CN112706722A - 一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，包括设备外壳、太阳能光伏板、探测摄像头、电动机和驱动轮，所述设备外壳的顶部螺栓安装有太阳能光伏板，所述活动筒的侧面固定有连接杆，且连接杆的下方设置有清扫刷，所述活动筒的上端固定有桨叶板，所述设备外壳的内顶面设置有蓄电池，所述电动机螺栓安装在设备外壳的内底面，所述轮轴的两端套设有驱动轮，所述驱动轮的内部开设有通风腔，所述设备外壳的侧面固定有固定板。该外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，对于掉落在探测设备上的冰雪能够及时清理，并且能够保证探测设备的稳定行走，同时该探测设备具有很好的抗冲击性，更大程度上减小受到的损坏。

Description

一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备
技术领域
本发明涉及极地探测技术领域，具体为一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备。
背景技术
随着科学技术的不断发展，人们在探测领域上取得的成就也越来越高，因此为了满足人们更深层次以及更长远的研究考察，越来越趋向于对未开发领域的探测，例如对于极地的探测，并且由于极地环境的恶劣，对于探测设备的需求也比较高，因此需要设计一种适合极地探测的设备，例如公开号为CN104890460B的一种新型多功能极地探测小车，包括球形机体，所述球形机体的两侧设有车轮，球形机体正面安装有用于采集样本的机械手，机械手下方设有放置样本的收纳盒；球形机体的正面上部和反面上部均安装有可旋转以对探测小车的上下、左右、前后进行探测的摄像头…本发明融合了远程数据传输与控制、多模式驱动系统、太阳能供能等技术，具有结构简单、探测快速准确、适应多种地形、续航时间长等优点。但是该新型多功能极地探测小车在实际使用过程中依旧存在以下缺点：
1.由于极地区域温度较低，地表堆积的冰雪较厚，因此传统的探测设备无法保证在极地行走的稳定性，容易出现打滑倾倒等现象，这就会影响探测画面的稳定性，并且当部分冰雪落在探测设备上后无法及时清理，容易导致探测设备表面结冰影响探测；
2.同时传统的探测设备在行走过程中容易碰撞冰块石块等物体，因此探测设备外部缺少避障结构，探测设备本身的抗冲击性较差，在受到撞击后会出现不同程度上的损坏，减少了其使用寿命。
针对上述问题，急需在原有极地探测设备的基础上进行创新设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，以解决上述背景技术提出传统的探测设备无法保证在极地行走的稳定性，容易出现打滑倾倒等现象，并且当部分冰雪落在探测设备上后无法及时清理，容易导致探测设备表面结冰影响探测，探测设备外部缺少避障结构，探测设备本身的抗冲击性较差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，包括设备外壳、太阳能光伏板、探测摄像头、电动机和驱动轮，所述设备外壳的顶部螺栓安装有太阳能光伏板，且太阳能光伏板的上端面和活动筒的底部固定连接，所述活动筒的侧面固定有连接杆，且连接杆的下方设置有清扫刷，所述活动筒的上端固定有桨叶板，且活动筒的顶部贯穿有固定杆，并且固定杆的顶部固定安装有探测摄像头，所述设备外壳的内顶面设置有蓄电池，且蓄电池和热风机相互连接，并且热风机的底部固定有固定管，所述电动机螺栓安装在设备外壳的内底面，且电动机的输出轴通过皮带轮机构和轮轴相互连接，所述轮轴的两端套设有驱动轮，且轮轴通过连接管与另一轮轴相连通，所述驱动轮的内部开设有通风腔，且通风腔的边侧设置有活动槽，所述设备外壳的侧面固定有固定板，且固定板的边缘处活动设置有活动板。
优选的，所述活动筒和固定杆组成相对旋转结构，且活动筒和连接杆相互垂直，并且连接杆通过清扫刷和太阳能光伏板的上表面相接触。
优选的，所述固定管的下端预留有通孔，且固定管通过通孔和轮轴相连通，并且轮轴的两端均与通风腔相连通。
优选的，所述活动槽外侧的驱动轮上粘贴有密封块，且活动槽在驱动轮的内部等角度分布，并且活动槽的内部设置有活动块，同时两者为滑动连接。
优选的，所述活动块的内部分别预留有第一通槽和第二通槽，且第一通槽和第二通槽组成“T”形结构，并且活动块的侧面和活动槽的内壁相贴合。
优选的，所述活动槽的内壁固定有竖杆，且竖杆的下端缠绕有复位弹簧，并且竖杆的上端活动设置有挡板，同时挡板和竖杆为滑动连接，而且挡板的长宽均大于通风腔的内径，并且2块挡板的最小间距小于活动块的宽度。
优选的，所述活动板和固定板组成转动结构，且两者之间设置有复位弹簧，并且活动板和固定板均关于设备外壳的竖轴线对称分布，同时活动板为倾斜设置。
优选的，所述设备外壳的前端嵌入设置有防护块，且防护块的端头处和引导杆的一端相互连接，并且引导杆的外侧缠绕有拉伸弹簧，而且引导杆的另一端固定有阀板。
优选的，所述防护块的端头处超出设备外壳的前端，且防护块为橡胶材质，并且其通过引导杆和设备外壳组成滑动结构。
优选的，所述阀板外侧的设备外壳内开设有固定腔，且固定腔通过气通道和连接腔相互连通，且连接腔的内部活动设置有阀块，而且两者紧密贴合，并且阀块的侧面固定有推杆，同时推杆的端头处和设备外壳齐平。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，对于掉落在探测设备上的冰雪能够及时清理，并且能够保证探测设备的稳定行走，同时该探测设备具有很好的抗冲击性，更大程度上减小受到的损坏；
1.由于极地区域的风力较大，因此当风吹向桨叶板时能够带动活动筒转动，进而通过连接杆带动清扫刷旋转，能够对太阳能板表面掉落的冰雪清理防止结冰，保证更大程度的吸收热量；
2.太阳能板吸收的热量转化通过蓄电池传递给热风机，这样吹出的热风能够通过固定管、轮轴和连接管进入驱动轮内部，当驱动轮转动时能够带动最底部的活动块向下滑动，并带动挡板同步下移实现通风腔与活动块的连通，这样热风就能将密封块吹至鼓起状态与地面接触，既起到了防滑的作用，又通过热量能够将驱动轮表面粘附的冰雪融化方便稳定行走；
由于密封块等角度设置有多个，因此驱动轮带动活动槽移动至其他角度时能够带动活动块与挡板分离，只保证与地面接触的密封块处于鼓起状态，进而减少热风的流失；
3.当探测设备前端碰撞到物体时能够带动防护块收缩回设备外壳内部，进而通过阀板将固定腔内的气体通过气通道推动至连接腔内，并通过阀块将推杆推动出，因此不会出现探测设备直接撞击在石块上的现象，起到很好的防护作用，通过拉伸弹簧的设置在探测设备继续移动时，防护块能够恢复至原位来预防下一次的撞击。
附图说明
图1为本发明正视结构示意图；
图2为本发明侧剖结构示意图；
图3为本发明固定管和轮轴连接结构示意图；
图4为本发明驱动轮正剖结构示意图；
图5为本发明图4中A处剖面结构示意图；
图6为本发明活动块运动后结构示意图；
图7为本发明活动块正剖结构示意图；
图8为本发明俯剖结构示意图；
图9为本发明防护块运动后结构示意图。
图中：1、设备外壳；2、太阳能光伏板；3、活动筒；4、连接杆；5、清扫刷；6、桨叶板；7、固定杆；8、探测摄像头；9、蓄电池；10、热风机；11、固定管；111、通孔；12、电动机；13、皮带轮机构；14、轮轴；15、驱动轮；16、连接管；17、通风腔；18、活动槽；19、密封块；20、活动块；201、第一通槽；202、第二通槽；21、竖杆；22、复位弹簧；23、挡板；24、固定板；25、活动板；26、防护块；27、引导杆；28、拉伸弹簧；29、阀板；30、固定腔；31、气通道；32、连接腔；33、阀块；34、推杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，包括设备外壳1、太阳能光伏板2、活动筒3、连接杆4、清扫刷5、桨叶板6、固定杆7、探测摄像头8、蓄电池9、热风机10、固定管11、通孔111、电动机12、皮带轮机构13、轮轴14、驱动轮15、连接管16、通风腔17、活动槽18、密封块19、活动块20、第一通槽201、第二通槽202、竖杆21、复位弹簧22、挡板23、固定板24、活动板25、防护块26、引导杆27、拉伸弹簧28、阀板29、固定腔30、气通道31、连接腔32、阀块33和推杆34，设备外壳1的顶部螺栓安装有太阳能光伏板2，且太阳能光伏板2的上端面和活动筒3的底部固定连接，活动筒3的侧面固定有连接杆4，且连接杆4的下方设置有清扫刷5，活动筒3的上端固定有桨叶板6，且活动筒3的顶部贯穿有固定杆7，并且固定杆7的顶部固定安装有探测摄像头8，设备外壳1的内顶面设置有蓄电池9，且蓄电池9和热风机10相互连接，并且热风机10的底部固定有固定管11，电动机12螺栓安装在设备外壳1的内底面，且电动机12的输出轴通过皮带轮机构13和轮轴14相互连接，轮轴14的两端套设有驱动轮15，且轮轴14通过连接管16与另一轮轴14相连通，驱动轮15的内部开设有通风腔17，且通风腔17的边侧设置有活动槽18，设备外壳1的侧面固定有固定板24，且固定板24的边缘处活动设置有活动板25；
活动筒3和固定杆7组成相对旋转结构，且活动筒3和连接杆4相互垂直，并且连接杆4通过清扫刷5和太阳能光伏板2的上表面相接触，风吹向桨叶板6时能够带动活动筒3转动，并通过连接杆4带动清扫刷5旋转，进而能够将太阳能光伏板2表面的冰雪扫除；
固定管11的下端预留有通孔111，且固定管11通过通孔111和轮轴14相连通，并且轮轴14的两端均与通风腔17相连通，活动槽18外侧的驱动轮15上粘贴有密封块19，且活动槽18在驱动轮15的内部等角度分布，并且活动槽18的内部设置有活动块20，同时两者为滑动连接，活动块20的内部分别预留有第一通槽201和第二通槽202，且第一通槽201和第二通槽202组成“T”形结构，并且活动块20的侧面和活动槽18的内壁相贴合，活动槽18的内壁固定有竖杆21，且竖杆21的下端缠绕有复位弹簧22，并且竖杆21的上端活动设置有挡板23，同时挡板23和竖杆21为滑动连接，而且挡板23的长宽均大于通风腔17的内径，并且2块挡板23的最小间距小于活动块20的宽度，当驱动轮15带动其中一个密封块19转动至与地面接触时，能够带动活动槽18内的活动块20向下滑动，并与挡板23接触拉动其在竖杆21上滑动，实现通风腔17通过活动块20将密封块19吹动至鼓起状态，既能起到驱动轮15防滑的作用，通过其内部的热量又能够让驱动轮15表面粘附的冰雪融化；
活动板25和固定板24组成转动结构，且两者之间设置有复位弹簧22，并且活动板25和固定板24均关于设备外壳1的竖轴线对称分布，同时活动板25为倾斜设置，活动板25与杂物接触时能够在固定板24上转动，这样通过复位弹簧22的设置具有很好的缓冲作用，能够将杂物推向边侧；
设备外壳1的前端嵌入设置有防护块26，且防护块26的端头处和引导杆27的一端相互连接，并且引导杆27的外侧缠绕有拉伸弹簧28，而且引导杆27的另一端固定有阀板29，防护块26的端头处超出设备外壳1的前端，且防护块26为橡胶材质，并且其通过引导杆27和设备外壳1组成滑动结构，阀板29外侧的设备外壳1内开设有固定腔30，且固定腔30通过气通道31和连接腔32相互连通，且连接腔32的内部活动设置有阀块33，而且两者紧密贴合，并且阀块33的侧面固定有推杆34，同时推杆34的端头处和设备外壳1齐平，通过冲击力能够带动防护块26收回设备外壳1内部，并通过引导杆27带动阀板29移动，将固定腔30内的气体通过气通道31推动至连接腔32内，这样能够推动阀块33同步的移动，并将与设备外壳1齐平的推杆34推动出于石块接触，让探测设备向后移动，避免设备外壳1直接与石块接触造成损坏。
工作原理：在使用该外置避障结构的行进稳定型极地探测设备时，如图1-3所示，首先电动机12的输出轴通过皮带轮机构13带动轮轴14转动，进而实现驱动轮15的转动带动探测设备移动，在探测设备使用过程中可通过太阳能光伏板2吸收太阳的热量，由于极地区域的风力较大，因此风吹向桨叶板6时能够带动活动筒3转动，并通过连接杆4带动清扫刷5旋转，当太阳能光伏板2表面掉落冰雪时，通过清扫刷5能够将太阳能光伏板2表面的冰雪扫除，防止出现结冰现象进而影响其热量的吸收，而活动筒3的旋转并不会影响探测摄像头8位置的稳定性，然后吸收的热量传递至蓄电池9进行能量的转化，此时热风机10运行产生的热风通过固定管11和通孔111进入轮轴14内，再通过连接管16进入另一轮轴14并传递至驱动轮15内；
如图2和图4-7所示，当驱动轮15带动其中一个密封块19转动至与地面接触时，能够带动活动槽18内的活动块20向下滑动，并与挡板23接触拉动其在竖杆21上滑动，实现通风腔17与第一通槽201和第二通槽202的相连通，这样通风腔17内的热风就能够通过活动块20将密封块19吹动至鼓起状态，鼓起的密封块19既能起到驱动轮15防滑的作用，通过其内部的热量又能够让驱动轮15表面粘附的冰雪融化，防止结冰出现驱动轮15打滑的现象，保证探测设备移动时的稳定性，而驱动轮15带动活动块20转动至其他角度时，活动块20滑动至活动槽18内远离密封块19的一端，通过复位弹簧22的弹性能够带动挡板23滑动至初始位置，对通风腔17和活动槽18进行隔断，只保证处于最下方的密封块19内部含有热气，进而减少热风的流失；
如图1和图8-9所示，探测设备的移动过程中其边侧会出现冰块等杂物，当固定板24与杂物接触时具有将杂物向后引导的作用，而活动板25与杂物接触时能够在固定板24上转动，这样通过复位弹簧22的设置具有很好的缓冲作用，能够将杂物推向边侧，避免影响探测设备的移动，当探测设备行走撞击到冰块或石块时，首先与石块接触的是防护块26，通过冲击力能够带动防护块26收回设备外壳1内部，并通过引导杆27带动阀板29移动，将固定腔30内的气体通过气通道31推动至连接腔32内，这样能够推动阀块33同步的移动，并将与设备外壳1齐平的推杆34推动出于石块接触，让探测设备向后移动，避免设备外壳1直接与石块接触造成损坏，提升了探测设备的抗冲击力，由于拉伸弹簧28的设置通过其回弹性，能够带动防护块26伸出设备外壳1外部，并带动推杆34与设备外壳1相齐平，来预防下一次的撞击。
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；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”等仅用于描述目的，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“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。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。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，包括设备外壳(1)、太阳能光伏板(2)、探测摄像头(8)、电动机(12)和驱动轮(15)，其特征在于：所述设备外壳(1)的顶部螺栓安装有太阳能光伏板(2)，且太阳能光伏板(2)的上端面和活动筒(3)的底部固定连接，所述活动筒(3)的侧面固定有连接杆(4)，且连接杆(4)的下方设置有清扫刷(5)，所述活动筒(3)的上端固定有桨叶板(6)，且活动筒(3)的顶部贯穿有固定杆(7)，并且固定杆(7)的顶部固定安装有探测摄像头(8)，所述设备外壳(1)的内顶面设置有蓄电池(9)，且蓄电池(9)和热风机(10)相互连接，并且热风机(10)的底部固定有固定管(11)，所述电动机(12)螺栓安装在设备外壳(1)的内底面，且电动机(12)的输出轴通过皮带轮机构(13)和轮轴(14)相互连接，所述轮轴(14)的两端套设有驱动轮(15)，且轮轴(14)通过连接管(16)与另一轮轴(14)相连通，所述驱动轮(15)的内部开设有通风腔(17)，且通风腔(17)的边侧设置有活动槽(18)，所述设备外壳(1)的侧面固定有固定板(24)，且固定板(24)的边缘处活动设置有活动板(25)。
2.根据权利要求1所述的一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，其特征在于：所述活动筒(3)和固定杆(7)组成相对旋转结构，且活动筒(3)和连接杆(4)相互垂直，并且连接杆(4)通过清扫刷(5)和太阳能光伏板(2)的上表面相接触。
3.根据权利要求1所述的一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，其特征在于：所述固定管(11)的下端预留有通孔(111)，且固定管(11)通过通孔(111)和轮轴(14)相连通，并且轮轴(14)的两端均与通风腔(17)相连通。
4.根据权利要求1所述的一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，其特征在于：所述活动槽(18)外侧的驱动轮(15)上粘贴有密封块(19)，且活动槽(18)在驱动轮(15)的内部等角度分布，并且活动槽(18)的内部设置有活动块(20)，同时两者为滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，其特征在于：所述活动块(20)的内部分别预留有第一通槽(201)和第二通槽(202)，且第一通槽(201)和第二通槽(202)组成“T”形结构，并且活动块(20)的侧面和活动槽(18)的内壁相贴合。
6.根据权利要求4所述的一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，其特征在于：所述活动槽(18)的内壁固定有竖杆(21)，且竖杆(21)的下端缠绕有复位弹簧(22)，并且竖杆(21)的上端活动设置有挡板(23)，同时挡板(23)和竖杆(21)为滑动连接，而且挡板(23)的长宽均大于通风腔(17)的内径，并且2块挡板(23)的最小间距小于活动块(20)的宽度。
7.根据权利要求1所述的一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，其特征在于：所述活动板(25)和固定板(24)组成转动结构，且两者之间设置有复位弹簧(22)，并且活动板(25)和固定板(24)均关于设备外壳(1)的竖轴线对称分布，同时活动板(25)为倾斜设置。
8.根据权利要求1所述的一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，其特征在于：所述设备外壳(1)的前端嵌入设置有防护块(26)，且防护块(26)的端头处和引导杆(27)的一端相互连接，并且引导杆(27)的外侧缠绕有拉伸弹簧(28)，而且引导杆(27)的另一端固定有阀板(29)。
9.根据权利要求8所述的一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，其特征在于：所述防护块(26)的端头处超出设备外壳(1)的前端，且防护块(26)为橡胶材质，并且其通过引导杆(27)和设备外壳(1)组成滑动结构。
10.根据权利要求8所述的一种外置避障结构的行进稳定型极地探测设备，其特征在于：所述阀板(29)外侧的设备外壳(1)内开设有固定腔(30)，且固定腔(30)通过气通道(31)和连接腔(32)相互连通，且连接腔(32)的内部活动设置有阀块(33)，而且两者紧密贴合，并且阀块(33)的侧面固定有推杆(34)，同时推杆(34)的端头处和设备外壳(1)齐平。
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