CN115610205A - 一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘及其转向方法 - Google Patents
一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘及其转向方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115610205A CN115610205A CN202110800037.2A CN202110800037A CN115610205A CN 115610205 A CN115610205 A CN 115610205A CN 202110800037 A CN202110800037 A CN 202110800037A CN 115610205 A CN115610205 A CN 115610205A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steering
- pull rod
- wheel
- connecting rod
- driving
- 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
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0421—Electric motor acting on or near steering gear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0442—Conversion of rotational into longitudinal movement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0442—Conversion of rotational into longitudinal movement
- B62D5/0454—Worm gears
Abstract
本发明涉及一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘及其转向方法,属于巡检机器人技术领域,解决了现有技术中巡检机器人底盘的转向机构复杂且转向半径过大的问题。本发明的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,配置两个驱动电机,两个转向电机,转向机构部分电机通过蜗轮蜗杆传递到同步带机构,转向拉杆利用同步带两侧的对向运动(运动方向相反)特性来形成反向运动,进而带动前后轮反向偏转,并通过两侧换向模组的配合,通过控制第一换向模组和第二换向模组的驱动方向相同或相反,来实现底盘的侧转模式和原地转向模式的切换。
Description
技术领域
本发明涉及巡检机器人技术领域,尤其涉及一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘及其转向方法。
背景技术
智能巡检机器人携带红外热像仪、可见光CCD等有关的电站设备检测装置,以自主和遥控的方式,代替人力对室外高压设备进行巡测,可以及时发现电力设备的内部热缺陷、外部机械或电气问题如异物、损伤、发热、漏油等,给运行人员提供诊断电力设备运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据。智能巡检机器人需要巡检变电站的各个角落,而变电站普遍存在设备数量多、密度大;巡检道路偏窄;道路路况复杂等问题,智能巡检机器人的转向须灵活、转弯半径需很小。
现在市场巡检机器人人四轮转向多采用四轮驱动,四轮转向,电机控制复杂,并且会出现电机转向不匹配,产生自身卡死状态,或者采用齿轮传递动力到前轮,机构沉重,不适合小型巡检机器人,或者其他传动方式,转向形式单一。并且,转向电机无机构保护,在遇到复杂路况时受到侧向力较大时转向电机容易损坏。
发明内容
鉴于上述的分析,本发明旨在提供一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘及其转向方法,用以解决现有巡检机器人采用四轮驱动、四轮转向,电机控制复杂,并且会出现电机转向不匹配导致自身卡死状态,或者采用齿轮传递动力到前轮,机构沉重不适合小型巡检机器人,转向形式单一,转向半径过大不能在狭窄空间转向的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:
一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,包括:底盘机架和车轮;车轮安装在底盘机架上,且能够相对于底盘机架左右偏转;其特征在于,底盘机架上设有驱动系统和转向系统;
车轮有四个,分别为:左前轮、右前轮、左后轮和右后轮;
转向系统包括:第一换向模组和第二换向模组;
第一换向模组和第二换向模组能够向两端输出反向的直线位移;
第一换向模组的一端通过第一转向拉杆与左前轮连接,另一端通过第二转向拉杆与左后轮连接;第二换向模组的一端通过第三转向拉杆与右前轮连接,另一端通过第四转向拉杆与右后轮连接。
进一步地,第一换向模组与第二换向模组的结构相同。
进一步地,第一换向模组包括:转向电机、传动机构、第一同步轮、同步带和第二同步轮;同步带套设于第一同步轮和第二同步轮;转向电机通过传动机构带动第一同步轮转动;同步带的一侧连接第一转向拉杆,另一侧连接第二转向拉杆,使得第一转向拉杆和第二转向拉杆反向运动。
进一步地,传动机构包括:蜗杆和蜗轮;蜗杆与转向电机的输出轴固定连接;蜗轮与蜗杆配合;蜗轮下方同轴设置第一同步轮,且第一同步轮与蜗轮固定连接。
进一步地,底盘机架上固定安装模组安装板,转向电机固定安装在模组安装板上,蜗轮转动安装在模组安装板上;第二同步轮转动安装在模组安装板上。
进一步地,同步带的一侧带体通过第一直线位移组件与第一转向拉杆连接;同步带的另一侧带体通过第二直线位移组件与第二转向拉杆连接。
进一步地,第一直线位移组件包括第一直线轴承和第一导向连杆,第一导向连杆套设于第一直线轴承内部且能够相对滑移;第二直线位移组件包括第二直线轴承和第二导向连杆;第二导向连杆套设于第二直线轴承内部且能够相对滑移;
第一导向连杆的一端与同步带一侧的带体连接,第一导向连杆的另一端与第一转向拉杆铰接;第二导向连杆的一端与同步带另一侧的带体连接,第二导向连杆的另一端与第二转向拉杆铰接;
或者,第一直线位移组件为第一滑杆,第一滑杆滑动安装在底盘机架上,第一滑杆的一端与同步带的一侧带体连接,第一滑杆的另一端与第一转向拉杆连接;第二位移组件为第二滑杆,第二滑杆滑动安装在底盘机架上,第二滑杆的一端与同步带的另一侧带体连接,第二滑杆的另一端与第二转向拉杆连接。
进一步地,第一直线轴承和第二直线轴承均固定安装在底盘机架上;第一导向连杆通过第一连接件与同步带的一侧带体连接;第二导向连杆通过第二连接件与同步带的另一侧带体连接。
进一步地,驱动系统包括:第一驱动电机、第二驱动电机、第一驱动连杆和第二驱动连杆;
第一驱动连杆一端通过第一万向节与第一驱动电机的输出轴连接,另一端通过第二万向节与左前轮连接;
第二驱动连杆一端通过第三万向节与第二驱动电机的输出轴连接,另一端通过第四万向节与右前轮连接。
一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘的转向方法,包括以下步骤:
步骤S1:确定转向模式,进而确定第一换向模组和第二换向模组的驱动方向;
步骤S2:第一换向模组的转向电机通过蜗轮和蜗杆带动第一同步轮旋转;第一同步轮带动同步带转动;同步带通过带动第一导向连杆和第二导向连杆同步反向直线位移,使第一转向拉杆和第二转向拉杆同步反向位移;
同理,第二换向模组带动第三转向拉杆和第四转向拉杆同步反向位移。
步骤S3:第一转向拉杆和第二转向拉杆靠近或远离,带动左前轮和左后轮同步反向偏转;第三转向拉杆和第四转向拉杆靠近或远离,带动右前轮和右后轮同步反向偏转;完成对车轮的转向驱动。
本发明技术方案至少能够实现以下效果之一:
1.本发明的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,控制简单可靠,质量轻,且运行稳定。
2.本发明的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,配置两个驱动电机,两个转向电机,转向机构部分电机通过蜗轮蜗杆传递到同步带机构,转向拉杆利用同步带两侧的对向运动(运动方向相反)特性来形成反向运动,进而带动前后轮反向偏转,并通过两侧换向模组的配合,通过控制第一换向模组和第二换向模组的驱动方向相同或相反,来实现底盘的侧转模式和原地转向模式的切换。
3.本发明的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,转向电机采用蜗轮蜗杆输出动力,蜗轮蜗杆传递动力的方式可实现反行程自锁,避免转向过程中产生的反向冲击损坏电机,实现了对转向电机的保护。
4.本发明采用同步带带动导向连杆直线位移,导向连杆带动转向拉杆偏转,最终通过转向拉杆带动车轮偏转。由于导向连杆相对于直线轴承滑移的行程是有限的,因此可以限制转向拉杆的位移程度,进而能够限制车轮的偏转角度,使整个转向过程中转向拉杆和车轮的行程可控,不会出现过度转向。
本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明的电力巡检机器人驱动与转向底盘的立体图之一;
图2为本发明的电力巡检机器人驱动与转向底盘的右视图;
图3为本发明的电力巡检机器人驱动与转向底盘的立体图之二;
图4为本发明的电力巡检机器人驱动与转向底盘的俯视图;
图5为本发明的电力巡检机器人驱动与转向底盘的仰视图;
图6为本发明的电力巡检机器人驱动与转向底盘的换向模组的结构示意图一;
图7为本发明的电力巡检机器人驱动与转向底盘的换向模组的结构示意图二;
图8为本发明的电力巡检机器人驱动与转向底盘的换向模组的结构示意图三;
图9为本发明的电力巡检机器人驱动与转向底盘的转向模式之一;
图10为本发明的电力巡检机器人驱动与转向底盘的转向模式之二。
附图标记:
1-左前轮;2-右前轮;3-左后轮;4-右后轮;5-第一驱动电机;6-第二驱动电机;7-第一换向模组;8-第二换向模组;9-第一转向拉杆;10-第二转向拉杆;11-第三转向拉杆;12-第四转向拉杆;
1-1-第一万向节;1-2-第一驱动连杆;1-3第二万向节;
2-1-第三万向节;2-2-第二驱动连杆;2-3-第四万向节;
7-1-转向电机;7-2-蜗杆;7-3-蜗轮;7-4-第一同步轮;7-5-同步带;7-6-第二同步轮;7-7-第一连接件;7-8-第二连接件;7-9-第一直线轴承;7-10-第二直线轴承。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本发明一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本发明的一个具体实施例,公开了一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,如图1-8所示,包括:底盘机架和车轮;所述车轮安装在底盘机架上,且能够相对于底盘机架左右偏转;所述底盘机架上设有驱动系统和转向系统;
所述车轮有四个,分别为:左前轮1、右前轮2、左后轮3和右后轮4;所述驱动系统用于驱动四个车轮沿自身轴线旋转,进而实现对机器人前进的驱动。所述转向系统用于驱动车轮转向;
转向系统包括:第一换向模组7和第二换向模组8;第一换向模组7和第二换向模组8能够向两端输出反向的直线位移;
具体地,第一换向模组7的一端通过第一转向拉杆9与左前轮21连接,另一端通过第二转向拉杆10与左后轮3连接;所述第二换向模组8的一端通过第三转向拉杆11与右前轮22连接,另一端通过第四转向拉杆12与右后轮4连接。
具体地,第一转向拉杆9与左前轮1铰接,第二转向拉杆10与左后轮3铰接;第三转向拉杆11与右前轮铰接,第四转向拉杆12与右后轮4铰接。
进一步地,所述第一换向模组7和第二换向模组8分别设置在底盘机架的两侧;第一换向模组7用于驱动第一转向拉杆9和第二转向拉杆10反向位移,所述第二换向模组8用于驱动第三转向拉杆11和第四转向拉杆12反向位移。即第一换向模组7带动第一转向拉杆9和第二转向拉杆10靠近或远离,使得左前轮1和左后轮3对称偏转(指二者偏转方向相反,偏转角度相同);第二换向模组8带动第三转向拉杆11和第四转向拉杆12靠近或远离,使得右前轮2和右后轮4对称偏转。
本发明的一种具体实施方式中,所述驱动系统包括:第一驱动电机5、第二驱动电机6、第一驱动连杆1-2和第二驱动连杆2-2。第一驱动连杆1-2一端通过第一万向节1-1与所述第一驱动电机5的输出轴连接,另一端通过第二万向节1-3与左前轮1连接;第二驱动连杆2-2一端通过第三万向节2-1与所述第二驱动电机6的输出轴连接,另一端通过第四万向节2-3与右前轮2连接。万向节和驱动连杆能够将驱动电机输出的旋转运动传递至车轮,进而带动车轮旋转。
本发明的一种具体实施方式中,驱动系统也可以采用差速器将一个驱动电机的旋转运动分为两支传递至驱动连杆,驱动连杆和车轮通过万向节连接,实现采用一个驱动电机。
进一步地,本发明的电力巡检机器人的驱动与转向系统底盘,在底盘机架上固定连接下A横臂,下A横臂为A字形横臂,进一步地,下A横臂与车轮之间通过球铰连接。具体地,下A横臂设置上下两组,且两组下A横臂均与车轮通过球铰连接。转向拉杆带动车轮偏转进行转向时,车轮以两个球铰的球铰中心之间的连线作为转动轴。即车轮偏转时,仅发生绕球铰中心连线的角度偏转,不发生水平方向的位移。
本发明的一种具体实施方式中,所述第一换向模组7与第二换向模组10的结构相同。
由于,第一换向模组7和第二换向模组8的结构组成和工作原理相同,在此不一一赘述。
下面,以第一换向模组7为例,说明本发明的换向模组的工作原理。
本发明的一种具体实施方式中,所述第一换向模组7包括:转向电机7-1、传动机构、第一同步轮7-4、同步带7-5和第二同步轮7-6。
同步带7-5套设于所述第一同步轮7-4和第二同步轮7-6,组成带传动机构。转向电机7-1通过传动机构带动第一同步轮7-4转动;所述同步带7-5的一侧连接第一转向拉杆9,另一侧连接第二转向拉杆10。当第一同步轮7-4和第二同步轮7-6带动同步带7-5旋转时,同步带7-5两侧的带体运动方向相反,进而带动第一转向拉杆9和第二转向拉杆10反向运动。
进一步地,所述传动机构包括:蜗杆7-2和蜗轮7-3;所述蜗杆7-2与所述转向电机7-1的输出轴固定连接;所述蜗轮7-3与蜗杆7-2配合;所述蜗轮7-3下方同轴设置第一同步轮7-4,且所述第一同步轮7-4与所述蜗轮7-3固定连接。
本发明的一种具体实施方式中,所述同步带7-5的一侧带体通过第一直线位移组件与第一转向拉杆9连接;所述同步带7-5的另一侧带体通过第二直线位移组件与第二转向拉杆10连接。
同步带7-5通过直线位移组件带动转向拉杆位移,至少具有以下两种实现方式:
1)第一直线位移组件包括第一直线轴承7-9和第一导向连杆,第一导向连杆套设于第一直线轴承内部且能够相对滑移;第二直线位移组件包括第二直线轴承7-10和第二导向连杆;第二导向连杆套设于第二直线轴承内部且能够相对滑移。
第一导向连杆的一端与同步带7-5一侧的带体连接,第一导向连杆的另一端与第一转向拉杆9铰接;第二导向连杆的一端与同步带7-5另一侧的带体连接,第二导向连杆的另一端与第二转向拉杆10铰接。
实施时:
同步带7-5带动第一导向连杆在第一直线轴承7-9内部滑移,进而拉动第一转向拉杆9位移,同步带7-5通过带动第二导向连杆相对于第二直线轴承7-10直线位移,进而拉动第二转向拉杆10位移。
第一直线轴承7-9和第二直线轴承7-10用于限制第一导向连杆和第二导向连杆始终直线位移以及限制导向连杆位移的行程,进而能够保证转向拉杆位移的准确度,同时通过同步带7-5实现柔性驱动,避免了对车轮的冲击使得车轮能够柔性偏转,避免对车轮处相关连接件的损坏。
2)或者,所述第一直线位移组件为第一滑杆,第一滑杆滑动安装在底盘机架上,第一滑杆的一端与同步带7-5的一侧带体连接,第一滑杆的另一端与第一转向拉杆9连接;所述第二位移组件为第二滑杆,第二滑杆滑动安装在底盘机架上,第二滑杆的一端与同步带7-5的另一侧带体连接,第二滑杆的另一端与第二转向拉杆10连接。
实施时,转向电机7-1带动蜗杆7-2转动,蜗杆7-2带动蜗轮7-3旋转,且第一同步轮7-4同步蜗轮7-3旋转,使得第二同步轮7-6和同步带7-5旋转。
同步带7-5转动时,由于两侧带体运动方向相反,因此,同步带7-5能够通过带动第一直线轴承7-9内的第一导向连杆和第二直线轴承7-10内的第二导向连杆反向运动,进而使得第一转向拉杆9和第二转向拉杆10靠近或远离,进而带动左前轮1和左后轮3反向偏转。
同理,第二换向模组8能够带动第三转向拉杆11和第四转向拉杆12同步反向偏转,进而带动右前轮2和右后轮4反向偏转。
由于蜗轮蜗杆的反行程自锁特性,以及同步带7-5的柔性特质,当车轮受到地面冲击时,转向拉杆会将冲击传递至导向连杆和同步带,但是,反向冲击不会传递至转向电机7-1,能够保护转向电机7-1,延长使用寿命。
本发明的一种具体实施方式中,所述底盘机架上固定安装模组安装板,所述转向电机7-1固定安装在所述模组安装板上,所述蜗轮7-3转动安装在所述模组安装板上;所述第二同步轮7-6转动安装在所述模组安装板上。
进一步地,蜗轮7-3和第一同步轮7-4分别设置在模组安装板的两侧,具体地,模组安装板上转动安装(例如通过轴承)转动轴,转动轴穿过模组安装板,且转动轴的两端固定安装蜗轮7-3和第一同步轮7-4。
本发明的一种具体实施方式中,所述第一直线轴承7-9和第二直线轴承7-10均固定安装在底盘机架上。
所述第一直线轴承7-9内的第一导向连杆通过第一连接件7-7与所述同步带7-5的一侧带体连接;所述第二直线轴承7-10内的第二导向连杆通过第二连接件7-8与所述同步带7-5的另一侧带体连接。
实施时,同步带7-5带动第一导向连杆相对于第一直线轴承7-9直线滑移,同时带动第二导向连杆相对于第二直线轴承7-10直线滑移,进而带动转向拉杆与导向连杆连接的一端保持直线位移,能够保证转向拉杆偏转角度的一致性,进而保证换向模组驱动车轮偏转角的准确度。
具体地,第一连接件7-7的一侧端面与同步带7-5的侧面固定连接,第一连接件7-7的另一侧与第一导向连杆固定连接。第二连接件7-8为U形结构,第二连接件7-8的U形结构的一端内侧能够与同步带7-5的另一侧带体固定连接,且第二连接件7-8的U形结构的另一端外侧与第二导向连杆一端固定连接。
实施例2
本实施例提供一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘的转向方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:确定转向模式,进而确定第一换向模组7和第二换向模组8的驱动方向;
步骤S2:第一换向模组7的转向电机7-1通过蜗轮7-2和蜗杆7-3带动第一同步轮7-4旋转;第一同步轮7-4带动同步带7-5转动;所述同步带7-5能够带动第一导向连杆和第二导向连杆反向直线位移,进而带动第一转向拉杆9和第二转向拉杆10同步反向位移;
同理,所述第二换向模组8带动第三转向拉杆11和第四转向拉杆12同步反向位移。
具体地,第一导向连杆与第一转向拉杆9铰接,第一导向连杆直线位移时能够使第一转向拉杆9发生偏转,进而带动左前轮1偏转;第二导向连杆与第二转向拉杆10铰接,第二导向连杆直线位移时能够使第二转向拉杆10发生偏转,进而带动左前轮1偏转;实现左侧车轮的转向。同理,第二换向模组8能够带动第三转向拉杆11和第四转向拉杆12侧向偏转,进而带动右侧车轮完成转向动作。值得注意的是:转向拉杆的位移包括直线位移和角位移。
步骤S3:所述第一转向拉杆9和第二转向拉杆10分别带动左前轮1和左后轮3同步反向偏转;所述第三转向拉杆11和第四转向拉杆12分别带动右前轮2和右后轮4同步反向偏转;完成对车轮的转向驱动。
进一步地,电力巡检机器人行进时,通过驱动系统进行驱动;第一驱动电机5通过第一万向节1-1、第一驱动连杆1-2和第二万向节1-3带动左前轮1转动,使左前轮1能够相对于地面滚动前进;第二驱动电机通过第三万向节2-1、第二驱动连杆2-2和第四万向节2-3带动右前轮2转动,使右前轮1能够相对于地面滚动前进。
同样地,能够将第一驱动电机5和第二驱动电机6分别与两个后轮连接,实现后轮驱动,属于与本发明相同的技术方案,落入本发明的保护范围。
进一步地,所述步骤S1中:
如图9所示,当第一换向模组7的转向驱动方向与第二换向模组8的转向驱动方向相同,且同步带7-5转动使第一导向连杆和第二导向连杆的间距增大时:转向电机7-1带动第一转向拉杆9和第二转向拉杆10相互远离,第三转向拉杆11和第四转向拉杆12也相互远离。
第一转向拉杆9推动左前轮1顺时针偏转,第二转向拉杆10推动左后轮3逆时针偏转,第三转向拉杆11推动右前轮2逆时针偏转,第四转向拉杆12推动右后轮4顺时针偏转,使四个车轮中心对称,电力巡检机器人处于原地转向模式。
如图10所示,当第一换向模组7和第二换向模组8的驱动方向相反,且第一换向模组7带动第一转向拉杆9和第二转向拉杆10相互靠近,第二换向模组8带动第三转向拉杆11和第四转向拉杆12相互远离时:第一转向拉杆9拉动左前轮1逆时针偏转,第二转向拉杆10拉动左后轮顺时针偏转;第三转向拉杆11推动右前轮2逆时针偏转,第四转向拉杆12推动右后轮4顺时针偏转,此时左前轮1和右前轮2的偏转方向相同(均向左偏),左后轮3和右后轮4的偏转方向相同,电力巡检机器人能够进行侧转,即拐弯转向(左拐弯)。
对应地,当第一换向模组7和第二换向模组8的驱动方向相反,且第一换向模组7带动第一转向拉杆9和第二转向拉杆10相互远离,第二换向模组8带动第三转向拉杆11和第四转向拉杆12相互靠近时:第一转向拉杆9推动左前轮1顺时针偏转,第二转向拉杆10推动左后轮逆时针偏转;第三转向拉杆11拉动右前轮2顺时针偏转,第四转向拉杆12拉动右后轮4逆时针偏转,此时左前轮1和右前轮2的偏转方向相同(均向右偏),左后轮3和右后轮4的偏转方向相同,电力巡检机器人能够进行侧转,即拐弯转向(右拐弯)。
下面具体介绍本发明的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘的两种转向模式:
转向模式一:原地转向。
当巡检机器人处于原地转向模式时,第一换向模组7和第二换向模组8的转向电机7-1的驱动方向相同,且第一转向拉杆9、第二转向拉杆10、第三转向拉杆11和第四转向拉杆12均处于向外推的状态,四个车轮对称偏转,如图9所示,图中箭头表示各个车轮的行进方向,四个车轮所在的同心圆的圆心即为原地转向的转向中心。
转向模式二:侧转转向(拐弯转向)。
当巡检机器人处于侧转转向模式时,第一换向模组7和第二换向模组8的转向电机7-1的驱动方向相反,且第一转向拉杆9和第三转向拉杆11的运动方向相反,第二转向拉杆10与第四转向拉杆12的运动方向相反,左前轮1和右前轮2的偏转方向相同,左后轮3和右后轮4的偏转方向相同,如图10所示,图中箭头标识各个车轮的行进方向,电力巡检机器人能够向左或向右转向(拐弯),此时转向中心位于底盘的左侧或右侧,此时电力巡检机器人能够相对于转动中心绕过一个弧线轨迹。
与现有技术相比,本实施例提供的技术方案至少具有如下有意效果之一:
1.本发明的转向系统的转向电机采用蜗轮蜗杆的输出方式,来实现大传动比,弱化转向响应,使得转向更稳定,并且蜗轮蜗杆的反向自锁特性,防止轮子在越障碍时产生的侧向力破坏转向电机。
2.本发明的底盘整体系统采用两轮驱动两轮从动的方式,并侧面采用两组换向模组来转向,大大减少了四轮转向驱动数量和转向数量,在不减少移动方式情况下有利于软件控制。机构相对其他四轮转向模式也减轻了质量。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,包括:底盘机架和车轮;所述车轮安装在底盘机架上,且能够相对于底盘机架左右偏转;其特征在于,所述底盘机架上设有驱动系统和转向系统;
所述车轮有四个,分别为:左前轮(1)、右前轮(2)、左后轮(3)和右后轮(4);
所述转向系统包括:第一换向模组(7)和第二换向模组(8);
所述第一换向模组(7)和第二换向模组(8)能够向两端输出反向的直线位移;
所述第一换向模组(7)的一端通过第一转向拉杆(9)与左前轮(1)连接,另一端通过第二转向拉杆(10)与左后轮(3)连接;所述第二换向模组(8)的一端通过第三转向拉杆(11)与右前轮(2)连接,另一端通过第四转向拉杆(12)与右后轮(4)连接。
2.根据权利要求1所述的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,其特征在于,所述第一换向模组(7)与第二换向模组(10)的结构相同。
3.根据权利要求2所述的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,其特征在于,所述第一换向模组(7)包括:转向电机(7-1)、传动机构、第一同步轮(7-4)、同步带(7-5)和第二同步轮(7-6);所述同步带(7-5)套设于所述第一同步轮(7-4)和第二同步轮(7-6);所述转向电机(7-1)通过传动机构带动第一同步轮(7-4)转动;所述同步带(7-5)的一侧连接第一转向拉杆(9),另一侧连接第二转向拉杆(10),使得第一转向拉杆(9)和第二转向拉杆(10)反向运动。
4.根据权利要求3所述的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,其特征在于,所述传动机构包括:蜗杆(7-2)和蜗轮(7-3);所述蜗杆(7-2)与所述转向电机(7-1)的输出轴固定连接;所述蜗轮(7-3)与蜗杆(7-2)配合;所述蜗轮(7-3)下方同轴设置第一同步轮(7-4),且所述第一同步轮(7-4)与所述蜗轮(7-3)固定连接。
5.根据权利要求4所述的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,其特征在于,所述底盘机架上固定安装模组安装板,所述转向电机(7-1)固定安装在所述模组安装板上,所述蜗轮(7-3)转动安装在所述模组安装板上;所述第二同步轮(7-6)转动安装在所述模组安装板上。
6.根据权利要求3-5任一项所述的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,其特征在于,所述同步带(7-5)的一侧带体通过第一直线位移组件与第一转向拉杆(9)连接;所述同步带(7-5)的另一侧带体通过第二直线位移组件与第二转向拉杆(10)连接。
7.根据权利要求6所述的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,其特征在于,所述第一直线位移组件包括第一直线轴承(7-9)和第一导向连杆,所述第一导向连杆套设于所述第一直线轴承(7-9)内部且能够相对滑移;所述第二直线位移组件包括第二直线轴承(7-10)和第二导向连杆;所述第二导向连杆套设于所述第二直线轴承(7-10)内部且能够相对滑移;
所述第一导向连杆的一端与所述同步带(7-5)一侧的带体连接,所述第一导向连杆的另一端与第一转向拉杆(9)铰接;所述第二导向连杆的一端与同步带(7-5)另一侧的带体连接,所述第二导向连杆的另一端与第二转向拉杆(10)铰接;
或者,所述第一直线位移组件为第一滑杆,第一滑杆滑动安装在底盘机架上,第一滑杆的一端与同步带(7-5)的一侧带体连接,第一滑杆的另一端与第一转向拉杆(9)连接;所述第二位移组件为第二滑杆,第二滑杆滑动安装在底盘机架上,第二滑杆的一端与同步带(7-5)的另一侧带体连接,第二滑杆的另一端与第二转向拉杆(10)连接。
8.根据权利要求7所述的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,其特征在于,所述第一直线轴承(7-9)和第二直线轴承(7-10)均固定安装在底盘机架上;所述第一导向连杆通过第一连接件(7-7)与所述同步带(7-5)的一侧带体连接;所述第二导向连杆通过第二连接件(7-8)与所述同步带(7-5)的另一侧带体连接。
9.根据权利要求1所述的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘,其特征在于,所述驱动系统包括:第一驱动电机(5)、第二驱动电机(6)、第一驱动连杆(1-2)和第二驱动连杆(2-2);
第一驱动连杆(1-2)一端通过第一万向节(1-1)与所述第一驱动电机(5)的输出轴连接,另一端通过第二万向节(1-3)与左前轮(1)连接;
第二驱动连杆(2-2)一端通过第三万向节(2-1)与所述第二驱动电机(6)的输出轴连接,另一端通过第四万向节(2-3)与右前轮(2)连接。
10.根据权利要求1-9任一项所述的电力巡检机器人驱动与转向系统底盘的转向方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:确定转向模式,进而确定第一换向模组(7)和第二换向模组(8)的驱动方向;
步骤S2:第一换向模组(7)的转向电机(7-1)通过蜗轮(7-2)和蜗杆(7-3)带动第一同步轮(7-4)旋转;第一同步轮(7-4)带动同步带(7-5)转动;所述同步带(7-5)通过带动第一导向连杆和第二导向连杆同步反向直线位移,使第一转向拉杆(9)和第二转向拉杆(10)同步反向位移;
同理,所述第二换向模组(8)带动第三转向拉杆(11)和第四转向拉杆(12)同步反向位移;
步骤S3:所述第一转向拉杆(9)和第二转向拉杆(10)靠近或远离,带动左前轮(1)和左后轮(3)同步反向偏转;所述第三转向拉杆(11)和第四转向拉杆(12)靠近或远离,带动右前轮(2)和右后轮(4)同步反向偏转;完成对车轮的转向驱动。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110800037.2A CN115610205A (zh) | 2021-07-15 | 2021-07-15 | 一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘及其转向方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110800037.2A CN115610205A (zh) | 2021-07-15 | 2021-07-15 | 一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘及其转向方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115610205A true CN115610205A (zh) | 2023-01-17 |
Family
ID=84855203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110800037.2A Pending CN115610205A (zh) | 2021-07-15 | 2021-07-15 | 一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘及其转向方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115610205A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116812008A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-09-29 | 安徽斛兵工程设计咨询有限公司 | 一种电力运维用变电站巡检装置 |
-
2021
- 2021-07-15 CN CN202110800037.2A patent/CN115610205A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116812008A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-09-29 | 安徽斛兵工程设计咨询有限公司 | 一种电力运维用变电站巡检装置 |
CN116812008B (zh) * | 2023-06-29 | 2024-02-23 | 安徽斛兵工程设计咨询有限公司 | 一种电力运维用变电站巡检装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102672704B (zh) | 具有小折叠尺寸机械手臂的差动驱动磁吸附式多功能爬壁机器人 | |
CN102699893B (zh) | 具有多自由度机械手臂的差动驱动磁吸附式多功能爬壁机器人 | |
CN115610205A (zh) | 一种电力巡检机器人驱动与转向系统底盘及其转向方法 | |
CN113619703B (zh) | 一种履带式管道外壁爬行机器人 | |
CN111976855A (zh) | 一种单驱动六杆机构可变形轮越障机器人 | |
CN212099131U (zh) | 一种基于可伸缩轮系的电缆隧道巡检机器人 | |
CN110843957B (zh) | 一种带有升降手的农业机器人平台及其工作方法 | |
CN105710857A (zh) | 一种智能排爆机器人 | |
CN108502049B (zh) | 一种基于轮式足式复合底盘的机器人 | |
CN112092553A (zh) | 一种零转弯半径抗震性强的底盘 | |
CN201381666Y (zh) | 车辆搬运器 | |
CN114184238A (zh) | 一种基于可伸缩轮系的老旧管道巡检机器人 | |
CN215043079U (zh) | 一种电力巡检机器人的底盘系统 | |
CN210454945U (zh) | 一种机器人原地转向系统及机器人移动平台 | |
CN202782681U (zh) | 串补装置巡检机器人机构 | |
CN210284421U (zh) | 一种可变形轮履复合式移动机构 | |
CN220500492U (zh) | 一种对角驱动的万向运动底盘及机器人 | |
CN220796119U (zh) | 一种自适应复杂路况的六轮摇臂车教具 | |
CN211685395U (zh) | 一种配电房移动巡检装置 | |
CN211765937U (zh) | 一种基于四边形机构的可变形履带车 | |
CN219544934U (zh) | 一种履带式巡检机器人 | |
CN220390982U (zh) | 一种双轮立式舵轮总成 | |
CN219142231U (zh) | 一种自动驾驶测试假人 | |
CN220615807U (zh) | 一种地铁与站台对接装置 | |
CN215827699U (zh) | 一种潜伏式插取机器人 |
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 |