一种可轮履变换的底盘制造技术

本发明专利技术公开了一种可轮履变换的底盘，包括轮履动力切换部、轮履变换部以及前摇杆部，所述轮履动力切换部包括车轴联结器、推油滑块、主车轴、主轴齿轮、前轴齿轮、定轴轮系、丝杠、驱动电机、导轨、丝杠驱动器；所述轮履变换部包括履带、可变换轮毂、轮毂液压杆、浮条、车轴联结器、履带轮、主车轴；所述前摇杆部包括前摇杆、前履带轮、前支撑杆以及前轮，所述前摇杆、所述前履带轮、前支撑杆和所述前轮组成可上下摇摆的机械臂。本发明专利技术提供了两种不同的行走机构，使用同一个动力系统，不需要使用轮毂电机等来解决动力系统不兼容的问题，方便应用于小型勘探器。探器。探器。

【技术实现步骤摘要】
一种可轮履变换的底盘


[0001]本专利技术涉及一种底盘结构，尤其涉及一种液压杆调节轮毂形状的轮履变换底盘。

技术介绍

[0002]底盘作为智能小车的重要组成机构，主要负责为智能小车提供可靠稳定的动力，以及提供相应辅助功能。这种底盘适用于无人快递车、消防灭火小车和各种攀爬楼梯的小型机器人。这种可以变形的底盘能同时满足无人小车对攀爬楼梯和快速行驶的要求，为智能化无人小车提供了一种可靠的底盘。目前申请号为CN201310047258.2、名称为《一种用于轮履变结构移动机器人的四连杆轮履变换机构》，就提供了一种可以进行轮履变换的结构。该专利中通过调节从动件而改变轮廓形状，从轮式变换为三角履带，而且相应的两个小轮可以灵活调节位置从而变换为更多形态，具备了能够适应多种地形的优点。然而，这种结构本身对履带的伸缩性能有着极大的依赖，一般履带难以满足其要求，对于消防等特种小车对履带还有特殊要求（如耐热、抗压）等，这样就会限制了履带的适用范围。申请号为CN201110393359.6、名称为《一种轮履转换机构》，提供了一种轮履转换机构，该专利技术中公布了一种通过拨叉控制的动力切换装置，能够使得拥有该结构的车辆或行进机构可以根据路况在轮式与履式变换，能够自由切换，然而本结构为单独工作的四个变形轮，通过拨叉拨动齿轮来切换动力输出，意味着越大的体型拨叉需要在内部占用越大空间否则将无法拨动动力传输齿轮到达预定位置，整体的结构内部空间占用过大，对于小体积车辆整体强度相对下降。申请号为CN201610677978.0、名称为《轮履变换移动底盘及具有其的消防探测机器人》，提供了一种可以进行轮履变换的消防机器人，该专利技术中同时安装了履式与轮式，利用摆杆调节角度使得两侧的轮式行走装置接触或脱离地面，即使行走过程中依旧可以实现变形，并且使用了麦克纳姆轮（McKenna's wheel），能够更灵活的转动从而大大提高了现场作业的工作效率，然而这种结构本身同时安装了履式与轮式，不仅占据了更大的体积，而且为了获得足够的动力，两套动力装置也会相应有要求，从而整体体积会过于庞大，不适合小型勘探器的使用。

技术实现思路

[0003]为了解决背景中智能无人小车面对不同地形需要进行轮履变换的问题，满足市场上智能无人小车对可进行轮履变换的底盘的需求，本专利技术提供一种可轮履变换的底盘。
[0004]本专利技术的目的在于提供一种可轮履变换的底盘。与现有许多技术不同之处在于本专利技术实现了使用同一个动力系统运作两种不同的行走机构，不需要使用轮毂电机等来解决动力系统不兼容的问题。本专利技术利用前轮和前支撑杆作为轮式状态下的前轮系统，在履式状态下变换为可进行上下摇动的履带臂，履带臂可用于攀爬高度较高的楼梯等复杂地形，而此时可变形轮毂也处于履式形态，支撑履带，其内部履带轮通过齿轮组与主轴齿轮相啮合获得动力来源，处于轮式状态下时，齿轮组会在丝杠驱动器作用下沿丝杠脱离主轴齿轮继而履带轮失去动力，同时二级液压杆推动推轴滑块控制履带轮收缩，紧接着车轴联结器
向可变形轮毂的方向通过液压杆的作用移动，与主轴齿轮啮合，完成动力系统输出端的切换，相应的可变形轮毂通过轮毂液压杆变形为轮式，履带此时完全紧贴在圆圈形状下的可变形轮毂上，与可变形轮毂同时组成轮胎。这样便能使得两种不同形态下的行走机构由一套动力系统供应。相对于现有技术，例如拨叉机构；本动力切换过程中使用二级液压杆配合推轴滑块来控制履带轮的运动，避免了占用过大工作空间，空间利用率更高，采用该形式来控制履带轮能够避免上下空间占用，降低了底盘的高度，使得该底盘拥有更低的重心，稳定性好，底盘的长宽高比例中长高比例更大更不易倾翻，能够攀爬较为复杂的地形。该系统可变形轮毂自身可以变换为轮式与履式，两种状态下都不会过于拉伸履带，这样就降低了履带的要求，一定程度上方便了消防机器人等特殊器械的履带选择，增加了普适度。
[0005]本专利技术的有益效果：（一）可应用于众多小型无人机器人，例如无人快递车、小型勘探车等各种小型机器人，通过可变形轮毂可自由切换为轮式或履式车辆，行走于路面上处于轮式状态，速度会快于履带车并且能大量减少履带的摩擦损耗，当面对楼梯等复杂地形时可切变为履带车，增长的履带前臂有利于攀爬高于自身的地形，能够满足应对大量复杂地形。尤其对于小型机器人，能帮助其攀爬楼梯，翻越障碍进行作业，还能保证自身的机动性。例如消防侦察机器人，经常需要穿梭废墟，还要能快速穿越平地抵达目的地，这样的底盘比较适用与工况复杂且自身体积不能过大的机器人。对于需要经常攀爬楼梯的机器人，履式底盘会帮助其快速稳定的攀爬楼梯，但是又要考虑绝大部分情况下行走于平地，则轮式底盘可帮助其增加自身移动速度和减少橡胶履带的损耗。（二）由于可变形轮毂在变形过程中的履带没有过大长度变化，降低了对履带的要求，这将有利于特种车辆安装特殊履带，对于大部分特种车辆，往往工作条件比较特别，会对履带材料有较大要求，避免了因材料不满足而无法使用的情况，故而普适性广。可变形轮毂自身的结构紧凑，自身没有承载小零部件。由于大部分车辆需要较好的承载能力，微小零部件的存会影响寿命，而且造价较高。例如采用拨叉等机构来控制承载零件会大大影响自身的寿命。（三）采用一套动力输出系统和低矮长设计，整体上没有过长的轴或小零部件，所以不仅降低了造价，而且大大降低了底盘内部空间和重心和抗倾翻能力，低矮长的整体设计特点配合自身携带的支撑杆能够使得该底盘在绝大部分工作场合可以承受自身因工作带来的力矩，例如消防机器人在工作时射出水流自身也受到反作用力，低矮长的设计可以在不安装辅助装置的情况下有效抵消使其倾翻的力矩。该底盘高度降低的同时体积也有所减小，有利于小型勘探车等穿越狭隘地形。对于小型机器人时常要求自身体积小重量轻，但是又要具备足够的抗倾覆能力，因而该底盘适用于小型机器人。（四）由于采用推轴滑块来控制履带轮的移动，则整体上相比于绕定点旋转的拨叉节省了大量空间。整体动力切换部分结构紧凑，内部空间占用比较小，非常适用于小体型机器人减少自身体积，避免了的底部空间的浪费。整体结构中没有微小部件，将会使得自身工作寿命更长，能够携带更大的载体。这样的直线式运动可以采用液压驱动，液压驱动不仅所需体积小而且驱动能力大。
[0006]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
附图说明
[0007]图1为本专利技术采用轮式底盘时的整体结构示意图。
[0008]图2为本专利技术采用轮式底盘俯视结构示意图。
[0009]图3为本专利技术采用轮式底盘侧视结构示意图。
[0010]图4为本专利技术采用履式底盘时的整体结构示意图。
[0011]图5为本专利技术采用履式底盘俯视结构示意图。
[0012]图6为本专利技术采用履式底盘侧视结构示意图。
[0013]图7为本专利技术采用轮式底盘仰视结构示意图。
[0014]图8为本专利技术轮履切换装置的机构示意图。
[0015]附图标记说明：1-履带；2-可变形轮毂；3-轮毂液压杆；4-浮条；5-车轴联结器；6-履带轮；7-推轴滑块；8-前摇杆；9-前履带轮；10-前轮支撑杆；11-前轮；12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可轮履变换的底盘，其特征在于：包括车架（24）、轮履动力切换部以及轮履变换部；所述轮履动力切换部包括：车轴联结器（5）、推轴滑块（7）、主车轴（12）、主轴齿轮（15）、前轴齿轮（16）、定轴轮系（17）、丝杠（18）、驱动电机（20）、导轨（22）、丝杠驱动器（23）；其中由所述驱动电机（20）驱动所述主车轴（12）上的所述主轴齿轮（15）转动，所述前轴齿轮（16）与所述主轴齿轮（15）的啮合通过所述导轨（22）上的所述定轴轮系（17）来进行连接，在这过程中需要所述丝杠驱动器（23）来驱动所述定轴轮系（17）来进行啮合，并且所述前轴齿轮（16）的位置调整也是通过所述推轴滑块（7）来进行调整，完成动力输出切换，其中所述车轴联结器（5）通过键槽与所述主车轴（12）相连接，当型态为履式时所述车轴联结器（5）与所述主车轴（12）相脱离使得所述主车轴（12）将动力只输出到履带轮（6）上；所述轮履变换部包括：履带（1）、可变形轮毂（2）、轮毂液压杆（3）、浮条（4）、所述车轴联结器（5）、所述履带轮（6）、所述主车轴（12）；所述履带（1）紧贴所述可变形轮毂（2），所述可变形轮毂（2）通过轮毂液压杆的伸缩进行变形，所述履带（1）在履式状态下通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈齐平，赵硕，徐志辉，罗嘉俊，陈墨缘，李文泽，梁轩豪，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：