬架元素，具体结构如图2所示。
本发明采用四轮驱动模式，具体实施方式是在各个驱动轮布置轮毂电机3-7，轮毂电机7-7与车轮采用螺栓连接，轮毂电机3-7与轮腿3-6的连接方式同样为螺栓连接；四轮转向功能是通过转向电机3-5带动轮腿3-6转动，进而带动驱动轮3-8实现转向，转向电机3-5内置有减速器，保证转向速度不至过快，以提高操纵稳定性，四轮转向能够实现360度无死角转向。
主动姿态调节是通过作动器3-1带动杠杆3-2转动，通过杠杆3-2、阻尼弹簧3-2的二次传递，将控制力传递到悬架下控制臂3-4-2，实现车身姿态的调整。本发明能够实现搭载平台的主/被动姿态调整模式的切换，当路况不好时，可根据雷达系统2预瞄的路况同步调整作动器3-1工作，实现姿态调整，保证优良行驶平顺性，此时搭载平台为主动姿态调整，；当行驶在较好路况时，作动器3-1不工作，利用搭载平台本身特有的弹簧阻尼悬架系统即可保证较好的行驶平顺性。此时搭载平台为被动姿态调整。全车布置四个作动器，可实现俯仰、侧倾范围内多角度的主动姿态调整，实现优良的越障及行驶平顺性。
本发明涉及的电池及控制模块均集成于搭载平台本体1当中，这不是本发明的研究重点，因此不做详细介绍。
如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (7)

1.一种轮腿式全地形搭载平台，其特征在于：包括搭载平台本体、设于搭载平台本体上的雷达系统以及设于搭载平台本体底部四角的搭载平台单腿；所述搭载平台单腿包括作动器、连接杠杆、阻尼弹簧、双横臂悬架、转向电机、轮腿，连接杠杆中点与搭载平台本体相连、内端与作动器相连、外端与阻尼弹簧顶端相连，阻尼弹簧底端与双横臂悬架相连，双横臂悬架内侧与搭载平台本体的底部相连、外侧与转向电机相连，转向电机与轮腿相连，轮腿与设有轮毂电机的驱动轮相连。
2.根据权利要求1所述的轮腿式全地形搭载平台，其特征在于：所述双横臂悬架包括上下设置的悬架上控制臂、悬架下控制臂，悬架上控制臂呈三角形结构，悬架上控制臂的三个角分别于所述阻尼弹簧、搭载平台本体底部、转向电机相连；所述悬架下控制臂为水平杆状结构，两端分别于搭载平台本体底部、转向电机相连。
3.根据权利要求2所述的轮腿式全地形搭载平台，其特征在于：所述悬架上控制臂与所述阻尼弹簧、搭载平台底部、转向电机分别铰接相连，所述悬架下控制臂与所述搭载平台底部、转向电机铰接相连。
4.根据权利要求1所述的轮腿式全地形搭载平台，其特征在于：所述轮腿呈“C”型结构，顶端与转向电机的输出轴相连，底端与驱动轮中部相连。
5.根据权利要求1所述的轮腿式全地形搭载平台，其特征在于：所述作动器与所述搭载平台本体通过耳件以铰接的方式连接。
6.根据权利要求1所述的轮腿式全地形搭载平台，其特征在于：所述转向电机内设有减速器。
7.根据权利要求1所述的轮腿式全地形搭载平台，其特征在于：轮毂电机与驱动轮采用螺栓连接。
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