CN206030991U - 自适应地形的轮式移动平台及具有其的消防探测机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自适应地形的轮式移动平台，包括主车架、横摆架、铰链悬架与车轮组件；所述横摆架横向布置，横摆架的中部与主车架一端中部以转动副相连；铰链悬架为两个，分别与主车架的另一端的两侧相连，且铰链悬架包括：摇架，摇架上端与主车架铰连，摇架的摆动平面平行于主车架的侧面；缓冲元件，缓冲元件的两端分别与主车架、摇架下端铰连；车轮组件有四个，两个车轮组件与横摆架的两端相连，另两个车轮组件分别与两个摇架相连；所述车轮组件包括车轮、车轮驱动件，所述车轮驱动件驱动车轮转动。因为使用了横摆架与铰链悬架使得车轮组件能够自适应地形的起伏变化。本实用新型还提供了一种采用自适应地形的轮式移动平台的消防探测机器人。

Description

自适应地形的轮式移动平台及具有其的消防探测机器人

技术领域

本实用新型涉及一种自适应地形的轮式移动平台以及具有其的消防探测机器人，属于移动机器人机构领域。

背景技术

一些消防探测机器人需要快速地进入探测现场，及时探测并传递出探测现场的环境信息，这些机器人所面临的地形十分复杂，有灾后形成的凌乱地形，有些环境空间狭窄。消防探测机器人要克服的地形特点要求机器人移动底盘要具有克服上述地形的移动能力。轮式行走系统效率高，机动灵活，一些特殊形式的轮式行走机构如麦克纳姆轮还可以实现全方位的移动适用于空间狭小的场所。机器人在复杂地形上具有良好通过性的，需要机器人具有较好的驱动性能和移动性能，这就要求机器人的车轮与地形能够良好地接触，这样可为机器人提供较好的驱动力，并提高稳定性；同时要求机器人具有一定的减震功能，减少地面颠簸对机器人的影响。而目前的采用轮式行走机构的移动机器人很少进行地形自适应设计；有些虽进行了减震设计，但主要是靠减震器的变形来适应地形，具有一定的减震作用，但对一些复杂地形很难适应；有些采用了被动变形适应地形的设计，但是又不具有良好的减震设计。因此，机器人若具有被动变形适应地形与柔性悬架自适应地形的双重自适应复杂地形的设计，可使机器人的车轮能够较好地适应地形的起伏，与地形较好的接触，以提供良好的驱动力与稳定性。

实用新型内容

旨在解决现有技术中存在的技术问题，为此，本实用新型的一个目的在于提出一种自适应地形的轮式移动平台，能够使得车轮自适应起伏的地形，本实用新型还提出了一种采用自适应地形的轮式移动平台的消防机器人。

本实用新型为实现实用新型目的所采取的技术路线为：

自适应地形的轮式移动平台包括：主车体、横摆架、铰链悬架与车轮组件；所述横摆架横向布置，所述横摆架的中部与所述主车体一端中部以转动副相连，所述转动副轴线呈纵向。所述铰链悬架为两个，两个所述铰链悬架分别与所述主车体的另一端的两侧相连，且所述铰链悬架包括：摇架，所述摇架上端与所述主车体铰连，所述摇架的摆动平面平行于所述主车体的侧面；缓冲元件，所述缓冲元件的两端分别与所述主车体、所述摇架下端铰连；所述车轮组件有四个，两个所述车轮组件与所述横摆架的两端相连，两个所述车轮组件分别与两个所述摇架的相连；所述车轮组件包括车轮、车轮驱动件，所述车轮驱动件与所述车轮相连并驱动所述车轮转动。

可选地，所述车轮为麦克纳姆轮。

另一可选地，所述车轮为普通车轮。

可选地，所述车轮驱动件为减速电机。

可选地，所述主车体上设有限位装置，所述限位装置对所述横摆架的摆角进行限制。

进一步可选地，所述限位装置为弹性限位装置。

可选地，所述缓冲元件为一种弹簧减震器，另一可选地，所述缓冲元件为一种油气减震器。

可选地，一个所述铰链悬架的所述缓冲元件为两个。

本实用新型还提出了一种消防探测机器人，所述消防探测机器人所述自适应地形的轮式移动平台。所述消防探测机器人还包括：控制模块，所述控制模块对所述消防探测机器人进行运动控制；环境探测传感模块，所述环境探测传感模块，对灾害现场的环境信息包括空气成分及浓度、温湿度、现场样品成分进行检测；视觉采集与传输模块，所述视觉采集与传输模块对灾害现场进行图片与视频采集与传输。

根据上述的技术方案所述横摆架的中部可绕所述主车体一端的中部以转动，有受到所述限位装置的限位，使得其摆角不会太大，尤其是采用了弹性限位装置，在摆动的末端受到一定的弹性阻力，具有一定的减震作用；另外，所述主车体的另一端的两侧分别连接有一个所述铰链悬架，所述铰链悬架的所述摇架上端与所述主车体铰连，所述铰链悬架的所述缓冲元件的两端分别与所述主车体、所述摇架下端铰连；这样，所述铰链悬架在受力的情况下可发生形变，所述摇架摇动，且又受到缓冲元件如弹簧减震器的缓冲阻尼。当所述车轮组件与所述横摆架相连，以及与所述摇架相连时，所述车轮通过高低起伏的地形时，所述横摆架会发生摆动，所述铰链悬架的摇架会发生弹性摇动，这样便可使得车轮自适应起伏的地形，使得所述车轮能与地面保持良好的接触。这样，提高了本实用新型的所述自适应地形的轮式移动平台的地形适应性与通过性。采用了所述自适应地形的轮式移动平台的消防探测机器人同样具有良好的地形适应性与通过性，能够较好地适应灾后的消防救援、探测时对机器人移动性能的需要。

根据本实用新型的消防探测机器人，因为配备了控制模块使得机器人的移动控制成为可能，采用了环境探测传感模块可对灾害现场的环境信息包括空气成分及浓度、温湿度、现场样品成份进行检测；采用了所述视觉采集与传输模块可对灾害现场进行图片与视频采集与传输。这样使得消防探测机器人能够实现消防探测的功能。

通过上述技术方案达到了以下有益效果：(1)可以实现所述的自适应地形的轮式移动平台地适应起伏地形；(2)采用所述的自适应地形的轮式移动平台的消防机器人地形适应性好，能够较好地满足灾害现场的地形通过性的需要，提高了机器人的移动性能；(3)所述消防探测机器人上装备了所述环境探测传感模块和所述视觉采集与传输模块，因此可对灾害现场进行环境信息的探测以及、救灾现场场景的信息采集。

附图说明

图1是本实用新型的自适应地形的轮式移动平台实施例一的立体示意图；

图2是图1所示实施例一的另一立体示意图；

图3是图1所示实施例一在不平整地面上的状态图；

图4是本实用新型的自适应地形的轮式移动平台实施例二的立体示意图；

图5具有图4所示自适应地形的轮式移动平台的消防探测机器人的立体示意图；

附图标记：

1000自适应地形的轮式移动平台；

1主车体；

2横摆架；

21转动轴；

3铰链悬架；

31摇架；32缓冲元件；

4车轮组件；

41车轮；42车轮驱动件；

4101麦克纳姆轮；4102普通车轮；

5限位装置；

6控制模块；

7环境探测传感模块；

8视觉采集与传输模块；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1、图2、图3所示的本实用新型的实施例一，自适应地形的轮式移动平台包括：主车体1、横摆架2、铰链悬架与车轮组件4；横摆架2横向布置，横摆架2的中部与主车体1一端中部以转动副相连，所述转动副的轴线呈纵向。铰链悬架3为两个，两个铰链悬架3分别与主车体1的另一端的两侧相连，且铰链悬架3包括：摇架31，摇架31上端与主车体1铰连，摇架31的摆动平面平行于主车体1的侧面；缓冲元件32，缓冲元件32的两端分别与主车体1、摇架31下端铰连；车轮组件4有四个，两个车轮组件4与横摆架2的两端相连，两个车轮组件4分别与两个摇架31的相连；车轮组件4包括车轮41、车轮驱动件42，车轮驱动件42与车轮41相连并驱动车轮41转动。

图1中的实施例一中，车轮41为麦克纳姆轮4101。具体地，车轮驱动件42固定连接在横摆架2的一端，麦克纳姆轮4101与车轮驱动件42的输出轴相连，本实施例中，车轮驱动件42采用了减速电机；主车体1一侧的前端麦克纳姆轮4101与后端的麦克纳姆轮4101的旋向相反，主车体1同端左右两侧的麦克纳姆轮4101的旋向也相反，如图1所示。

根据图4所示的实施例二，车轮41为普通车轮4102，其他结构与实施例一相似。

如图1所示的实施例一与图4所示的实施例二，横摆架2的中部与主车体1通过转动轴21连接。为了减少转动阻力可设置轴承。

进一步，如图1中的实施例一，如图4中的实施例二，主车体1上设有限位装置5，限位装置5对横摆架2的摆角进行限制。具体地，图1中的限位装置5为弹性限位装置。

实施例一中的缓冲元件32采用了一种弹簧减震器，且所述弹簧减震器为两个，如图2所示。在其他实施例中，缓冲元件32可采用一种油气减震器。

本实用新型还提出了一种消防探测机器人，如图5所示，所述消防探测机器人所述自适应地形的轮式移动平台。图5中的消防探测机器人采用了图4中所示的自适应地形的轮式移动平台的实施例二。

图5中，所述消防探测机器人还包括：控制模块7，控制模块7对所述消防探测机器人进行运动控制；环境探测传感模块8，环境探测传感模块8对灾害现场的环境信息包括空气成分及浓度、温湿度、现场样品成份进行检测；视觉采集与传输模块9，视觉采集与传输模块9对灾害现场进行图片与视频采集与传输。

通过对根据自适应地形的轮式移动平台的实施例一与实施例二的介绍，进一步说明了本实用新型的技术方案，本实用新型的横摆架2的中部可绕主车体1一端的中部以转动，受到限位装置5的限位，使得其摆角不会太大，尤其是采用了弹性限位装置，在摆动的后期受到一定的弹性阻力，具有一定的减震作用；另外，主车体1的另一端的两侧分别连接有一个铰链悬架3，铰链悬架3的摇架31上端与主车体1铰连，铰链悬架3的缓冲元件32的两端分别与主车体1、摇架31下端铰连；这样，铰链悬架3在受力的情况下可发生形变，摇架31摇动，且又受到缓冲元件32如弹簧减震器的缓冲阻尼。当车轮组件4与横摆架2相连，以及与摇架31相连时，车轮41通过高低起伏的地形时，横摆架2会发生摆动，铰链悬架3的摇架31会发生弹性摇动，这样便可使得车轮41自适应起伏的地形，使得车轮41能与地面保持良好的接触。图5中，本实用新型的实施例一的一个车轮41爬上凸台，横摆架2被动地发生摆动，这样保证了实施例一的四个车轮41能够同时与地形接触。这样，提高了本实用新型的自适应地形的轮式移动平台1000的地形适应性与通过性。采用了自适应地形的轮式移动平台1000的消防探测机器人同样具有良好的地形适应性与通过性，能够较好地适应灾后的消防救援、探测时对机器人移动性能的需要。

根据本实用新型的消防探测机器人，因为配备了控制模块6使得机器人的移动控制成为可能，采用了环境探测传感模块7可对灾害现场的环境信息包括空气成分及浓度、温湿度、现场样品成份进行检测；采用了视觉采集与传输模块8可对灾害现场进行图片与视频采集与传输。这样使得消防探测机器人能够实现消防探测的功能。

本实用新型通过上述技术方案达到了以下有益效果，可以实现所述的自适应地形的轮式移动平台1000地适应起伏地形；采用所述的自适应地形的轮式移动平台1000的消防机器人地形适应性好，能够较好地满足灾害现场的地形通过性的需要，提高了机器人的移动性能；所述消防探测机器人上装备了所述环境探测传感模块7和视觉采集与传输模块8，因此可对灾害现场进行环境信息的探测以及、救灾现场场景的信息采集。

对于移动平台、机器人的其他构成，已为现有技术，且为本领域的普通技术人员熟知，故不再详细描述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种自适应地形的轮式移动平台，其特征在于，包括：

主车架；

横摆架，所述横摆架横向布置，所述横摆架的中部与所述主车架一端中部以转动副相连，所述转动副轴线呈纵向；

铰链悬架，所述铰链悬架为两个，两个所述铰链悬架分别与所述主车架的另一端的两侧相连，且所述铰链悬架包括：

摇架，所述摇架上端与所述主车架铰连，所述摇架的摆动平面平行于所述主车架的侧面；

缓冲元件，所述缓冲元件的两端分别与所述主车架、所述摇架下端铰连；

车轮组件，所述车轮组件有四个，两个所述车轮组件与所述横摆架的两端相连，两个所述车轮组件分别与两个所述摇架的相连；所述车轮组件包括车轮、车轮驱动件，所述车轮驱动件与所述车轮相连并驱动所述车轮转动。

2.根据权利要求1所述的自适应地形的轮式移动平台，其特征在于：

所述车轮为麦克纳姆轮；

所述车轮为普通车轮。

3.根据权利要求1所述的自适应地形的轮式移动平台，其特征在于：所述车轮驱动件为减速电机。

4.根据权利要求1所述的自适应地形的轮式移动平台，其特征在于：所述主车架上设有限位装置，所述限位装置对所述横摆架的摆角进行限制。

5.根据权利要求4所述的自适应地形的轮式移动平台，其特征在于：所述限位装置为弹性限位装置。

6.根据权利要求1所述的自适应地形的轮式移动平台，其特征在于：所述缓冲元件为一种弹簧减震器。

7.根据权利要求1所述的自适应地形的轮式移动平台，其特征在于：所述缓冲元件为一种油气减震器。

8.根据权利要求1所述的自适应地形的轮式移动平台，其特征在于：一个所述铰链悬架的所述缓冲元件为两个。

9.一种消防探测机器人，其特征在于：所述消防探测机器人包括权利要求1至8任一所述的自适应地形的轮式移动平台。

10.根据权利要求9所述的消防探测机器人，其特征在于，所述消防探测机器人还包括：

控制模块，所述控制模块对所述消防探测机器人进行运动控制；

环境探测传感模块，所述环境探测传感模块，对灾害现场的环境信息包括空气成分及浓度、温湿度、现场样品成分进行检测；

视觉采集与传输模块，所述视觉采集与传输模块对灾害现场进行图片与视频采集与传输。