CN112429115A - 一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车 - Google Patents

Abstract

一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车,利用滚动摩擦力原理,采用双螺旋滚轮作为驱动执行机构，可以在松软地形如冰面、丘陵、丛林、雪地、沙漠、沿海、滩涂、沼泽及水面等地形条件复杂且十分松软的地面条件下进行远程遥控行驶，可实现前进、后退、原地转向以及横向移动，车体前部的摄像头可以用于进行地形检测和侦查，因其螺旋滚轮中心为中空结构，故也可以在水面行驶。螺旋滚轮驱动结构相对简单、重心低、操作简单、行进速度均匀,能够灵活实现松软地质甚至水面的行驶任务。

Description

一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车

技术领域

本发明涉及一种螺旋滚轮驱动车，尤其涉及一种适用于松软地面的螺旋滚轮无人勘测车。

背景技术

专利号：CN201920475710.8，实用新型名称：智能无人侦查车，公开了一种智能无人侦查车，包括遥控四轮车车体，遥控四轮车车体包括车架，车架的中部设有电池，所述车架前端的左侧安装有可探测前方物体距离的左前测距仪，车架前端的右侧安装有可探测前方物体距离的右前测距仪，车架左侧的后端安装有可探测左侧物体距离的左后测距仪，车架右侧的后端安装有可探测右侧物体距离的右后测距仪。其目的在于提供一种能够无线控制、自主行进，并且车体的体积小，运动灵活，隐蔽性强，可以很好地满足战场侦查的各项任务要求，从而减少或避免人员的伤亡的智能无人侦查车。

专利号：CN201910033933.3，发明名称：一种全地形森林消防侦查机器人及其应用，公开了一种全地形森林消防侦查机器人及其应用，包括机体、行走系统、独立悬挂系统、消防水炮和车载云台，机体通过独立悬挂系统连接行走系统，消防水炮和车载云台安装在机体上方。本发明全地形森林消防侦查机器人采用新型行走系统，其与独立悬挂系统、消防水炮和车载云台配合，可实现消防侦查机器人根据不同工况快速转换轮式与履带式形态，在平坦硬路面上，转换成轮式形态，从而提高行驶速度，降低功率消耗；在松软地面上，转换成履带式形态，从而增大接地面积，提高牵引力，提高通过性、机动性与工作效率，进而使消防侦查机器人能够快速高效的进入事故现场侦查、部署和扑救。

专利号：CN201822073316.X，实用新型名称：一种防爆消防灭火侦查机器人用履带式行走轮，公开了一种防爆消防灭火侦查机器人用履带式行走轮，包括行走装置，行走装置包括履带外壳，履带外壳的内部固定设有履带支架，履带支架上固定安装有若干个电动机，若干个电动机的输出轴分别通过镶嵌在履带支架上的若干个轴承固定连接有若干个履带轮，若干个履带轮啮合连接有履带，行走装置的顶部固定设有水箱，水箱的内部固定安装有两个水泵，本实用新型一种防爆消防灭火侦查机器人用履带式行走轮，通过设置多个电动机，增强了行走装置的驱动力，使得本侦查机器人便于行走，通过设置的摄像头便于对本侦查机器人的周围环境进行观测，通过设置的水箱和水泵，便于对本侦查机器人的周围火焰进行熄灭。

专利号：CN201510943668.4，发明名称：液压驱动双螺旋推进车船，公开了一种液压驱动双螺旋推进车船，是一种双螺旋驱动行走机构，利用滚动摩擦力原理，采用双螺旋驱动和整流罩导向方式组成松软地质及水中负重行驶和牵引功能的行走机构，采用双螺旋驱动，其结构简单、重心低、易于控制、行进速度均匀，能够灵活实现松软地质及水中行驶任务。其结构特点为：推进螺旋由螺旋轴与皮带轮同轴线固连，螺旋轴在机架上转动联接，皮带轮通过三角皮带与主动皮带轮传动，主动皮带轮由液压马达提供旋转动力，组成螺旋推进装置。

为了满足在一些沼泽、雪地、泥泞等松软地形甚至水面的侦测和勘探工作的开展，对勘测车的通过性和适应性提出了特殊的要求。目前的勘测车常使用轮式、履带式驱动形式,在一些松软地形时会发生下陷等问题影响正常行驶。本发明采用双螺旋滚轮驱动，利用螺旋滚轮旋转产生推力前进，其结构简单、易于控制、行进速度均匀且纯电力行驶不会产生污染,能够灵活在松软地形下行驶,完成各种侦测和勘探任务。

发明内容

本发明的目的,是设计一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车,利用滚动摩擦力原理,采用双螺旋滚轮的方式进行驱动，可以在松软地形如冰面、丘陵、丛林、雪地、沙漠、沿海、滩涂、沼泽及水面等地形条件复杂且十分松软的地面条件下进行远程遥控行驶，车体前部的摄像头可以用于进行地形检测和侦查。在进行复杂柔软地形的勘测侦查时，普通的轮式或履带式驱动方式无法适应地形需求，螺旋滚轮驱动方式可以顺利通过任何混杂软泥的恶劣路面，解决了车轮或履带驱动形式那样深陷松软地的难题。采用双螺旋滚轮驱动,在行走时双侧的螺旋叶片旋向相反，两侧螺旋滚轮旋转产生的侧向力抵消，可产生整体向前或向后的推力，当左右螺旋滚轮的旋转方向完全相同时，可以实现横向移动，因其螺旋滚轮中心为中空结构，甚至可以在水面行驶。螺旋滚轮驱动结构相对简单、重心低、操作简单、行进速度均匀,能够灵活实现松软地质甚至水面的行驶任务，其用途广泛,特别是在沼泽，冰面，丘陵，丛林，雪地柔软的沙漠等地形及水面上行驶。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案

一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，包括滚轮固定支架、螺旋滚轮、车身、摄像头、天线、驱动电机、齿形同步带、同步带轮等，其中，螺旋滚轮通过同步轴固定在滚轮固定支架上，所述的滚轮固定支架固定在车身上，两个驱动电机各放在左、右侧电机安装槽中，驱动动力从驱动电机传到主动同步带轮，经齿形同步带传至从动同步带轮，带动两侧螺旋滚轮转动，左右两侧螺旋滚轮旋向相反，行走时，两侧的螺旋滚轮旋转速度同步，所述的螺旋滚轮旋转方向相反时，两侧侧向力可相互抵消，产生向前或向后的推力，即可实现前进或后退；在两侧的螺旋滚轮旋转速度不同步，旋转方向相反时，可实现转向功能；两侧的螺旋滚轮旋转方向相同时，可实现横向移动，所述的螺旋滚轮，可以在松软地形如冰面、雪地、沙漠、沿海、滩涂、沼泽及水面等地形条件复杂且松软的地面条件下行驶，车体前部装有摄像头，用于远程进行地形检测和侦查，通过车身上方的远程天线进行指令传送和图像传输。

在一些实施方式中，所述的同步带轮,分为主动同步带轮，从动同步带轮。

在一些实施方式中，所述的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，为纯电动驱动，在车身内部放置蓄电池，为电器元件提供能源。

在一些实施方式中，所述的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，安装有360度摄像头和远程输送天线，进行图像信息采集和远程指令传送。

在一些实施方式中，所述的螺旋滚轮，左右侧各安装一个，旋向相反，使用齿形同步带进行动力传递。

在一些实施方式中，所述的驱动电机，安装于后部电机安装槽内，为螺旋滚轮提供动力，经过一级减速机构，通过主、从动同步带轮带动螺旋滚轮转动。

在一些实施方式中，所述的驱动电机，是两个相同型号的驱动电机。

有益效果

本发明的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，包括螺旋滚轮支架、螺旋滚轮、车身、摄像头、天线、驱动电机、齿形同步带、同步带轮等。由于普通轮式和履带式驱动车在松软地面下行驶会发生轮胎下陷、行驶困难等问题，本发明采用螺旋滚轮代替普通车轮或履带，解决了车子在泥泞、冰面、雪地、沙漠、沿海、滩涂、沼泽等松软地形行驶时轮或履带驱动形式那样深陷松软地的难题，其螺旋滚轮内部为中空的轻量化设计结构，可在水面行驶。用于进行远程地形检测和侦查，采用电机驱动，通过改变电机的正反转改变前进、后退和横向移动，车身上安装360度摄像头和远程天线，进行图像采集和指令的接收与图像传送。本发明能在人类难以到达的危险复杂的松软地形环境下工作，有较强的适用性，结构简单，易于操作和控制，具有良好的通过性，极大地方便复杂地形相关侦查和勘探工作的开展。

附图说明

图1为本发明的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车示意图；

图2为本发明的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车正视图；

图3为本发明的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车后视图；

图4为本发明的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车左视图；

图5为本发明的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车俯视图；

图6为本发明的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车仰视图；

图7为本发明的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车内部视图；

图8为本发明的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车工作原理图。

附图中：1.滚轮固定支架；2.摄像头；3.车身；4.电机安装槽；5.天线；6.齿形同步带；7.右旋螺旋滚轮；8.左旋螺旋滚轮；9.主动同步带轮；10.从动同步带轮；11.同步轴；12.蓄电池；13.驱动电机；14.电机控制器；15.ECU系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例本发明做进一步说明：

本发明的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，如附图1、图2，图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，其中包括：滚轮固定支架1，摄像头2，车身3，电机安装槽4，天线5，齿形同步带6，右旋螺旋滚轮7，左旋螺旋滚轮8，主动同步带轮9，从动同步带轮10，同步轴11，蓄电池12，驱动电机13，电机控制器14，ECU系统15。

装配关系

一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，包括滚轮固定支架1，摄像头2，车身3，电机安装槽4，天线5，齿形同步带6，右旋螺旋滚轮7，左旋螺旋滚轮8，主动同步带轮9，从动同步带轮10，同步轴11，蓄电池12，驱动电机13，电机控制器14，ECU系统15，其中右旋螺旋滚轮7和左旋螺旋滚轮8，通过两侧的同步轴11固定在滚轮固定支架1上，螺旋滚轮支架1与车身3相连接；驱动电机13安装在电机安装槽4中，驱动动力从驱动电机13传到主动同步带轮9，经齿形同步带6传至从动同步带轮10，带动两侧螺旋滚轮7和左旋螺旋滚轮8转动。

本发明为纯电力驱动，车身3中放置有蓄电池12，为整车提供能源，ECU系统15通过电机控制器14控制驱动电机13进行转速调节和正反转变换；车身前方安装有360度摄像头2，进行图像信息采集和时实路况分析，车身一侧安装有天线5，用于远程控制指令接收和图像信息的传送。

设计原理如下

一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，车身左侧的右旋螺旋滚轮7和右侧的左旋螺旋滚轮8通过两侧的同步轴11固定在滚轮固定支架1上，螺旋滚轮支架1与车身3相连接；驱动电机13各放在左右侧电机安装槽4中，驱动动力从电机传到主动同步带轮9，经齿形同步带6传至从动同步带轮10，带动两侧右旋螺旋滚轮7和左旋螺旋滚轮8转动。车身左侧的右旋螺旋滚轮7与右侧的左旋螺旋滚轮8旋向相反，行走时，当右旋螺旋滚轮7顺时针旋转，左旋螺旋滚轮8逆时针旋转，且两侧的螺旋滚轮旋转速度同步，左右螺旋滚轮产生的侧向力可相互抵消，即可产生整体向前或向后的推力，实现整车前进或后退；当两侧的螺旋滚轮旋转方向相反，旋转速度不同时，两侧螺旋滚轮产生速度差，实现转向功能；当两侧的螺旋滚轮同时向逆时针或顺时针旋转时，可实现整车的横向移动。采用螺旋滚轮代替普通车轮或履带作为驱动件，可以在如泥泞、冰面、雪地、沙漠、沿海、滩涂、沼泽等地形行驶，其右旋螺旋滚轮7和左旋螺旋滚轮8内部为中空结构，故其可在水面行驶。

本发明采用驱动电机13驱动，蓄电池12放置在车身3中，为整车提供能源，车身前部的摄像头2可以在侦查和勘探工作中起到采集图像信息的作用，天线5作为远程遥控指令的收发端，可以接收远程的遥控命令，通过接收远程无线电波，读取控制参数，并转为数字信号发送到ECU控制系统15中，同时摄像头2采集的相关环境信息发送至操控人员，以便完成相关侦测勘探工作。

以上所述乃是本发明具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所做的改变，其产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神，均在本发明专利的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，包括滚轮固定支架、螺旋滚轮、车身、摄像头、天线、驱动电机、齿形同步带、同步带轮等，其特征在于：螺旋滚轮通过同步轴固定在滚轮固定支架上，所述的滚轮固定支架固定在车身上，两个驱动电机各放在左、右侧电机安装槽中，驱动动力从驱动电机传到主动同步带轮，经齿形同步带传至从动同步带轮，带动两侧螺旋滚轮转动；左右两侧螺旋滚轮旋向相反，行走时，两侧的螺旋滚轮旋转速度同步，所述的螺旋滚轮旋转方向相反时，两侧侧向力可相互抵消，产生向前或向后的推力，即可实现前进或后退；在两侧的螺旋滚轮旋转速度不同步，旋转方向相反时，可实现转向功能；两侧的螺旋滚轮旋转方向相同时，可实现横向移动；所述的螺旋滚轮，可以在松软地形如冰面、雪地、沙漠、沿海、滩涂、沼泽及水面等地形条件复杂且松软的地面条件下进行行驶，车体前部装有摄像头，用于远程进行地形检测和侦查，通过车身上方的远程天线进行指令传送和图像传输。

2.根据权利要求1所述的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，其特征在于：所述的同步带轮,分为主动同步带轮，从动同步带轮。

3.根据权利要求1所述的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，其特征在于：所述的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，为纯电动驱动，在车身内部放置蓄电池，为电器元件提供能源。

4.根据权利要求1所述的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，其特征在于：所述的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，安装有360度摄像头和远程输送天线，进行图像信息采集和远程指令传送。

5.根据权利要求1所述的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，其特征在于：所述的螺旋滚轮，分为左旋螺旋滚轮，右旋螺旋滚轮，左、右侧各安装一个，旋向相反，使用齿形同步带进行动力传递。

6.根据权利要求1所述的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，其特征在于：所述的驱动电机，安装于后部电机安装槽内，为螺旋滚轮提供动力，经过一级减速机构，通过主、从动同步带轮带动螺旋滚轮转动。

7.根据权利要求1或6所述的一种适用于松软地形的电动螺旋滚轮驱动无人勘测车，其特征在于：所述的驱动电机，是两个相同型号的驱动电机。

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