CN109484500A - 一种全地形轮履复合式行走机构 - Google Patents

一种全地形轮履复合式行走机构 Download PDF

Info

Publication number
CN109484500A
CN109484500A CN201811503808.6A CN201811503808A CN109484500A CN 109484500 A CN109484500 A CN 109484500A CN 201811503808 A CN201811503808 A CN 201811503808A CN 109484500 A CN109484500 A CN 109484500A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wheel
swing arm
power output
walking mechanism
rack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811503808.6A
Other languages
English (en)
Inventor
刘丹
吴娟
高俊峰
郭瑞
毕铁明
朱振雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inner Mongolia First Machinery Group Corp
Original Assignee
Inner Mongolia First Machinery Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inner Mongolia First Machinery Group Corp filed Critical Inner Mongolia First Machinery Group Corp
Priority to CN201811503808.6A priority Critical patent/CN109484500A/zh
Publication of CN109484500A publication Critical patent/CN109484500A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00Endless track vehicles
    • B62D55/02Endless track vehicles with tracks and additional ground wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00Endless track vehicles
    • B62D55/08Endless track units; Parts thereof

Abstract

本发明公开了一种全地形轮履复合式行走机构,其包括:主动行走轮机构、复合传动装置、后动力输出端、机架、前摆臂、后摆臂、摆臂销轴、螺旋弹簧减振器、负重轮、负重轮轴、履带、驱动电机、车体固定附座、前动力输出端,其中主动行走轮机构包括内侧电磁离合器固定螺栓、主动轮齿圈、电磁离合器、主动行走轮、外侧电磁离合器固定螺栓、主动轮固定垫片、主动轮固定螺栓。本发明从车辆实际工况和应用需求出发,能够实现一机多用途和多功能,从总体上提高了装甲装备的综合性能。

Description

一种全地形轮履复合式行走机构
技术领域
本发明属于地面无人平台行走技术领域,涉及一种可根据路况改变行走模式的全地形轮履复合式行走机构。
背景技术
地面无人平台在实际应用中作为战斗前哨,在危险、恶劣环境中的可达性、通过性是其执行任务所具备的必要性能。行走机构是其关键组成部分,地面无人平台的越障能力和保持载荷平台平衡稳定的能力主要取决于行走机构,但由于地面无人平台行驶环境恶劣、碰到如石块、斜坡、坑沟和垂直墙等障碍没有认为干预,容易出现打滑、侧翻等现象。传统的轮式或履带式行走机构虽然可以满足地面无人平台的基本需求,但不能很好地解决无人平台使用过程中面临的环境多样性、复杂性和不可预测的难题。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是:提供一种针对地面无人平台高通过性和高环境适应性问题,从无人平台实际工况需求出发,运用创新设计,协调解决高机动和高通过之间的矛盾、高越障和小形体之间的矛盾、轻量化与大承载之间的矛盾等,提供一种兼具高机动和高通过性能、能适应丘陵、沙漠、草原、沼泽和沟渠等多样化地形,并具有常见工况自适应能力和特殊环境自主行驶能力的轮履复合行走机构,使地面无人平台可以针对环境需求切换行走模式。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供全地形轮履复合式行走机构,其包括:机架4,为异形板状,其一侧安装有复合传动装置2,复合传动装置2包括一个动力输入端和前、后两个动力输出端,后动力输出端3位于机架4中部,前动力输出端14位于机架前端;驱动电机12安装在机架4另一侧,其输出轴与复合传动装置2动力输入端连接;前动力输出端14与主动行走轮机构1相连;主动行走轮机构1包括主动轮齿圈16、电磁离合器17和主动行走轮18,主动轮齿圈16与电磁离合器17的一端固定连接,主动行走轮18与电磁离合器17另一端固定连接;主动行走轮18与前动力输出端14固定连接;负重轮有三组,分别记为第一负重轮、第二负重轮9、第三负重轮;前摆臂5一端通过摆臂销轴铰接在机架4上靠近前动力输出端14的位置,另一端通过负重轮轴与第一负重轮相连;后摆臂6一端通过摆臂销轴7与铰接在机架4上靠近后动力输出端3的的位置,另一端通过负重轮轴10与第二负重轮9相连;螺旋弹簧减振器8两端分别与前摆臂5另一端和后摆臂6一端铰接;第三负重轮铰接在机架4后端;履带11沿主动轮齿圈16、三对负重轮缠绕。
其中,所述机架4一侧通过固定螺栓安装复合传动装置2。
其中,所述驱动电机12的输出轴与复合传动装置2动力输入端花键配合并通过螺栓固定连接。
其中,所述主动轮齿圈16通过内侧电磁离合器固定螺栓15与电磁离合器17的一端固定连接,主动行走轮18通过外侧电磁离合器固定螺栓19与电磁离合器17另一端固定连接。
其中,所述主动行走轮18与前动力输出端14花键配合并通过主动轮固定垫片20、主动轮固定螺栓21固定连接。
其中,所述机架4上设置有靠近前动力输出端14的第一摆臂铰接附座,前摆臂5一端通过摆臂销轴与第一摆臂铰接附座铰接。
其中,所述机架4上设置有靠近后动力输出端3的第二摆臂铰接附座,后摆臂6一端通过摆臂销轴7与第二摆臂铰接附座铰接。
其中,所述前摆臂5另一端安装弹簧减振器副座,螺旋弹簧减振器8两端分别与弹簧减振器副座和后摆臂6一端铰接。
其中,所述机架4另一侧设有车体固定附座13,后动力输出端3 与车体固定附座13固定连接,车体固定附座13通过螺栓与车体固定连接。
其中,所述全地形轮履复合式行走机构以轮式模式行走时,电磁离合器17通电断开,主动轮齿圈16与主动行走轮18分离,即主动行走轮18运转时主动轮齿圈16不运转;全地形轮履复合行走机构以履带模式行走时,电磁离合器17断电闭合,主动轮齿圈16与主动行走轮18结合在一起,即主动行走轮18带动主动轮齿圈16一起旋转,驱动履带模式行走。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的全地形轮履复合式行走机构,集轮式、履带式、“攀爬”式行走模式为一体的多模式复合型行走机构,采用单一驱动电机—复合传动装置可实现车辆行走模式的各种变换,使配备有该行走机构的装甲装备在未来战争中从容应对可能遭遇的湿地、沼泽、沙漠、山地、雪地、深林、铺装公路甚至是湖泊水域成为了可能;且车辆可根据环境需求自行变换为轮式行走平台、履带行走平台和轮履混合行走平台,从车辆实际工况和应用需求出发,能够实现一机多用途和多功能,从总体上提高了装甲装备的综合性能。
附图说明
图1本发明单轮结构立体示意图;I图和II图为两个不同角度视图。
图2本发明主动行走轮机构示意图;
图3本发明履带接地模式示意图;
图4本发明轮式接地模式示意图;
图5-10本发明攀爬越障示意图。
图11为本发明攀爬越障后状态示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,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。
按附图1-2所示,本全地形轮履复合行走机构包括主动行走轮机构1、复合传动装置2、后动力输出端3、机架4、前摆臂5、后摆臂6、摆臂销轴7、螺旋弹簧减振器8、负重轮9、负重轮轴10、履带11、驱动电机12、车体固定附座13、前动力输出端14,其中主动行走轮机构 1包括内侧电磁离合器固定螺栓15、主动轮齿圈16、电磁离合器17、主动行走轮18、外侧电磁离合器固定螺栓19、主动轮固定垫片20、主动轮固定螺栓21。
本全地形轮履复合行走机构中,机架4一侧通过固定螺栓安装有复合传动装置2,复合传动装置2包括一个动力输入端和前、后两个动力输出端,后动力输出端3位于机架4中部,前动力输出端14位于机架前端;驱动电机12安装在机架4另一侧,其输出轴与复合传动装置2 动力输入端花键配合并通过螺栓固定;前动力输出端14与主动行走轮机构1相连。
主动行走轮机构1中,主动轮齿圈16通过内侧电磁离合器固定螺栓15与电磁离合器17的一端固定连接,主动行走轮18通过外侧电磁离合器固定螺栓19与电磁离合器17另一端固定连接。主动行走轮18与前动力输出端14花键配合并通过主动轮固定垫片20、主动轮固定螺栓21 固定连接。
负重轮有三组,分别记为第一负重轮、第二负重轮9、第三负重轮。机架4上设置有靠近前动力输出端14的第一摆臂铰接附座和靠近后动力输出端3的第二摆臂铰接附座,前摆臂5一端通过摆臂销轴与第一摆臂铰接附座铰接,另一端通过负重轮轴与第一负重轮相连;后摆臂6一端通过摆臂销轴7与第二摆臂铰接附座铰接,另一端通过负重轮轴10与第二负重轮9相连;前摆臂5另一端安装弹簧减振器副座,螺旋弹簧减振器8两端分别与弹簧减振器副座和后摆臂6一端铰接;第三负重轮铰接在机架4后端。履带11沿主动轮齿圈16、三对负重轮缠绕。
第一负重轮、第二负重轮9分别和与机架4铰接的前、后摆臂铰接并通过螺旋弹簧减振器8,一连接实现行走机构履带模式下的自适应减振作用。
后动力输出端3与位于机架4另一侧的车体固定附座13固定连接,车体固定附座13通过螺栓与车体固定连接。
全地形轮履复合行走机构以轮式模式行走时,电磁离合器17通电断开,主动轮齿圈16与主动行走轮18分离,即主动行走轮18运转时主动轮齿圈16不运转;全地形轮履复合行走机构以履带模式行走时,电磁离合器17断电闭合,主动轮齿圈16与主动行走轮18结合在一起,即主动行走轮18带动主动轮齿圈16一起旋转,驱动履带模式行走。
上述部件的传动关系是:驱动电机12通过前动力输出端14驱动主动行走轮18或履带11旋转;同时,驱动电机12通过后动力输出端3驱动主体履带机构相对于车体整体旋转使履带11或主动行走轮18接地行走和“攀爬”式越障。
本发明的工作原理如下:
驱动电机通过后动力输出端驱动主体履带机构相对于车体整体旋转可实现履带、主动行走轮接地行走和“攀爬”式越障。
驱动电机通过前动力输出端驱动履带或主动行走轮旋转。主动行走轮与前动力输出端花键配合并通过主动轮固定螺栓固结在一起。当主动行走轮接地时电磁离合器断开,主动轮齿圈与主动行走轮分离,即轮式行走模式下主动行走轮旋转而主动轮齿圈不旋转;当履带接地时电磁离合器闭合,主动轮齿圈与主动行走轮结合在一起,即履带行走模式下主动行走轮带动主动轮齿圈一起旋转。
接地负重轮与机架铰接的前、后摆臂铰接并通过螺旋弹簧减振器连接实现行走机构履带模式下的自适应减振作用。静平衡状态时,行走机构所受车体压力与地面支撑力相等,两轮处于水平位置。当行进间某一负重轮受到障碍冲击时,另一负重轮沿相反方向运动,冲击力由螺旋弹簧受压变形承受,同时起履带张紧作用。
本发明的工作模式分以下三种:
在松软路面及崎岖路面环境下行驶时,如附图3所示,轮履复合行走机构绕后动力输出端旋转使履带接地,这时采用履带式行走模式,接地负重轮与前、后摆臂铰接并通过螺旋弹簧减振器连接实现行走机构履带模式下的自适应减振,保证其具有较高的通过能力及稳定性;
在铺装路面上行驶时,如附图4所示,轮履复合行走机构绕后动力输出端旋转使主动行走轮接地,这时采用轮式行走模式,弥补了履带行驶时功耗大、速度低的缺点,保证其具有较高的机动性;
当遇到较高的障碍时,轮履复合行走机构充当摇臂,通过驱动电机—复合传动装置主动协调控制可实现旋转,这时采用“攀爬”式越障模式,保证其具有较高的越障能力。其过程如下所述:
攀爬准备阶段:初始状态如附图5所示。前方遇到障碍时,前桥行走机构沿后动力输出端逆时针旋转,使行走机构前端高于障碍,同时后桥行走机构沿后动力输出端顺时针旋转使其车身抬起,此时状态如附图6所示。
前桥行走机构攀爬阶段:沿附图6状态整体前行至前桥行走机构与障碍物接触,其状态如附图7所示;继续前行时前桥行走机构与障碍接触过程中沿后动力输出端顺时针旋转,使其与障碍上端面正常接触,
同时后桥行走机构沿后动力输出端逆时针旋转使其车身继续抬起,此时状态如附图8所示。
后桥行走机构攀爬阶段:后桥行走机构沿后动力输出端逆时针旋转至接地履带端面与水平面垂直位置,同时前桥行走机构沿后动力输出端逆时针旋转并反向驱动履带,到达附图9所示状态;继续前行至附图10所示状态,当后桥行走机构履带端面与障碍接触时,后桥行走机构沿后动力输出端顺时针旋转,最终达到附图11所示状态,从而实现“攀爬”式越障。
上述“攀爬”式越障方式是本发明的一种越障实施方案,基于本发明机构的其他改进型越障实施方案均在本发明的保护范围内。
以上所述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变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全地形轮履复合式行走机构,其特征在于,包括:机架(4),为异形板状,其一侧安装有复合传动装置(2),复合传动装置(2)包括一个动力输入端和前、后两个动力输出端,后动力输出端(3)位于机架(4)中部,前动力输出端(14)位于机架前端;驱动电机(12)安装在机架(4)另一侧,其输出轴与复合传动装置(2)动力输入端连接;前动力输出端(14)与主动行走轮机构(1)相连;主动行走轮机构(1)包括主动轮齿圈(16)、电磁离合器(17)和主动行走轮(18),主动轮齿圈(16)与电磁离合器(17)的一端固定连接,主动行走轮(18)与电磁离合器(17)另一端固定连接;主动行走轮(18)与前动力输出端(14)固定连接;负重轮有三组,分别记为第一负重轮、第二负重轮(9)、第三负重轮;前摆臂(5)一端通过摆臂销轴铰接在机架(4)上靠近前动力输出端(14)的位置,另一端通过负重轮轴与第一负重轮相连;后摆臂(6)一端通过摆臂销轴(7)与铰接在机架(4)上靠近后动力输出端3的的位置,另一端通过负重轮轴(10)与第二负重轮(9)相连;螺旋弹簧减振器(8)两端分别与前摆臂(5)另一端和后摆臂(6)一端铰接;第三负重轮铰接在机架(4)后端;履带(11)沿主动轮齿圈(16)、三对负重轮缠绕。
2.如权利要求1所述的全地形轮履复合式行走机构,其特征在于,所述机架(4)一侧通过固定螺栓安装复合传动装置(2)。
3.如权利要求2所述的全地形轮履复合式行走机构,其特征在于,所述驱动电机(12)的输出轴与复合传动装置(2)动力输入端花键配合并通过螺栓固定连接。
4.如权利要求3所述的全地形轮履复合式行走机构,其特征在于,所述主动轮齿圈(16)通过内侧电磁离合器固定螺栓(15)与电磁离合器(17)的一端固定连接,主动行走轮(18)通过外侧电磁离合器固定螺栓(19)与电磁离合器(17)另一端固定连接。
5.如权利要求4所述的全地形轮履复合式行走机构,其特征在于,所述主动行走轮(18)与前动力输出端(14)花键配合并通过主动轮固定垫片(20)、主动轮固定螺栓(21)固定连接。
6.如权利要求5所述的全地形轮履复合式行走机构,其特征在于,所述机架(4)上设置有靠近前动力输出端(14)的第一摆臂铰接附座,前摆臂(5)一端通过摆臂销轴与第一摆臂铰接附座铰接。
7.如权利要求6所述的全地形轮履复合式行走机构,其特征在于,所述机架(4)上设置有靠近后动力输出端(3)的第二摆臂铰接附座,后摆臂(6)一端通过摆臂销轴(7)与第二摆臂铰接附座铰接。
8.如权利要求7所述的全地形轮履复合式行走机构,其特征在于,所述前摆臂(5)另一端安装弹簧减振器副座,螺旋弹簧减振器8两端分别与弹簧减振器副座和后摆臂(6)一端铰接。
9.如权利要求8所述的全地形轮履复合式行走机构,其特征在于,所述机架(4)另一侧设有车体固定附座(13),后动力输出端(3)与车体固定附座(13)固定连接,车体固定附座(13)通过螺栓与车体固定连接。
10.如权利要求9所述的全地形轮履复合式行走机构,其特征在于,所述全地形轮履复合式行走机构以轮式模式行走时,电磁离合器(17)通电断开,主动轮齿圈(16)与主动行走轮(18)分离,即主动行走轮(18)运转时主动轮齿圈(16)不运转;全地形轮履复合行走机构以履带模式行走时,电磁离合器(17)断电闭合,主动轮齿圈(16)与主动行走轮(18)结合在一起,即主动行走轮(18)带动主动轮齿圈(16)一起旋转,驱动履带模式行走。
CN201811503808.6A 2018-12-10 2018-12-10 一种全地形轮履复合式行走机构 Pending CN109484500A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811503808.6A CN109484500A (zh) 2018-12-10 2018-12-10 一种全地形轮履复合式行走机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811503808.6A CN109484500A (zh) 2018-12-10 2018-12-10 一种全地形轮履复合式行走机构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109484500A true CN109484500A (zh) 2019-03-19

Family

ID=65709672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811503808.6A Pending CN109484500A (zh) 2018-12-10 2018-12-10 一种全地形轮履复合式行走机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109484500A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110329375A (zh) * 2019-07-04 2019-10-15 中国人民解放军陆军装甲兵学院 履带型摆臂悬挂式行走机构及履带车辆
CN111055936A (zh) * 2019-12-24 2020-04-24 中国科学院合肥物质科学研究院 一种步态可调的轮履转换行走机构
CN111959632A (zh) * 2020-07-09 2020-11-20 中国人民解放军国防科技大学 一种便携式地面移动平台
CN113619703A (zh) * 2021-08-03 2021-11-09 武汉科技大学 一种履带式管道外壁爬行机器人
CN115013637A (zh) * 2022-05-26 2022-09-06 北京化工大学 一种用于铁磁性管道的变结构履带式越障机器人

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995002103A1 (en) * 1993-07-09 1995-01-19 Arneson Products, Inc. Automatic pool cleaning apparatus
JP2006096109A (ja) * 2004-09-28 2006-04-13 Kubota Corp クローラ走行装置
CN104443090A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 孙欣 一种可切换模式的履带轮
CN104875798A (zh) * 2015-05-04 2015-09-02 国家电网公司 变电站轮履复合可切换式移动机器人
CN206475958U (zh) * 2017-01-20 2017-09-08 中国人民解放军军事交通学院 轮履切换式输送装置
CN108297951A (zh) * 2018-03-13 2018-07-20 昆明理工大学 一种汽车履带
CN109050695A (zh) * 2018-09-28 2018-12-21 山东阿图机器人科技有限公司 一种全地形消防机器人及工作方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995002103A1 (en) * 1993-07-09 1995-01-19 Arneson Products, Inc. Automatic pool cleaning apparatus
JP2006096109A (ja) * 2004-09-28 2006-04-13 Kubota Corp クローラ走行装置
CN104443090A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 孙欣 一种可切换模式的履带轮
CN104875798A (zh) * 2015-05-04 2015-09-02 国家电网公司 变电站轮履复合可切换式移动机器人
CN206475958U (zh) * 2017-01-20 2017-09-08 中国人民解放军军事交通学院 轮履切换式输送装置
CN108297951A (zh) * 2018-03-13 2018-07-20 昆明理工大学 一种汽车履带
CN109050695A (zh) * 2018-09-28 2018-12-21 山东阿图机器人科技有限公司 一种全地形消防机器人及工作方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110329375A (zh) * 2019-07-04 2019-10-15 中国人民解放军陆军装甲兵学院 履带型摆臂悬挂式行走机构及履带车辆
CN111055936A (zh) * 2019-12-24 2020-04-24 中国科学院合肥物质科学研究院 一种步态可调的轮履转换行走机构
CN111959632A (zh) * 2020-07-09 2020-11-20 中国人民解放军国防科技大学 一种便携式地面移动平台
CN113619703A (zh) * 2021-08-03 2021-11-09 武汉科技大学 一种履带式管道外壁爬行机器人
CN113619703B (zh) * 2021-08-03 2023-01-17 武汉科技大学 一种履带式管道外壁爬行机器人
CN115013637A (zh) * 2022-05-26 2022-09-06 北京化工大学 一种用于铁磁性管道的变结构履带式越障机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109484500A (zh) 一种全地形轮履复合式行走机构
CN105857423B (zh) 一种高机动高适应性地面无人平台
US8973930B2 (en) Vehicles, systems for vehicles, and methods for vehicles all to improve cornering capability
CN101269678B (zh) 一种带行走系统的轮式机器人
CN100567066C (zh) 复合式越障行走系统
CN201380887Y (zh) 机器人车体底盘
CN101407174B (zh) 一种行走装置
CN100354171C (zh) 具有轮-腿-履带复合移动机构的危险作业机器人
CN102616297A (zh) 轮腿复合式运动平台
CN103029539B (zh) 一种被动自适应六轮全地形移动机器人
CN102303655A (zh) 一种轮腿复合式移动机器人平台
CN107486833A (zh) 行走台和防爆机器人
CN106553712A (zh) 一种可变形履带行走装置
CN107985442A (zh) 车轮驱动机构、车轮单元和无人平台车
CN105235467A (zh) 基于肘内传动的摇臂悬架式速差转向无人机动平台
CN109850023A (zh) 一种行星式三角履带行走与驱动装置
CN106005094A (zh) 一种多功能全地形特种车
KR101094740B1 (ko) 이동로봇
CN100375699C (zh) 万向防翻特种车
CN204150107U (zh) 一种改进型单兵坦克车
CN205396361U (zh) 拖挂式多节模块化自行车机器人机构
KR20230104004A (ko) 보행 가능 차량 및 이를 가동하는 방법
CN203427918U (zh) 一种沙滩清洁车的履带底盘
CN202098476U (zh) 一种轮腿复合式移动机器人平台
CN201729202U (zh) 腿式车

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190319

RJ01 Rejection of invention patent application after publication