一種彈性伸縮連桿越障機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種彈性伸縮連桿越障機構(gòu)，包括位于同側(cè)的至少兩個行動輪，所述行動輪前后布置并分別由動力軸驅(qū)動，在前后兩端的行動輪的側(cè)面分別設(shè)置有前越障桿和后越障桿，相鄰兩行動輪間通過可彈性伸縮構(gòu)件連接。本機構(gòu)機構(gòu)簡單、運動效率高、避免了卡死現(xiàn)象的發(fā)生。
【專利說明】
一種彈性伸縮連桿越障機構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及越障行進裝置，具體為一種具有可彈性伸縮連桿的越障機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著自然災(zāi)害、核安全事故、地震救援等事件的頻發(fā)以及人類對未知領(lǐng)域的探索的增長，人類迫切希望感知這些環(huán)境，以達到收集信息、緩解災(zāi)難、搶救傷員等目的。因此需要一種具有較強越障能力的移動機器人來幫助人們?nèi)ソ鉀Q這個問題。目前所使用的越障機構(gòu)主要有連桿式、輪式、履帶式、腿式、混合式等結(jié)構(gòu)，其中，履帶式機構(gòu)對地壓力小，在松軟的地面附著能力和通過性能好，爬樓梯、越障平穩(wěn)性高，但是不能避免履帶笨重、功耗高和對地形的破壞等問題;腿式越障機構(gòu)能夠在非規(guī)整的地形下很好的行走，但具有自由度過多、運動效率過低、控制較復(fù)雜等問題;混合式越障機構(gòu)綜合了各種機構(gòu)的優(yōu)點，盡量使其適應(yīng)各種地形，但是其機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制難度大，效率較差。輪式機構(gòu)有其自身的特點，具有承重大、結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動和控制相對方便、行走速度快、工作效率高等特點，但它的越障效果不如前面的所述的幾種。而普通圓輪與連桿相結(jié)合的連桿式越障結(jié)構(gòu)相對前面幾種的越障效果較好，但由于單連桿式機構(gòu)自身存在“奇異點”問題，當連桿運動到水平位置時，極容易發(fā)生卡死現(xiàn)象，造成機構(gòu)無法正常行進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種彈性伸縮連桿越障機構(gòu)，以解決現(xiàn)有越障機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運動效率低、單連桿容易發(fā)生卡死的問題。
[0004]本實用新型所述的彈性伸縮連桿越障機構(gòu)，包括位于同側(cè)的至少兩個行動輪，所述行動輪前后布置并分別由動力軸驅(qū)動，在前后兩端的行動輪的側(cè)面分別設(shè)置有前越障桿和后越障桿，所述前后兩越障桿的一端分別可轉(zhuǎn)動的連接在對應(yīng)行動輪側(cè)面上，前后兩越障桿的另一端則分別向前和向后伸出，相鄰兩行動輪間通過可彈性伸縮構(gòu)件連接，當本機構(gòu)為兩個行動輪時，一可彈性伸縮構(gòu)件的兩端與所述前、后兩越障桿相連接;當本機構(gòu)具有三個及以上行動輪時，在位于前后兩個行動輪之間的行動輪上均可轉(zhuǎn)動的設(shè)有連接件，所述各可彈性伸縮構(gòu)件依次連接在前越障桿、位于中間行動輪上的連接件以及后越障桿之間。
[0005]優(yōu)選的，所述可彈性伸縮構(gòu)件為彈簧。
[0006]優(yōu)選的，所述越障桿與行動輪的安裝點靠近行動輪邊緣。
[0007]優(yōu)選的，所述前后兩端行動輪的圓心到其對應(yīng)越障桿安裝點的距離相同。
[0008]優(yōu)選的，所述如越障桿的如端向上翅起，后越障桿的后端向上翅起。
[0009]優(yōu)選的，所述越障桿的底面設(shè)有防滑橡膠。
[0010]本實用新型利用彈性可伸縮連桿，解決單個連桿普遍存在的“奇異點”問題，避免卡死現(xiàn)象的發(fā)生。本機構(gòu)無需控制系統(tǒng)的檢測與控制，具有很高的可靠性和簡潔性，越障過程更加高效可靠，兼顧了輪式和偏心式結(jié)構(gòu)在規(guī)整和非規(guī)整地形下的越障能力和運動效率。并且機械結(jié)構(gòu)比較簡單，運動速度快，控制比較簡單，比較容易實現(xiàn)，在規(guī)整地形下運動效率較高，在非規(guī)整地形下越障效果較好。機構(gòu)效率高、能耗低、應(yīng)用范圍廣，既保證了單連桿的簡潔性及越障能力，又無需多連桿的機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，廣泛適用于工作在特殊環(huán)境中的設(shè)備，如越障移動機器人，救災(zāi)機器人，救援裝置等。
【附圖說明】
[0011]圖1是第一實施例所述機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是第一實施例所述機構(gòu)在平坦地形行進時的狀態(tài)示意圖；
[0013]圖3是第一實施例所述機構(gòu)在越過障礙時的狀態(tài)示意圖；
[0014]圖4是第二實施例所述機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細闡述，以下實施例僅用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限定。
[0016]第一實施例:
[0017]如圖1所示的彈性伸縮連桿越障機構(gòu)，包括位于同側(cè)的兩個行動輪，所述行動輪前后布置并分別由動力軸5驅(qū)動。
[0018]在前后兩端行動輪的側(cè)面分別設(shè)置有前越障桿3和后越障桿4，越障桿可以由金屬或有機高分子聚合物等材料制成，當遇到障礙物時，越障桿可搭在障礙物上，將機構(gòu)撐起，從而越過障礙。
[0019]其中，前越障桿3的后端可轉(zhuǎn)動的安裝在前端行動輪I的側(cè)面上，前越障桿3的前端向前延伸伸出。后越障桿4的前端可轉(zhuǎn)動安裝在后端行動輪2的側(cè)面上，后越障桿4的后端向后延伸伸出。
[0020]所述兩越障桿與行動輪的安裝點盡可能的靠近行動輪邊緣，且前越障桿安裝點8到前端行動輪I中心的距離與后越障桿安裝點9到后端行動輪2中心的距離相同。
[0021]為了便于越障桿更好的搭到障礙物上，前越障桿3的前端向上翹起，后越障桿4的后端向上翹起。并在兩越障桿的底面設(shè)有防滑橡膠6，以增加越障桿與障礙物的摩擦力。
[0022]前后兩行動輪間通過可彈性伸縮構(gòu)件連接，本實施例中可彈性伸縮構(gòu)件為彈簧7，當然也可以選用其他可軸向彈性伸縮的部件，該彈簧7的兩端分別連接在前越障桿3的后端和后越障桿4的前端上。所述彈簧7應(yīng)具有很好的彈性伸縮性能，以滿足越障桿可隨行動輪轉(zhuǎn)動至任何相位，但也應(yīng)保證整個越障裝置不會出現(xiàn)大幅度的彎折現(xiàn)象。
[0023]參見圖2，在平坦地形行進時，本機構(gòu)與常規(guī)的輪式機構(gòu)的運行方式相同，越障桿不會接觸地面，只是繞動力軸轉(zhuǎn)動。當兩越障桿運動到與前后行動輪的軸心同一水平線上時，此時極易產(chǎn)生“奇異點”現(xiàn)象，但是由于彈簧的彈性作用，即使發(fā)生錯位現(xiàn)象，行動輪亦可正常行進，因此在任何情況下(如前后輪轉(zhuǎn)速不一，或前后輪反向轉(zhuǎn)動等)，越障桿和行動輪間都不會被卡死，越障機構(gòu)能夠保持正常運行。
[0024]參見圖3，在非平坦地面上行進時，具有合適彈性系數(shù)的彈簧可以保證越障裝置不會發(fā)生大幅度彎折現(xiàn)象，越障桿可以起到支撐作用，由于可彈性伸縮構(gòu)件的存在，使得越障桿間距可變，保證順利平穩(wěn)的越過障礙。
[0025]第二實施例:
[0026]如圖4所示的彈性伸縮連桿越障機構(gòu)，包括位于同側(cè)的三個行動輪，所述行動輪前后布置并分別由動力軸驅(qū)動。
[0027]在前后兩行動輪的側(cè)面分別設(shè)置有前越障桿3和后越障桿4，前越障桿的后端可轉(zhuǎn)動的安裝在前端行動輪I的側(cè)面上，前越障桿的前端向前延伸伸出。后越障桿4的前端可轉(zhuǎn)動安裝在后端行動輪2的側(cè)面上，后越障桿的后端向后延伸伸出。
[0028]在兩越障桿的底面設(shè)有防滑橡膠，以增加越障桿與障礙物的摩擦力。
[0029]所述兩越障桿與行動輪的安裝點盡可能的靠近行動輪邊緣，且前越障桿與前端行動輪的安裝點到前端行動輪中心的距離與后越障桿與后端行動輪的安裝點到后端行動輪中心的距離相同。
[0030]在中間行動輪11上可轉(zhuǎn)動的設(shè)有連接件10，通過兩可彈性伸縮構(gòu)件將三個行動輪依次連接，本實施例中可彈性伸縮構(gòu)件為彈簧7，其中一彈簧的兩端連接在前越障桿后端與所述連接件前端，另一彈簧連接在所述連接件后端與后越障桿前端。
[0031]本實施例所述機構(gòu)的工作原理與實施例一相同，在此不再贅述。當要求更高負載能力時，可采用更多數(shù)量的行動輪。
【主權(quán)項】
1.一種彈性伸縮連桿越障機構(gòu)，包括位于同側(cè)的至少兩個行動輪，所述行動輪前后布置并分別由動力軸驅(qū)動，其特征在于:在前后兩端的行動輪的側(cè)面分別設(shè)置有前越障桿和后越障桿，所述前后兩越障桿的一端分別可轉(zhuǎn)動的連接在對應(yīng)行動輪側(cè)面上，前后兩越障桿的另一端則分別向前和向后伸出， 相鄰兩行動輪間通過可彈性伸縮構(gòu)件連接，當本機構(gòu)為兩個行動輪時，一可彈性伸縮構(gòu)件的兩端與所述前、后兩越障桿相連接;當本機構(gòu)具有三個及以上行動輪時，在位于前后兩個行動輪之間的行動輪上均可轉(zhuǎn)動的設(shè)有連接件，所述各可彈性伸縮構(gòu)件依次連接在前越障桿、位于中間行動輪上的連接件以及后越障桿之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性伸縮連桿越障機構(gòu)，其特征在于:所述可彈性伸縮構(gòu)件為彈貪O3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彈性伸縮連桿越障機構(gòu)，其特征在于:所述越障桿與行動輪的安裝點靠近行動輪邊緣。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的彈性伸縮連桿越障機構(gòu)，其特征在于:所述前后兩端行動輪的圓心到其對應(yīng)越障桿安裝點的距離相同。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彈性伸縮連桿越障機構(gòu)，其特征在于:所述前越障桿的前端向上翅起，后越障桿的后端向上翅起。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彈性伸縮連桿越障機構(gòu)，其特征在于:所述越障桿的底面設(shè)有防滑橡膠。
【文檔編號】B62D57/02GK205554357SQ201620354513
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】黃結(jié), 藍桂平, 方燦, 王宇俊
【申請人】西南大學(xué)