CN209938776U - 一种多轮越障行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多轮越障行走机构，包括框架、主行走轮、辅助行走轮，所述主行走轮、辅助行走轮分别转动连接于框架的两端，所述框架的一端转动连接有至少一个位于主行走轮外侧的越障轮，每个越障轮最低点与主行走轮最低点之间的高度差沿框架的端部方向依次递增，框架的另一端转动连接有至少一个位于辅助行走轮外侧的越障辅助轮，每个越障辅助轮最低点与辅助行走轮最低点之间的高度差沿框架的另一端部方向依次递增。本实用新型通过增设多个越障轮，实现行走机构的多级越障功能，可有效提升行走机构的越障性能；通过增设多个越障辅助轮，可保证越障过程中行走机构偏转的连续性和平稳性。

Description

一种多轮越障行走机构

技术领域

本实用新型涉及行走机构技术领域，特别是涉及一种多轮越障行走机构。

背景技术

目前，市面上存在的工业运输用可移动小车、智能寻迹小车、汽车、平板车等，都具有支架与行走轮构成的行走机构，这些行走机构的一个共同特征就是都只有单一高度的行走轮，因而只具备单轮越障的能力。在实际使用中普遍存在一个问题，就是这种行走机构只能在平坦或者相对平坦的路面行走，对于可能存在的极端条件，比如：前方有明显障碍物，并且在不可预料的情况下出现，作为单轮越障的车子或者机构就不能很好地通过障碍物。因此，单轮越障式的行走机构由于结构性原因，导致越障能力有限，在极端条件下会丧失通过性能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多轮越障行走机构，通过增加一个或多个越障轮，提升行走机构的越障能力。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种多轮越障行走机构，包括框架、主行走轮、辅助行走轮，所述主行走轮、辅助行走轮分别转动连接于框架的两端；

所述框架的一端转动连接有至少一个位于主行走轮外侧的越障轮，每个越障轮最低点与主行走轮最低点之间的高度差沿框架的端部方向依次递增；

所述框架的另一端转动连接有至少一个位于辅助行走轮外侧的越障辅助轮，每个越障辅助轮最低点与辅助行走轮最低点之间的高度差沿框架的另一端部方向依次递增。

进一步的，所述框架上转动连接有至少一个位于主行走轮和辅助行走轮之间的过渡轮。

进一步的，所述框架的中心位置开设有定位安装孔，定位安装孔内安装有轴承。

进一步的，所述主行走轮与越障轮的转轴轴线位于同一倾斜平面内，且各个转轴轴线等距分布。

进一步的，所述辅助行走轮与越障辅助轮的转轴轴线位于同一倾斜平面内，且各个转轴轴线等距分布。

进一步的，所述主行走轮与辅助行走轮沿框架的长度方向对称设置。

进一步的，所述越障轮与越障辅助轮沿框架的长度方向对称设置。

进一步的，所述主行走轮、辅助行走轮、越障轮、越障辅助轮的外径尺寸相同。

进一步的，所述越障轮的外径尺寸小于主行走轮的外径尺寸，所述越障辅助轮的外径尺寸小于辅助行走轮的外径尺寸。

进一步的，所述框架的顶部两侧分别连接有弹簧。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型通过采用在主动行走轮的一侧设置多个越障轮，每个越障轮最低点的高度依次递增，实现多级越障能力的叠加，使行走机构具备多级越障功能，可有效提升行走机构的越障性能，很好地解决了单轮越障存在的不足；

2.本实用新型通过增设多个越障辅助轮，可保证越障过程中行走机构偏移摆动的连续性和平稳性；

3.本实用新型既可作为移动机械设备的驱动行驶机构，也可作为一些专用设备的导向机构，适用范围较广；既可采用固定连接于机身的组装方式，也可采用转动连接于机身的组装方式，以实现不同的越障效果，使用方式灵活。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三的结构示意图；

图4为本实用新型实施例四的结构示意图；

图5为本实用新型作为导向机构的使用状态示意图。

图中：1框架、11、弹簧、2主行走轮、3辅助行走轮、4越障轮、41第一越障轮、42第二越障轮、5越障辅助轮、51第一越障辅助轮、52第二越障辅助轮、6过渡轮、7轴承、8支架侧壁、9连接销轴、100光伏组件、201主体、202多轮越障导向机构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本实用新型提供的多轮越障行走机构适用于阶梯面型障碍的跨越。下面提供五个具体实施例来详细介绍多轮越障行走机构的具体结构及使用过程。

实施例一：

请参阅图1，一种多轮越障行走机构，包括框架1、主行走轮2、辅助行走轮3，主行走轮2、辅助行走轮3分别转动连接于框架1的两端。

框架1的一端转动连接有一个位于主行走轮2外侧的越障轮4，其中主行走轮2的单独越障能力如图1中所示的高度h1，越障轮4的单独越障能力如图1中所示的高度h2。越障轮4的最低点高于主行走轮2的最低点，如图中1所示高度差Δh，且越障轮4的最低点不高于主行走轮2的越障能力所对应的高度，即Δh≤h1，保证多级越障能力的连续性。框架1的另一端转动连接有一个位于辅助行走轮3外侧的越障辅助轮5，越障辅助轮5的最低点高于辅助行走轮3的最低点。由于增设一个越障轮4，使行走机构具备两级越障能力，且最大越障能力为越障轮4的综合越障能力，即(Δh+h2)之和。

作为优选的，主行走轮2、辅助行走轮3、越障轮4、越障辅助轮5的外径尺寸均相同，越障轮4的转轴轴线位于主行走轮2转轴轴线的上方，越障辅助轮5的转轴轴线位于辅助行走轮3转轴轴线的上方，主行走轮2与辅助行走轮3沿框架1的长度方向对称设置，越障轮4与越障辅助轮5沿框架1的长度方向对称设置，以提高行走机构自身的运动平衡性及越障过程中行走机构偏转的连续性，同时使得行走机构具备双向行走能力。

进一步优选的，所述框架1上转动连接有两个位于主行走轮2和辅助行走轮3之间的过渡轮6，保证在主行走轮2与辅助行走轮3间距过大情形下，行走机构越障过程中保持连续平稳的通过性能。

本实施例在使用时，框架1通过螺栓连接、焊接等方式固定于移动小车等移动机械设备的两侧，或直接以移动机械设备的支架侧壁作为本实施例的框架1，在支架侧壁上安装主行走轮2、辅助行走轮3、越障轮4和越障辅助轮5。当动力单元驱动行走机构越障时，若前方高位行走平面的高度(记为H)较小且不高于越障轮4的最低点，即H≤Δh，则行走机构的越障方式与现有的单轮越障方式相同，即越障轮4掠过高位行走平面、主行走轮2单独跨越高位行走平面；若前方高位行走平面的高度较大，超过主行走轮2的越障能力，且在越障轮4的综合越障能力范围内，即Δh＜H≤(Δh+h2)，则越障轮4先与高位行走平面接触并开始越障，此时辅助行走轮3保持与低位行走平面接触，框架1发生偏转使主行走轮2被抬升，进而主行走轮2跟随越障轮4跨越高位行走平面，实现连续越障。与此同时，越障辅助轮5高度逐渐降低，则越障辅助轮5与辅助行走轮3同时与低位行走平面接触，当主行走轮2行进一端距离，使移动小车的重心越过障碍物后进入高位行走面，移动小车自然地恢复正常行进姿态，使辅助行走轮3及越障辅助轮5被抬升，辅助行走轮3的最低端位于高位行走面上，从而完成整个越障过程。辅助行走轮3被抬高而与低位行走平面脱离时，越障辅助轮5仍然与低位行走平面保持接触，从而保证越障过程中行走机构偏转的连续性和平稳性。

实施例二：

请参阅图2，本实施例与实施例一相区别之处在于：主行走轮2与辅助行走轮3的外径尺寸相同，但越障轮4的外径尺寸小于主行走轮2的外径尺寸，越障辅助轮5的外径尺寸小于辅助行走轮3的外径尺寸，越障轮4的转轴轴线位于主行走轮2转轴轴线的上方或与主行走轮2转轴轴线位于同一水平面内，越障辅助轮5的转轴轴线位于辅助行走轮3转轴轴线的上方或与辅助行走轮3的转轴轴线位于同一水平面内。其余特征及其安装方式、使用过程均与实施例一相同。

实施例三：

请参阅图3，本实施例与实施例一相区别之处在于：

框架1的一端依次转动连接有位于主行走轮2外侧的第一越障轮41和位于第一越障轮41外侧的第二越障轮42，其中主行走轮2的单独越障能力如图1中所示的高度h1，第一越障轮41的单独越障能力如图1中所示的高度h2，第二越障轮42的单独越障能力如图1中所示的h3。第一越障轮41、第二越障轮42的最低点与主行走轮2最低点之间的高度差沿框架1的端部方向依次递增，如图中所示的高度差Δh1、Δh2，且Δh2＞Δh1。同时，第一越障轮41的最低点不高于主行动轮2的越障能力所对应的高度，即Δh1≤h1；第二越障轮42的最低点不高于第一越障轮41的越障能力所对应的高度，即Δh2＜(Δh1+h2)，保证多级越障能力的连续性。框架1的另一端转动连接有位于辅助行走轮3外侧的第一越障辅助轮51和位于第一越障辅助轮51外侧的第二越障辅助轮52，第一越障辅助轮51、第二越障辅助轮52的最低点与辅助行走轮3最低点之间的高度差沿框架1的另一端部方向依次递增。由于增设两个越障轮，两个越障轮和主行走轮2的最低点位于不同高度，使行走机构具备三级越障能力，且最大越障能力为位于最外侧的第二越障轮42的综合越障能力，即(Δh2+h3)之和。配备相同数量的越障辅助轮，可以保证越障过程中行走机构偏转的连续性和平稳性。

优选的，主行走轮2、第一越障轮41、第二越障轮42、辅助行走轮3、第一越障辅助轮51、第二越障辅助轮52的外径尺寸均相同。主行走轮2、第一越障轮41、第二越障轮42的转轴轴线高度依次递增，并等间距地位于同一倾斜平面内。辅助行走轮3、第一越障辅助轮51、第二越障辅助轮52的转轴轴线高度依次递增，并等间距地位于同一倾斜平面内。主行走轮2与辅助行走轮3在框架1上对称设置，第一越障轮41与第一越障辅助轮51沿框架1的长度方向对称设置，第二越障轮42与第二越障辅助轮52沿框架1的长度方向对称设置，以提高行走机构自身的运动平衡性及越障过程中行走机构偏转的连续性，同时使得行走机构具备双向行走能力。

进一步优选的，所述框架1上转动连接有两个位于主行走轮2和辅助行走轮3之间的过渡轮6，保证在主行走轮2与辅助行走轮3间距过大情形下，行走机构越障过程中保持连续平稳的通过性能。

作为本实施例的另一优选方案，主行走轮2的外径尺寸与辅助行走轮3的外径尺寸相同，但是主行走轮2、第一越障轮41、第二越障轮42的外径尺寸依次减小，辅助行走轮3、第一越障辅助轮51、第二越障辅助轮52的外径尺寸也对应地依次减小。主行走轮2、第一越障轮41、第二越障轮42的转轴轴线位于同一水平面内或高度依次递增，助行走轮3、第一越障辅助轮51、第二越障辅助轮52的转轴轴线位于同一水平面内或高度依次递增。

本实施例在使用时，框架1通过螺栓连接、焊接等方式固定于移动小车等移动机械设备的两侧。当动力单元驱动行走机构越障时，若前方高位行走平面的高度(记为H)较小且不高于第一越障轮41的最低点，即H≤Δh1，则行走机构的越障方式与现有的单轮越障方式相同，即第二越障轮42、第一越障轮41依次掠过高位行走平面、主行走轮2单独跨越高位行走平面；若前方高位行走平面的高度较大，超过主行走轮2的越障能力，且不高于第二越障轮42的最低点，即h1＜H≤Δh2，则第二越障轮42略过高位行走面，第一越障轮41先与高位行走平面接触并开始越障，此时主行走轮2、辅助行走轮3保持与低位行走平面接触，框架1发生偏转使主行走轮2被抬升，进而主行走轮2跟随越障轮4跨越高位行走平面，实现连续越障；若前方高位行走面的高度超过第一越障轮41的综合越障能力且在第二越障轮42的综合越障能力范围内，即(Δh1+h2)＜H≤(Δh2+h3)，则第二越障轮42先与高位行走面接触并开始越障，框架1跟随越障进行的同时发生偏转，第一越障轮41和主行走轮2在前进过程中依次被抬起并连续越障，直至移动小车的中心移动至高位行走面而自然地恢复正常行走状态。

显然的，可以采用类似的方式在框架1的一端转动连接有N(N为大于2的自然数)个位于主行走轮2外侧的越障轮4，N个越障轮4最低点与主行走轮2最低点之间的高度沿框架1的端部方向依次递增。框架1的另一端转动连接有N个位于辅助行走轮3外侧的越障辅助轮5，N个越障辅助轮5最低点与辅助行走轮3最低点的之间高度差沿框架1的另一端部方向依次递增，使行走机构具备(N+1)级越障能力，且最大越障能力为最外侧越障轮的综合越障能力，即最外侧越障轮最低点、主行走轮2最低点之间的高度差与最外侧越障轮自身单独越障能力之和。

实施例四：

本实施例的行走机构结构为实施例一至三种任意一种，与实施例一至三种相区别之处在于：本实施例在使用时，两组行走机构分别通过各自的框架1转动连接于移动小车或其它机构的两侧，实现浮动越障的功能。框架1的中部开设定位安装孔，并通过定位安装孔内的连接销轴9与移动小车的支架侧壁8转动连接，以实现越障过程中行走机构相对移动小车产生浮动偏移，移动小车减少跟随行走机构偏转的幅度。

作为优选的，安装板1的定位安装孔内安装有轴承7，连接销轴9与轴承7的内圈固定连接，以减小行走机构浮动偏移过程中的摩擦阻力。进一步的，越障轮支架1的顶部两端分别连接有对称设置的弹簧11，弹簧11的另一端与移动小车的支架侧壁8连接，以降低越障过程中行走机构与移动小车相对浮动时的机械振动，提高移动小车移动过程的稳定性。

实施例五：本实施例中行走机构的结构与实施例一相同，并作为多轮越障导向机构应用于光伏组件运维机器人上。

如图5所示为本实用新型应用于光伏组件运维机器人上的工作状态示意图。光伏组件100为具有一定厚度的长方形面板，多个光伏组件100按照侧边紧靠的方式一一排列或间隙分布的方式一一排列，如间隙距离为20mm，间隙排列时相邻两个组件之间通过专用的连接机构连接固定，排列后的光伏组件100位于同一平面内并与水平面呈一定倾斜角度布置。光伏组件运维机器人包括主体201和两个多轮越障导向机构202，两个多轮越障导向机构202分别设置在主体201的两端。

当光伏组件运维机器人架设在光伏组件100上工作时，主体201位于光伏组件100的顶面上方，主体201自身的下部设有清洁机构可以对光伏组件100的表面进行清洁操作。两个多轮越障导向机构202分别相对地布置在光伏组件100的顶部侧面和底部侧面上，使光伏组件运维机器人能够挂接于光伏组件100上。顶部的多轮越障导向机构202的主行走轮2和辅助行走轮3则以光伏组件100的顶部侧面作为运动路径，在其上旋转滚动前进；底部的多轮越障导向机构202与光伏组件100的底部侧面留有间隙，既保证光伏组件运维机器人可靠挂接于光伏组件100上且在行进过程中不会脱落，又能满足光伏组件运维机器人跟随顶部多轮越障导向机构202越障偏移的需要。

当相邻两个光伏组件100的顶部高度存在偏差时，其顶部侧面构成阶梯面型障碍。光伏组件运维机器人在光伏组件100表面上行进时，多轮越障导向机构202则以实施例一中的越障过程完成越障，此处不再赘述。

在越障过程中，光伏组件运维机器人的主体201跟随两组多轮越障导向机构202的浮动偏移而同步偏移，由于框架1的定位安装孔位于框架1的中部，因此主体201的偏移幅度仅为多轮越障导向机构202偏移幅度的一半，可有效降低光伏组件运维机器人跟随多轮越障导向机构202偏转的幅度。

此外，也可采用在光伏组件运维机器人顶部设置多轮越障导向机构202、底部设置现有的单轮越障导向机构，减少设备制造成本的同时能够满足作业需要。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多轮越障行走机构，包括框架(1)、主行走轮(2)、辅助行走轮(3)，所述主行走轮(2)、辅助行走轮(3)分别转动连接于框架(1)的两端，其特征在于：

所述框架(1)的一端转动连接有至少一个位于主行走轮(2)外侧的越障轮(4)，每个越障轮(4)最低点与主行走轮(2)最低点之间的高度差沿框架(1)的端部方向依次递增；

所述框架(1)的另一端转动连接有至少一个位于辅助行走轮(3)外侧的越障辅助轮(5)，每个越障辅助轮(5)最低点与辅助行走轮(3)最低点之间的高度差沿框架(1)的另一端部方向依次递增。

2.根据权利要求1所述的一种多轮越障行走机构，其特征在于：所述框架(1)上转动连接有至少一个位于主行走轮(2)和辅助行走轮(3)之间的过渡轮(6)。

3.根据权利要求1所述的一种多轮越障行走机构，其特征在于：所述框架(1)的中心位置开设有定位安装孔，定位安装孔内安装有轴承(7)。

4.根据权利要求1所述的一种多轮越障行走机构，其特征在于：所述主行走轮(2)与越障轮(4)的转轴轴线位于同一倾斜平面内，且各个转轴轴线等距分布。

5.根据权利要求1所述的一种多轮越障行走机构，其特征在于：所述辅助行走轮(3)与越障辅助轮(5)的转轴轴线位于同一倾斜平面内，且各个转轴轴线等距分布。

6.根据权利要求1所述的一种多轮越障行走机构，其特征在于：所述主行走轮(2)与辅助行走轮(3)沿框架(1)的长度方向对称设置。

7.根据权利要求1所述的一种多轮越障行走机构，其特征在于：所述越障轮(4)与越障辅助轮(5)沿框架(1)的长度方向对称设置。

8.根据权利要求1所述的一种多轮越障行走机构，其特征在于：所述主行走轮(2)、辅助行走轮(3)、越障轮(4)、越障辅助轮(5)的外径尺寸相同。

9.根据权利要求1所述的一种多轮越障行走机构，其特征在于：所述越障轮(4)的外径尺寸小于主行走轮(2)的外径尺寸，所述越障辅助轮(5)的外径尺寸小于辅助行走轮(3)的外径尺寸。

10.根据权利要求1至3或6或7任意一项所述的一种多轮越障行走机构，其特征在于：所述框架(1)的顶部两侧分别连接有弹簧(11)。

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