CN205906090U - 智能转向六轮爬墙车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能转向六轮爬墙车，车头和车尾均分别安装有电池、离心风机、滚轮和电机，车头与车尾铰接连接，且车头和车尾的铰接连接的连接轴上也安装有滚轮，车头安装有电机驱动装置、转向驱动装置和舵机，电机和离心风机与电机驱动装置连接，舵机通过齿轮咬合结构联动连接轴并与转向驱动装置连接，车尾安装有无线通信装置和稳压供电装置，无线通信装置与遥控器连接，稳压供电装置与电池连接、舵机、无线通讯装置连接，电机驱动装置、转向驱动装置、无线通信装置和稳压供电装置均连接至单片机控制装置。本实用新型的智能转向六轮爬墙车可以智能地从地面爬上墙面，或从墙面过渡到天花板，使得爬墙车能够在更加复杂的环境下运行。

Description

智能转向六轮爬墙车

技术领域

本实用新型涉及一种爬墙车，尤其涉及一种智能转向六轮爬墙车。

背景技术

现在市面上已经出现了两种原理的小型爬墙车，其中一种是通过电磁力控制履带上的吸盘使车体吸附在墙上，这种原理的爬墙车可以实现从地面到墙面，墙面到地面的运行，但是这种原理的爬墙车在从地面到墙面，或从墙面的地面运行时有一个冲撞的过程，通过吸盘的方式对墙体的光滑程度要求较高，并且电磁的方式耗能较大，不利于将爬墙车制造成中型或大型爬墙车。

另一种爬墙车是主要靠着真空负压原理，依赖车尾内先进的离心式风机系统，由车尾底部的电动机高速驱动风机叶轮旋转，使空气高速排出，而车尾底部的空气不断地补充到风机系统中，致使车尾内部产生瞬时真空，和外界大气压形成负压差，在此压差的作用下，爬墙车紧紧吸附在墙壁、玻璃等平面上，此种原理的爬墙车耗能相对电磁原理的小，对墙面的要求降低，但是无法实现从地面到墙面，或墙面到地面的转换运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能转向六轮爬墙车，可以智能地从地面爬上墙面，或从墙面过渡到天花板，使得爬墙车能够在更加复杂的环境下运行，解决了空气负压原理的爬墙车不能从地面到墙面及墙面到天花板的自由转换的局限性，还避免了爬墙车从地面到墙面及墙面到天花板的转换运行发生冲撞而伤害车体。

为实现上述目的，本实用新型提供一种智能转向六轮爬墙车，包括车头和车尾，所述车头和车尾均分别安装有电池、离心风机、滚轮和驱动滚轮转动的电机，所述车头的后端与车尾的前端铰接连接，且车头和车尾的铰接连接的连接轴上也安装有滚轮，所述车头还安装有电机驱动装置、转向驱动装置和舵机，所述电机和离心风机均与电机驱动装置连接，所述舵机通过齿轮咬合结构联动连接轴，所述舵机还与转向驱动装置连接，所述车尾还安装有无线通信装置和稳压供电装置，所述无线通信装置与一遥控器无线连接，所述稳压供电装置与电池连接，所述稳压供电装置还与舵机、无线通讯装置连接，所述的电机驱动装置、转向驱动装置、无线通信装置和稳压供电装置均连接至一单片机控制装置，所述单片机控制装置设于车头或车尾上。

作为本实用新型的进一步改进，所述齿轮咬合结构包括驱动齿轮和从动齿轮，所述驱动齿轮的外径小于从动齿轮的外径，所述驱动齿轮安装在舵机的输出轴上，所述从动齿轮安装在连接轴上。

作为本实用新型的更进一步改进，所述的车头、车尾以及连接轴上均分别安装有两个滚轮，所述的六个滚轮分布在爬墙车的前中后三个部位并且对称分布在爬墙车的两侧，所述车头和车尾上的每个滚轮安装在一所述电机的输出轴上。

与现有技术相比，本实用新型的智能转向六轮爬墙车的有益效果如下：

(1)用舵机控制的可绕中间两轮旋转的六轮爬墙车，并加入单片机控制装置进行智能控制，在爬墙车需要从地面过渡到墙面时，按下遥控器，便按照设定的程序控制与电机和舵机相连的车头旋转，使爬墙车无需人为地将其放置于墙面而可以智能地从地面爬上墙面，或从墙面过渡到天花板，使得爬墙车能够在更加复杂的环境下运行，解决了空气负压原理的爬墙车不能从地面到墙面及墙面到天花板的自由转换的局限性，还避免了爬墙车从地面到墙面及墙面到天花板的转换运行发生冲撞而伤害车体，而且还能够随因工作的方便性得到广泛的应用，如自动清洁玻璃车，儿童玩具车，墙上刷漆车等等，在目前以及未来的市场上都有相当大的发展潜能。

(2)巧妙利用六轮代替四轮的设计，实现车头和车尾根据功能的需要进行智能的旋转，实现爬墙车的爬墙的功能。

(3)利用齿轮旋转来控制车头与车尾的刚性旋转，能比较准确的控制旋转角度，使其在过渡墙面时顺利进行；采用齿轮咬合结构传递动力，结构紧凑，适用于近距离传动，可使瞬时传动比恒定，且传动比范围大，传动效率高，可用于减速或增速；通过齿轮传动控制连接轴的转动，可以简化转动轴的结构设计，使在传动过程更流畅、稳定；由于在爬墙车的滚轮在转动过程中为低速转动，而所使用的齿轮咬合结构为齿轮开式传动，从而可以减轻不必要的负重；舵机输出轴上的小齿轮咬合连接轴上的大齿轮，可以更加精确地控制转动过程中连接轴的转动角度。

(4)电机驱动装置通过单片机控制装置的PWM控制对电机与舵机进行调控，对滚轮进行差速控制，进而控制爬墙车的转向，大大简化了爬墙车内部机构，提高爬墙车结构的稳定。

(5)由舵机控制齿轮的转动角度，更能实现功能的智能性，根据功能的要求，车头与车尾的旋转角度为0-90度，旋转时无干涉。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

图1为本实用新型智能转向六轮爬墙车的示意图。

图2为智能转向六轮爬墙车从地面到墙面过渡的工作流程图。

图3为智能转向六轮爬墙车从墙面到天花板过渡的工作流程图。

图4为智能转向六轮爬墙车电路控制模块示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

请参考图1-4，所述的智能转向六轮爬墙车包括车头1和车尾2，所述车头1和车尾2均分别安装有电池3、离心风机4、滚轮5和驱动滚轮5转动的电机6，所述车头1的后端与车尾2的前端铰接连接，且车头1和车尾2的铰接连接的连接轴7上也安装有滚轮5，离心风机4分别固定在车头1和车尾2的底部。所述车头1还安装有电机驱动装置8、转向驱动装置9和舵机10，所述电机6和离心风机4均与电机驱动装置8连接。所述舵机10通过齿轮咬合结构联动连接轴7，利用齿轮咬合结构来控制车头1与车尾2的刚性旋转，能比较准确的控制旋转角度，使其在过渡墙面时顺利进行；采用齿轮咬合结构传递动力，结构紧凑，适用于近距离传动，可使瞬时传动比恒定，且传动比范围大，传动效率高，可用于减速或增速；通过齿轮传动控制连接轴7的转动，可以简化转动轴7的结构设计，使在传动过程更流畅、稳定；由于在爬墙车的滚轮在转动过程中为低速转动，而所使用的齿轮咬合结构为齿轮开式传动，从而可以减轻不必要的负重。所述舵机10还与转向驱动装置9连接。所述车尾2还安装有无线通信装置11和稳压供电装置12，所述无线通信装置11与一遥控器13无线连接，所述稳压供电装置12与电池3连接，所述稳压供电装置12还与舵机10、无线通讯装置11连接，所述的电机驱动装置8、转向驱动装置9、无线通信装置11和稳压供电装置12均连接至一单片机控制装置14，所述单片机控制装置14设于车头1或车尾2上。通过单片机控制装置14来联系控制电机驱动装置8、转向驱动装置9、无线通信装置11和稳压供电装置12，实现六轮爬墙车有规律的运作。单片机控制装置14的型号为STC89C52RC。

具体而言，所述齿轮咬合结构包括驱动齿轮15和从动齿轮16，所述驱动齿轮15的外径小于从动齿轮16的外径，所述驱动齿轮15安装在舵机10的输出轴上，所述从动齿轮16安装在连接轴7上。从而可以更加精确地控制转动过程中连接轴的转动角度。由舵机控制驱动齿轮15和从动齿轮16的转动角度，更能实现功能的智能性，根据功能的要求，车头1与车尾2的旋转角度为0-90度，旋转时无干涉。也可根据功能的要求向前向后前进和向左向右转弯。

所述的车头1、车尾2以及连接轴7上均分别安装有两个滚轮5，所述的六个滚轮5分布在爬墙车的前中后三个部位并且对称分布在爬墙车的两侧，从而能够保证爬墙车运行平稳，而且利用六轮代替四轮的设计，可实现车头1和车尾2根据功能的需要进行智能的旋转，实现爬墙车的爬墙的功能。所述车头1和车尾2上的每个滚轮5安装在一所述电机6的输出轴上。

当离心风机4工作时，在车头1和车尾2下部会成低气压状态，车头1和车尾2上部的大气压就会将车头1和车尾2压在墙面上，达到将车头1和车尾2吸附在墙体上的效果。

所述无线通信装置11用于遥控器13与单片机控制装置14之间的通信，通过遥控器13给爬墙车发送无线模拟控制信号，通过爬墙车上的接收装置接收并通过放大电路进一步将信号放大然后再用AD转换电路将其转换为数字信号传送给单片机控制装置14。

所述电机驱动装置8通过单片机控制装置14的PWM控制对电机6与舵机10进行调控，对滚轮5进行差速控制，进而控制滚轮5的转向，通过对舵机10角度的控制使中间的两个滚轮5能够摆动一定角度，使其顺利从墙壁过渡到天花板。利用差速控制爬墙车的转向，从而大大简化了爬墙车内部机构，提高爬墙车结构的稳定。

所述稳压供电装置12通过稳压电路控制不同模块的电压供给，将电池3的额定电压转化为分别适合单片机控制装置14使用和电机6使用的电压。

所述单片机控制装置14通过对单片机编写程序，利用程序控制无线通信装置11，电机6的转速与舵机10的摆角，利用单片机控制装置14的高低电平输出对电路通断电进行控制。

当爬墙车需要从地面100到墙面200过渡时，车头1的离心风机4停止工作，利用单片机控制装置14协调舵机10控制，使车头1绕连接轴7刚性旋转一个角度，车头1转动一个角度后，此时，车头1的离心风机4和车头1上的两个滚轮5均不工作，在车尾2上的两个滚轮5即后轮的驱动力仍然工作的作用下而使车头1慢慢贴近墙面，当车头1贴近墙面时，再按下遥控器13开关，车头1底部的离心风机4高速转动，吸出车头1底部的空气导致车头1底部压强减小，在大气压和摩擦力共同的作用下将车头1吸附在墙面200上，同时，车头1上的两个滚轮5转动，进而在墙上自由行驶，车尾2的离心风机4停止工作由车头1带动行走，舵机10再开始工作，使得车尾2旋转而贴近墙面200，再按下遥控器13开关，无线发射信号使得车尾2底部的离心风机4开始工作而使车尾2吸附在墙面200上，同时，车尾2上的两个滚轮5转动，进而车尾2在墙面200上行走。

当爬墙车需要从墙面200过渡到天花板300时，由单片机控制装置14控制控制舵机10工作，使得车头1旋转90度，此时，车头1的离心风机4和车头1上的两个滚轮5均不工作，在车尾2上的两个滚轮5即后轮的驱动力使车头1慢慢贴近天花板300，当车头1贴紧天花板300时，再按下遥控器13开关，车头1的离心风机4开始工作，车头1吸附在天花板300上，同时，车头1上的两个滚轮5转动，进而在天花板300上自由行驶，车尾2的离心风机4和滚轮5停止工作由车头1带动行走，舵机10再开始工作，使得车尾2旋转而贴近天花板300，当车尾2贴紧天花板300时再按下遥控器13开关让车尾2的离心风机4开始工作而使车尾2吸附在天花板300上，同时，车尾2上的两个滚轮5转动，进而车尾2在天花板300上行走。

通过遥控器13给爬墙车发送无线模拟控制信号，通过爬墙车上的接收装置接收并通过放大电路进一步将信号放大然后再用AD转换电路将其转换为数字信号传送给单片机控制装置14，当单片机控制装置14获得信号后再通过其内部编写的程序来控制爬墙车上的电机6和舵机10继而控制小车运动姿态。使其在墙上行驶。

综上所述，用舵机10控制的可绕中间两个滚轮5旋转的六轮爬墙车，并加入单片机控制装置14进行智能控制，在爬墙车需要从地面过渡到墙面时，按下遥控器13，便按照设定的程序控制与电机6和舵机10相连的车头1旋转，使爬墙车无需人为地将其放置于墙面而可以智能地从地面爬上墙面，或从墙面过渡到天花板，使得爬墙车能够在更加复杂的环境下运行，解决了空气负压原理的爬墙车不能从地面到墙面及墙面到天花板，墙面到地面和天花板之间的自由转换的局限性，还避免了爬墙车从地面到墙面及墙面到天花板的转换运行发生冲撞而伤害车体，而且还能够随因工作的方便性得到广泛的应用，如自动清洁玻璃车，儿童玩具车，墙上刷漆车等等，在目前以及未来的市场上都有相当大的发展潜能。

以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。

Claims (3)

1.一种智能转向六轮爬墙车，其特征在于，包括：车头和车尾，所述车头和车尾均分别安装有电池、离心风机、滚轮和驱动滚轮转动的电机，所述车头的后端与车尾的前端铰接连接，且车头和车尾的铰接连接的连接轴上也安装有滚轮，所述车头还安装有电机驱动装置、转向驱动装置和舵机，所述电机和离心风机均与电机驱动装置连接，所述舵机通过齿轮咬合结构联动连接轴，所述舵机还与转向驱动装置连接，所述车尾还安装有无线通信装置和稳压供电装置，所述无线通信装置与一遥控器无线连接，所述稳压供电装置与电池连接，所述稳压供电装置还与舵机、无线通讯装置连接，所述的电机驱动装置、转向驱动装置、无线通信装置和稳压供电装置均连接至一单片机控制装置，所述单片机控制装置设于车头或车尾上。

2.如权利要求1所述的智能转向六轮爬墙车，其特征在于：所述齿轮咬合结构包括驱动齿轮和从动齿轮，所述驱动齿轮的外径小于从动齿轮的外径，所述驱动齿轮安装在舵机的输出轴上，所述从动齿轮安装在连接轴上。

3.如权利要求1或2所述的智能转向六轮爬墙车，其特征在于：所述的车头、车尾以及连接轴上均分别安装有两个滚轮，所述的六个滚轮分布在爬墙车的前中后三个部位并且对称分布在爬墙车的两侧，所述车头和车尾上的每个滚轮安装在一所述电机的输出轴上。