CN2359193Y - 四面车轮式蛇形行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于四面车轮式的蛇形行走机构。其主要特征是该机构由多节车体所组成,每节车体的四面都装有行走组件,其两头都带有万向联接器以实现各节车体的联结。它可用于人们不能进入或难以进入的区域进行探测与抢险。该行走机构的优点是当车体发生倾翻,侧翻,严重歪斜等情况时,它都不会丧失移动功能。各节车体间可以相互施加推、拉作用。当某节车体陷入困境或遇到难以独自逾越的障碍时,其它车体可以帮助其摆脱困境。

Description

四面车轮式蛇形行走机构

本实用新型涉及一种四面车轮式的蛇形行走机构，特别是涉及可用于各复杂环境状况下的行走机构。

在一些实际场合中，如矿山采空区、矿山塌方现场、建筑物倒塌现场、不明地带或洞穴的探测等，对行走机构的越障能力、抗滚翻能力与抗歪斜能力等无不提出来较高的要求。而目前，在国内外研制的各种蛇形行走机构中，多是一些普通履带式、轮式或蠕动式结构，由于它们只有底面带有行走机构，所以它们的越野性能，对复杂地貌的适应性能及滚翻歪斜后的再移动性能等都有一些明显的不足之处。而单节履带式或轮式行走机构，往往更不能满足上述状况下的需要。无论是蛇形多节机构或单车机构，一但在行走中遇到倾翻、侧翻或严重歪斜后侧面受挤压的状态，它们都将会失去继续移动的能力。

本实用新型的目的是提供一种四面都有车轮，具有较灵活的钻洞、越障、抗滚翻、抗歪斜能力象蛇形一样多节的行走机构。无论其位姿处于什么样的状况都能靠其本身的移动功能走出困境，当其携带一些必要的检测仪器、仪表时，就可以完成对某处特定环境的监测任务。

本实用新型的实现方案是在机架的上下、左右对称安装有行走组件，即上下行走组件与侧面行走组件；在车体的两头带有万向联接器组件，由它可以实现多节车体的相互联接。

上下行走组件主要由马达、联轴器、传动轮系、驱动轮、车轮、导向轮、链条而组成。各构件通过机械联接组合在一起。在马达的驱动下，即可由驱动轮带动链条转动，再由链条带动车轮和导向轮转动，从而实现行走。

侧面行走组件主要由马达、侧支架、联轴器、传动轮系、驱动轮、支承轮、导向轮、链条所组成。各构件通过机械联接组合在一起。在马达的驱动下，即可由驱动轮带动链条转动，再由链条带动支承轮与导向轮转动，从而实现行走。

万向联接器组件由两个在空间90°交错的转动副组成。由它们实现两节车体间的联接。两个转动副的耦合运动可以使相联接的两节车体间实现任意方向的扭转。

所有组件都通过机械联接方式安装在机架上。机架上还可以携带其它各种检测仪器或仪表。

本实用新型的优特点在于：

1.车体采用四面车轮式方式既能使车体的附着力大，通过性能好，对地面的各种状况适应性强，还能使车体无论在何种姿态情况下都能保持移动的能力，进而可克服障碍，摆脱困境，转入正常运行。而普通的行走机构当发生倾翻、侧翻或侧面与底面同时着地情况下的严重歪斜时一般都会丧失移动能力。

2.车体采用多节的蛇形机构，使行走机构的越障能力进一步提高，当只有一节车体时，在遇到某些较陡的坡度或较大些的坑洼时可能会难以通过，而多节形式可以使几节车体相互推、拉，协助行进，以克服困难；或当某一节车体陷入泥泞地面及其它难以自拔的困境时，其它几节车体也可以相互推、拉，帮助其解困。

3.在本行走机构的机架上，可以携带各种探测仪器与仪表，协助完成对某些危险及不明状况地带的监测工作。

4.本实用新型的各节车体之间采用万向联接器联接，各节车体之间可以实现任意方向的较大角度的扭转。

5.本实用新型具有潜在的应用前景，尤其要完成人力不易或无法进入的地带中的探测任务，本实用新型会有很好的用武之地。

参照图1-4说明本实用新型的实施例。

附图说明：

图1是一种四面车轮式蛇形机器人的一节车体的机械原理示意图的俯视图。

图2是图1的主视图。

图3是图1的传动原理示意图的俯视图，其中，为图示方便拆去了图4中的零部件20-24、28。

图4是图3的主视图，其中，为图示方便拆去了图3中的零部件1、2、10、11、25。

1-转动副；2-转动副；3-驱动轮；4-传动轮系；5-驱动轮；6-传动副；7-侧支架；8-联轴器；9-马达；10-螺栓；11-托轮；12-刚性骨架；13-传动副；14-导向轮；15-导向轮；16-链条；17-传动副支座；18-传动副支座；19-传动副支座；20-传动轮系；21-传动副；22-联轴器；23-马达；24-车轮；25-传动副；26-传动副支座；27-链条；28-转动副。

本实施例主要是由上下行走组件I，侧面行走组件II，机架III，万向联接器组件IV通过机械联接而组成。它的结构基本上是一种关于上下及左右相对称的结构。其中：

上下行走组件I由驱动轮3、传动轮系4、联轴器8、马达9、导向轮15、链条16、车轮24通过机械联结所组成。

侧面行走组件II由驱动轮5、侧支架7、支承轮11、导向轮14、传动轮系20、联轴器22、马达23、链条27通过机械联结所组成。侧支架7上带有转动副6、转动副13、转动副21、转动副25。

机架III即为刚性骨架12，其上带有转动副支座17、转动副支座18、转动副支座19与转动副支座26。

万向联接器组件IV由转动副1与转动副2通过机械联结所组成。

在上下行走组件I中：马达9通过联轴器8与传动轮系4相联接；传动轮系4与机架III的转动副支座17、转动副支座18、转动副支座19相联接；传动轮系4通过机架III上的转动副支座17与与驱动轮3相联接；驱动轮3可以驱动链条16实现转动，并由导向轮15进行导向；车轮24通过转动副28与刚性骨架12相联接，可以完成支承车体与托起链条16的双重任务。导向轮15通过刚性骨架12(即：机架III)上的转动副支座26与机架III相接。

在侧面行走组件II中，马达23通过联轴器22与传动轮系20相联接；传动轮系20通过传动副6、转动副21与侧支架7相联接；侧支架7通过螺栓10与机架III相联接；传动轮系20通过转动副6与驱动轮5相联接；驱动轮5可以驱动链条27实现转动，并由导向轮14进行导向；导向轮14通过转动副13与侧支架7相联接；支承轮11通过转动副25与侧支架7相联接，当车体侧面着地时它可以承重，并可以由链条27带动实现转动。

万向联接器组件IV中的转动副1与转动副2的机械结合可以实现各节车体间的相互联接及各个方向的扭转。

Claims (4)

1.一种四面车轮式蛇形行走机构，其主要特征在于该行走机构由多节车体所组成，每节车体之间用万向联接器联接，而且每节车体的四面都装有车轮，每节车体在机架III上有行走组件I和行走组件II，上下方的车轮安装在上下行走组件I上，两侧面的车轮安装在侧面行走组件II上。

2.如权利要求1所述的行走机构，其特征在于上下行走组件I结构是，驱动轮(3)由马达(9)经联轴器(8)和传动轮系(4)实现驱动，并带动链条(16)转动；链条(16)的转动经车轮(24)与导向轮(15)实现传动，并由导向轮(15)进行导向。

3.根据权利要求1或2所述的行走机构，其特征在于侧面行走组件II的结构是，驱动轮(5)由马达(23)经联轴器(22)和传动轮系(20)实现驱动，并带动链条(27)转动；链条(27)的转动经支承轮(11)与导向轮(14)实现传动，并由导向轮(14)进行导向。

4.根据权利要求1所述的行走机构，其特征是每节车体之间用的万向联接器由两个在空间90°交错的转动副组成。

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