CN111959632A - 一种便携式地面移动平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式地面移动平台，包括基座，基座上安装有前行走组件和后行走组件，前行走组件包括分设于基座两侧的两个摇臂，各摇臂的中部以转动方式安装在基座上，各摇臂上安装有分设于摇臂的转动轴线两侧的前行走轮和后行走轮，每个摇臂上的前行走轮和后行走轮分别通过传动机构与安装在基座上的同一旋转驱动件相连。本发明具有结构简单紧凑、成本低、易于制作、控制简便、适应能力强、越障能力强、稳定性好等优点。

Description

一种便携式地面移动平台

技术领域

本发明涉及移动行走装备技术领域，具体涉及一种便携式地面移动平台。

背景技术

近些年来，世界范围内的自然灾害和暴恐事件频发，灾害发生后，救援成了最紧急，最重要的一项工作。然而灾难现场的环境大多复杂而危险，增加了救援的难度，阻碍救援工作快速有效的进行，给幸存者和救援人员都带来了巨大的安全威胁。随着机器人技术的不断发展，便携式机器人在救援任务中发挥着越来越重要的作用，它可以代替人类进入危险未知的场所执行救援任务，因此发展便携式地面移动平台具有越来越重要的意义。

根据运动形态，便携式地面移动平台可分为轮式、腿式以及履带式等多种结构形式。

轮式移动机构具有结构简单、轮式滚动摩擦力小、机械效率高、重量轻和易于控制等优点，但通过壕沟、台阶等障碍物的能力差，主要适应于平坦、不易沉陷的地形环境。

腿式移动机构具有适应地形能力强，能适应各种非结构化环境的优点。但腿式机器人移动速度慢，控制难度大，机械实现复杂，系统算法和动力结构复杂，稳定性差。

履带式移动机构结构紧凑、越野能力强，能满足大多数复杂的地形环境，越野机动性能好，而且履带支撑面上有履齿，不易打滑，牵引附着性能好，能发挥较大的牵引力。但其缺点是重量大、耗能大。

因此，设计一款效率高、适应能力强的便携式地面移动平台，已经成为了一项亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单紧凑、成本低、易于制作、控制简便、适应能力强、越障能力强、稳定性好的便携式地面移动平台。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种便携式地面移动平台，包括基座，所述基座上安装有前行走组件和后行走组件，所述前行走组件包括分设于基座两侧的两个摇臂，各摇臂的中部以转动方式安装在基座上，各摇臂上安装有分设于摇臂的转动轴线两侧的前行走轮和后行走轮，每个摇臂上的前行走轮和后行走轮分别通过传动机构与安装在基座上的同一旋转驱动件相连。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述旋转驱动件的驱动端连接有一中心齿轮，所述传动机构为传动齿轮组，各传动齿轮组包括多个安装在摇臂上且依次啮合的传动分齿轮。

所述旋转驱动件的驱动端通过一组减速齿轮组与所述中心齿轮相连。

所述传动机构为链传动机构或带传动机构。

所述基座上对应每个摇臂均设置一个旋转驱动件，各旋转驱动件驱动对应摇臂上的前行走轮和后行走轮。

所述基座包括前座和后座，所述后座与前座转动连接，所述摇臂安装在前座上，所述后行走组件安装在后座上，所述后座的转动轴线与摇臂的转动轴线相互垂直。

所述后行走组件包括转动安装在后座上且分设于后座两侧的两个尾部行走轮，两个所述尾部行走轮与同一行走驱动件相连，或者两个所述尾部行走轮分别连接一个独立的行走驱动件。

所述前行走轮和尾部行走轮为桨叶轮或者履带行走轮。

所述前座和后座均为箱体结构，所述前座上安装有摄像头和信号传输天线，所述前座内安装有电池以及用于连接控制所述摄像头、信号传输天线、旋转驱动件和行走驱动件的控制装置。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的便携式地面移动平台在正常行进时，摇臂上的前行走轮和后行走轮同时与地面接触行走，保证便携式地面移动平台进行的稳定性，在遇到障碍物时，前行走轮与障碍物接触，并受障碍物阻碍而减速，在旋转驱动件输出转速的不变情况下，会迫使整个摇臂绕前行走轮旋转，从而带着后行走轮翻转搭上障碍物，再利用后行走轮与障碍物接触的驱动力，带动整个便携式地面移动平台攀越障碍物，能够实现高效、稳定的越障，同时在越障过程中前行走轮和后行走轮保持与地面或障碍物接触，能够提高稳定性，该便携式地面移动平台具有结构简单紧凑、成本低、易于制作、控制简便、适应能力强、越障能力强的优点。

附图说明

图1为便携式地面移动平台的立体结构示意图。

图2为前座去除顶盖后的俯视结构示意图。

图3为后座去除顶盖后的俯视结构示意图。

图4为减速齿轮组的立体结构示意图。

图5为摇臂内部传动机构布置的立体结构示意图。

图6为便携式地面移动平台在摇臂翻转时的侧视结构示意图。

图例说明：

1、基座；101、前座；102、后座；2、摇臂；3、前行走轮；4、后行走轮；5、旋转驱动件；51、减速齿轮组；6、中心齿轮；7、传动分齿轮；8、尾部行走轮；9、行走驱动件；10、摄像头；11、信号传输天线；12、电池；13、控制装置。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图6所示，本实施例的便携式地面移动平台，包括基座1，基座1上安装有前行走组件和后行走组件，前行走组件包括分设于基座1两侧的两个摇臂2，各摇臂2的中部以转动方式安装在基座1上，各摇臂2上安装有分设于摇臂2的转动轴线两侧的前行走轮3和后行走轮4，每个摇臂2上的前行走轮3和后行走轮4分别通过传动机构与安装在基座1上的同一旋转驱动件5相连，也即前行走轮3通过一个传动机构与旋转驱动件5相连，后行走轮4通过另一个传动机构与旋转驱动件5相连。该便携式地面移动平台在正常行进时，摇臂2上的前行走轮3和后行走轮4同时与地面接触行走，保证便携式地面移动平台进行的稳定性，在遇到障碍物时，前行走轮3与障碍物接触，并受障碍物阻碍而减速，在旋转驱动件5输出转速的不变情况下，会迫使整个摇臂2绕前行走轮3旋转，从而带着后行走轮4翻转搭上障碍物，再利用后行走轮4与障碍物接触的驱动力，带动整个便携式地面移动平台攀越障碍物，能够实现高效、稳定的越障，同时在越障过程中前行走轮3和后行走轮4保持与地面或障碍物接触，能够提高稳定性，该便携式地面移动平台具有结构简单紧凑、成本低、易于制作、控制简便、适应能力强、越障能力强的优点。

本实施例中，如图2和图5所示，旋转驱动件5的驱动端连接有一中心齿轮6，传动机构为传动齿轮组，各传动齿轮组包括多个安装在摇臂2上且依次啮合的传动分齿轮7。本实施例各传动齿轮组的传动分齿轮7数量为四个，前行走轮3与中心齿轮6之间的传动齿轮组中，多个传动分齿轮7布置在前行走轮3的转轴和中心齿轮6之间，传动齿轮组一端的传动分齿轮7与中心齿轮6啮合，另一端的传动分齿轮7与安装在前行走轮3转轴上的输出齿轮啮合，从而中心齿轮6转动时驱使前行走轮3转轴转动。后行走轮4与中心齿轮6之间的传动齿轮组中，多个传动分齿轮7布置在后行走轮4的转轴和中心齿轮6之间，传动齿轮组一端的传动分齿轮7与中心齿轮6啮合，另一端的传动分齿轮7与安装在后行走轮4转轴上的输出齿轮啮合，从而中心齿轮6转动时驱使后行走轮4转轴转动。中心齿轮6和两组传动齿轮组构成一类行星轮齿轮传动组，有利于摇臂2翻转和便携式地面移动平台攀爬越障。

本实施例中，旋转驱动件5的驱动端通过一组减速齿轮组51与中心齿轮6相连。可以有效的降低中心齿轮6的旋转速度，提高摇臂2的翻转力矩。如图4所示，减速齿轮组51包括与旋转驱动件5相连的一级小齿轮、同轴安装的一级大齿轮和二级小齿轮、与中心齿轮6同轴安装的二级大齿轮，一级小齿轮与一级大齿轮啮合，二级小齿轮与二级大齿轮啮合。

本实施例中传动机构采用传动齿轮组，在其他实施例中，传动机构还可以是链传动机构或带传动机构。

本实施例中，基座1上对应每个摇臂2均设置一个旋转驱动件5，各旋转驱动件5驱动对应摇臂2上的前行走轮3和后行走轮4。同一摇臂2上的前行走轮3和后行走轮4由一个独立的旋转驱动件5驱动，当便携式地面移动平台需要变换前进方向时，两个独立的旋转驱动件5可以使两个摇臂2上的前行走轮3和后行走轮4产生不同的转速，使便携式地面移动平台实现差速转向。

本实施例中，基座1包括前座101和后座102，后座102与前座101转动连接，摇臂2安装在前座101上，后行走组件安装在后座102上，后座102的转动轴线与摇臂2的转动轴线相互垂直。后座102与前座101转动连接使得便携式地面移动平台在只有一侧遇到障碍时，也可以保证同侧的三个行走轮最多只有一个处于不与地面或障碍物接触的浮空状态，不会出现在前行走轮3和/或后行走轮4与障碍物接触时，尾部行走轮8处于不与障碍物和地面接触的浮空状态。

本实施例中，如图3所示，后行走组件包括转动安装在后座102上且分设于后座102两侧的两个尾部行走轮8，两个尾部行走轮8分别连接一个独立的行走驱动件9，各尾部行走轮8分别由各自对应的行走驱动件9驱动。当便携式地面移动平台需要变换前进方向时，两个独立的行走驱动件9可以使两个尾部行走轮8产生不同的转速，使便携式地面移动平台实现差速转向。

在其他实施例中，两个尾部行走轮8也可与同一行走驱动件9相连，也即两个尾部行走轮8由同一行走驱动件9驱动。

本实施例中，前行走轮3和尾部行走轮8为桨叶轮。在其他实施例中，前行走轮3和尾部行走轮8也可以采用履带行走轮。

本实施例中，旋转驱动件5和行走驱动件9均采用电机。

本实施例中，前座101和后座102均为箱体结构，如图2所示，前座101上安装有摄像头10和信号传输天线11，前座101内安装有电池12以及用于连接控制摄像头10、信号传输天线11、旋转驱动件5和行走驱动件9的控制装置13。其中，电池12用于给整个便携式地面移动平台供电，控制装置13包括控制电路板和控制各电机的电机驱动模块。上述摄像头10、信号传输天线11和控制装置13配合实现以下功能：摄像头10将观察到的图像通过信号传输天线11发送给使用者，使用者再通过远程遥控将控制信号发向水下越障车，信号传输天线11接受信号后，将信号传输给控制电路板，控制电路板再将控制信号发送给各个电机驱动模块来控制各个电机，控制地面移动平台运动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种便携式地面移动平台，其特征在于：包括基座(1)，所述基座(1)上安装有前行走组件和后行走组件，所述前行走组件包括分设于基座(1)两侧的两个摇臂(2)，各摇臂(2)的中部以转动方式安装在基座(1)上，各摇臂(2)上安装有分设于摇臂(2)的转动轴线两侧的前行走轮(3)和后行走轮(4)，每个摇臂(2)上的前行走轮(3)和后行走轮(4)分别通过传动机构与安装在基座(1)上的同一旋转驱动件(5)相连。

2.根据权利要求1所述的便携式地面移动平台，其特征在于：所述旋转驱动件(5)的驱动端连接有一中心齿轮(6)，所述传动机构为传动齿轮组，各传动齿轮组包括多个安装在摇臂(2)上且依次啮合的传动分齿轮(7)。

3.根据权利要求2所述的便携式地面移动平台，其特征在于：所述旋转驱动件(5)的驱动端通过一组减速齿轮组(51)与所述中心齿轮(6)相连。

4.根据权利要求1所述的便携式地面移动平台，其特征在于：所述传动机构为链传动机构或带传动机构。

5.根据权利要求1所述的便携式地面移动平台，其特征在于：所述基座(1)上对应每个摇臂(2)均设置一个旋转驱动件(5)，各旋转驱动件(5)驱动对应摇臂(2)上的前行走轮(3)和后行走轮(4)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的便携式地面移动平台，其特征在于：所述基座(1)包括前座(101)和后座(102)，所述后座(102)与前座(101)转动连接，所述摇臂(2)安装在前座(101)上，所述后行走组件安装在后座(102)上，所述后座(102)的转动轴线与摇臂(2)的转动轴线相互垂直。

7.根据权利要求6所述的便携式地面移动平台，其特征在于：所述后行走组件包括转动安装在后座(102)上且分设于后座(102)两侧的两个尾部行走轮(8)，两个所述尾部行走轮(8)与同一行走驱动件(9)相连，或者两个所述尾部行走轮(8)分别连接一个独立的行走驱动件(9)。

8.根据权利要求7所述的便携式地面移动平台，其特征在于：所述前行走轮(3)和尾部行走轮(8)为桨叶轮或者履带行走轮。

9.根据权利要求6所述的便携式地面移动平台，其特征在于：所述前座(101)和后座(102)均为箱体结构，所述前座(101)上安装有摄像头(10)和信号传输天线(11)，所述前座(101)内安装有电池(12)以及用于连接控制所述摄像头(10)、信号传输天线(11)、旋转驱动件(5)和行走驱动件(9)的控制装置(13)。

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