变直径车轮及移动装置制造方法及图纸

本发明专利技术了一种变直径车轮、移动装置及控制方法，属于救援及探测设备技术领域，变直径车轮包括用于与动力机构连接的转动轴、多个沿转动轴的周向均匀分布的弧形轮片、设置在转动轴的周圈上用于驱动弧形轮片沿转动轴的径向运动的伸缩杆组、以及用于驱动伸缩杆组伸缩的驱动单元。移动装置包括任一项上述的变直径车轮，所述变直径车轮的数量为多个。本发明专利技术的变直径车轮、移动装置及控制方法，变直径车轮的直径可以根据需要变大与缩小，车轮在平整的路面上行驶时，轮辐收缩轮心降低，车轮以圆形车轮形态运动，保证了车轮的灵活性、高效性与平稳性；当车轮在松软的土壤中行驶或者遇到较大的障碍物时，车轮直径变大，越障能力提升。

Variable diameter wheels and mobile devices

【技术实现步骤摘要】
变直径车轮及移动装置
本专利技术属于救援及探测设备
，更具体地说，是涉及一种变直径车轮及移动装置。
技术介绍
我国是一个自然灾害频发的国家，台风、地震、洪水等灾害都会导致路面损坏，给救援工作带来困难。其中救援机器人为救援而采取先进科学技术研制的机器人，它的作用是在灾后的废墟中代替救援人员寻找幸存者执行救援任务的机器人。可代替救援人员前往各种危险地区。这种机器人配备了彩色摄像机，热成像仪和通讯系统，但是传统的救援机器人多以轮式作为移动机构，救援机器人采用轮式移动机构虽然运动效率高，但是在轮式救援机器的在遇到较大障碍时越障能力较差，在救援时地形适应能力差不能及时提供救援。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变直径车轮及移动装置，旨在解决现有的救援机器人采用轮式移动机构翻越障碍能力差的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种变直径车轮，包括用于与动力机构连接的转动轴、多个沿所述转动轴的周向均匀分布的弧形轮片、设置在所述转动轴的周圈上用于驱动所述弧形轮片沿所述转动轴的径向运动的伸缩杆组、以及用于驱动所述伸缩杆组伸缩的驱动单元，多个所述弧形轮片均通过伸缩杆组安装到所述转动轴上、且多个所述弧形轮片均在所述伸缩杆组的作用下随所述转动轴一同转动。作为本申请另一实施例，所述伸缩杆组包括一端铰接设置在所述转动轴远离动力机构的端部上且另一端可滑动的连接在所述弧形轮片侧面的第一支撑杆、以及一端可滑动的连接在所述转动轴上且另一端铰接设置在所述弧形轮片侧面的第二支撑杆，所述第一支撑杆与第二支撑杆的相互交叉设置，所述第一支撑杆与第二支撑杆在交叉部相互铰接。作为本申请另一实施例，所述转动轴上套装有且随转动轴一同转动的活动安装件，所述第二支撑杆的端部均铰接设置在所述活动安装件的周圈上，所述活动安装件可沿所述转动轴的轴向滑动，所述转动轴远离动力机构的端部上还设置有用于安装所述第一支撑杆端部的固定安装件，多个所述第一支撑杆的端部均铰接设置在所述固定安装件的周圈。作为本申请另一实施例，所述活动安装件包括套装在所述转动轴上且可沿所述转动轴的轴向滑动的滑动套、固定设置在滑动套端部的用于安装所述第一支撑杆端部的安装转盘、以及可转动的套装在所述滑动套上且卡装在所述滑动套与所述安装转盘之间的驱动连接套，所述驱动单元的驱动端连接在所述驱动连接套上。作为本申请另一实施例，所述驱动连接套包括可转动的套装在所述滑动套上转动套筒、以及设置在所述转动套筒的外部圆周上用于连接所述驱动单元的驱动端的连接杆。作为本申请另一实施例，所述安装转盘包括设置在所述滑动套端部的转盘本体、以及多个设置在所述转盘本体周圈的转盘连接座，所述转盘连接座上设置有用于安装所述第二支撑杆端部的凹槽。作为本申请另一实施例，所述滑动套包括可滑动设置在所述转动轴上的套体、设置在所述滑动套远离所述安装转盘一端的卡装凸起，所述驱动连接套可转动的卡装在所述卡装凸起与安装转盘之间。本专利技术的变直径车轮的有益效果在于：与现有技术相比，在转动轴的周圈均匀的分布有多个弧形轮片，并且在每个弧形轮片与转动轴之间均设置有伸缩杆组，并且伸缩杆组均通过驱动单元进行驱动，本专利技术变直径车轮。通过驱动单元驱动伸缩杆组来驱动弧形轮片沿转动轴的径向运动，从而实现车轮直径的变大与缩小，车轮在平整的路面上行驶时，轮辐收缩轮心降低，车轮以圆形车轮形态运动，保证了车轮的灵活性、高效性与平稳性；当车轮在松软的土壤中行驶或者遇到较大的障碍物时，轮辐展开，车轮直径变大，越障能力提升，保证救援机器人的通过性。本专利技术还提供了一种移动装置，包括任一项上述的变直径车轮，所述变直径车轮的数量为多个。作为本申请另一实施例，还包括设置在车身内部的主控制器、与所述主控制器电性连接的运动控制器、以及多个与所述运动控制器电性连接用于控制动力机构与驱动单元的电机驱动器，所述车身外部还设置有与主控制器电性连接的双目视觉装置及三维摄像仪器。本专利技术的移动装置的有益效果在于：与现有技术相比，通过将上述的变直径车轮分别安装在车体的两侧，本专利技术移动装置，变直径车轮的直径可以根据需要变大与缩小，车轮在平整的路面上行驶时，轮辐收缩轮心降低，车轮以圆形车轮形态运动，保证了车轮的灵活性、高效性与平稳性；当车轮在松软的土壤中行驶或者遇到较大的障碍物时，轮辐展开，车轮直径变大，越障能力提升，保证救援机器人的通过性。本专利技术还提供了一种移动装置的控制方法，包括以下步骤：步骤A，通过三维摄像仪器或者双目视觉装置对障碍的形状以及尺寸进行收集，然后将信号发送给主控制器；步骤B，主控制器对障碍的形状以及大小尺寸判断，来确定移动装置是否能越过障碍，若不能越过障碍执行步骤C，若能则执行步骤E；步骤C，主控制器向运动控制器发送打开信号，运动控制器接收到信号后向电机驱动器以及驱动电机发送车轮打开的指令信号；步骤D，电动推杆伸长并推动活动安装件运动，活动安装件将伸缩杆组撑开使车轮的直径变大，驱动电机驱动车轮转动越过障碍,然后执行步骤E；步骤E，主控制器向运动控制器发送关闭信号，运动控制器接收到信号后向电机驱动器以及驱动电机发送车轮收回的指令信号；步骤F，电动推杆缩短并拉动活动安装件运动，活动安装件将伸缩杆组收回使车轮的直径回复，驱动电机驱动车轮转动使车辆平稳行驶。本专利技术的移动装置的控制方法的有益效果在于：与现有技术相比，变直径车轮的直径可以根据需要变大与缩小，车轮在平整的路面上行驶时，轮辐收缩轮心降低，车轮以圆形车轮形态运动，保证了车轮的灵活性、高效性与平稳性；当车轮在松软的土壤中行驶或者遇到较大的障碍物时，轮辐展开，车轮直径变大，越障能力提升，保证救援机器人的通过性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的变直径车轮结构示意图一；图2为本专利技术实施例提供的变直径车轮结构示意图二；图3为本专利技术实施例所采用的伸缩杆组的结构示意图；图4为本专利技术实施例所采用的活动安装件的结构示意图；图5为本专利技术实施例所采用的安装转盘的结构示意图；图6为本专利技术实施例所采用的移动的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的移动装置的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的移动装置的电路连接示意图；图9为本专利技术实施例提供的移动装置的控制方法的流程示意图；图10为本专利技术实施例提供的移动装置翻越障碍过程示意图。图中：1、转动轴；2、弧形轮片；3、伸缩杆组；31、第一支撑杆；32、第二支撑杆；4、活动安装件；41、滑动套；411、套体；412、卡装凸起；413、花键孔；42、安装转盘；421、转盘连接座；422、转盘本体；43、驱动连接套；431、转动套筒；432、连接杆；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变直径车轮，其特征在于，包括用于与动力机构连接的转动轴、多个沿所述转动轴的周向均匀分布的弧形轮片、设置在所述转动轴的周圈上用于驱动所述弧形轮片沿所述转动轴的径向运动的伸缩杆组、以及用于驱动所述伸缩杆组伸缩的驱动单元，多个所述弧形轮片均通过伸缩杆组安装到所述转动轴上、且多个所述弧形轮片在所述伸缩杆组的作用下随转动轴一同转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种变直径车轮，其特征在于，包括用于与动力机构连接的转动轴、多个沿所述转动轴的周向均匀分布的弧形轮片、设置在所述转动轴的周圈上用于驱动所述弧形轮片沿所述转动轴的径向运动的伸缩杆组、以及用于驱动所述伸缩杆组伸缩的驱动单元，多个所述弧形轮片均通过伸缩杆组安装到所述转动轴上、且多个所述弧形轮片在所述伸缩杆组的作用下随转动轴一同转动。


2.如权利要求1所述的变直径车轮，其特征在于，所述伸缩杆组包括一端铰接设置在所述转动轴远离动力机构的端部上且另一端可滑动的连接在所述弧形轮片侧面的第一支撑杆、以及一端可滑动的连接在所述转动轴上且另一端铰接设置在所述弧形轮片侧面的第二支撑杆，所述第一支撑杆与第二支撑杆的相互交叉设置，所述第一支撑杆与第二支撑杆在交叉部相互铰接。


3.如权利要求2所述的变直径车轮，其特征在于，所述转动轴上套装有且随转动轴一同转动的活动安装件，所述第二支撑杆的端部均铰接设置在所述活动安装件的周圈上，所述活动安装件可沿所述转动轴的轴向滑动，所述转动轴远离动力机构的端部上还设置有用于安装所述第一支撑杆端部的固定安装件，多个所述第一支撑杆的端部均铰接设置在所述固定安装件的周圈。


4.如权利要求3所述的变直径车轮，其特征在于，所述活动安装件包括套装在所述转动轴上且可沿所述转动轴的轴向滑动的滑动套、固定设置在滑动套端部的用于安装所述第一支撑杆端部的安装转盘、以及可转动的套装在所述滑动套上且卡装在所述滑动套与所述安装转盘之间的驱动连接套，所述驱动单元的驱动端连接在所述驱动连接套上。


5.如权利要求4所述的变直径车轮，其特征在于，所述驱动连接套包括可转动的套装在所述滑动套上转动套筒、以及设置在所述转动套筒的外部圆周上用于连接所述驱动单元的驱动端的连接杆。


6.如权利要求4所述的变直径车轮，其特征在于，所述安装转盘包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏跃，李建朝，胡孟谦，段志群，侯志奇，
申请(专利权)人：河北工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：河北;13