一种机体与联动机构交替切换的越障行走系统技术方案

本发明专利技术所涉及的交替越障行走系统是一种对地形适应性很强的行走机构。该交替越障行走系统包括机体以及可以安装在机体两侧的联动机构组成。该机体前后两端有折弯，机体的底部和前后两端折弯的外部可以设有防滑齿。机体两侧可以由一个或多个联动越障行走机构组成。联动机构中所用轮子的数量不限。该机体前后两端都设有锁紧装置，可以方便地将多辆机体首尾相连，锁定成串。交替越障行走系统是一种高效率、高可靠性、机构简洁、越障能力较强的越障行走机构，可用在规整地形和非平整地形如崎岖山地、沼泽、河谷、海滩的高速行走。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于移动机器人、越障车领域，具体涉及一种可自适应障碍物的越障行走系统。
技术介绍
随着我国探险救援、航空航天、消防排爆、核能工业、军事侦察等众多领域的快速发展，迫切需要一种能在野外环境和复杂地形(如灾难现场、地震废墟)中自由行走和越障的移动设备，如机器人、探测车等。现有移动设备的行走机构大致可分为轮式、履带式、多足式、混合式(如轮-履混合式、轮-腿混合式)和特殊形式(如蛇形滑动式、多边形翻滚式)。其中多足式和特殊形式大多属于仿生类行走机构，具有很强的越障能力与地形适应性，但这两类行走机构的机械结构复杂、控制难度极大、机动性相对较差，目前正处于研究与开发应用的初级阶段。履带经过一百多年的发展已经被证明是一种能适应复杂地形与恶劣环境的行走机构，不过它的缺点也很明显笨重、需要大功率驱动器，因此，对于便携式或对功率有严格限制的移动设备来说履带并不合适。轮子早在三千多年前就已经出现，被认为是能量转换效率最高的行走机构，轮子具有轻便简洁、高速度、高效率和控制简单等优势使得它经久不衰，但轮子面对野外环境和复杂地形时便显得无能为力。本专利技术是一种非常适合于野外环境和复杂地形的越障行走机构。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种机构简洁可靠、效率高、地表适应性好、越障能力强的机体与联动机构交替切换越障行走系统，主要用于需要在规整地形和非平整地形如崎岖山地、沼泽、河谷、海滩的高速行走。本专利技术的技术方案如下一种机体与联动机构交替切换的越障行走系统，由机体与联动机构组成。所述联动机构由一定数量的轮子和越障连杆组成，所述轮子有η个，直径相等，其中η为整数且>; 1，η 越小越障能力越强，η越大负重能力越强。所述轮子和越障连杆上分别设有定位孔，由活动销轴通过定位孔将轮子和越障连杆连在一起，所述轮子上的定位孔位置的选择应最大限度地靠近于轮子的圆周，且各个轮子的定位孔到各自轴心孔的距离一致；所述轮子的轴心孔连接动力驱动装置的驱动轴。在规整地形行走时，系统的行走模式为轮式行走模式，交替越障行走系统依靠轮子行走。所述联动机构对称安装在机体左右两侧，且机体的两端长于联动机构的两端。所述联动系统有两种行走形式，在平坦地面行走时采用轮式行走模式，当遇到障碍物时自动切换成越障行走模式。在非规整地形行走时，它的行走模式为越障行走模式，它依靠联动机构轮子和越障连杆之间的切换来行走，或左联动机构-机体-右联动机构之间的相互切换来行走，或联动机构-机体之间的切换来行走。所述机体前后两端设有向上的折弯，且每个折弯的外部和机体的底部都设有防滑齿，机体的左右两侧对称装有一个或多个联动机构。所述越障连杆前后两端设有向上的折弯，其底部设有防滑齿。所述联动机构的驱动方式是ー个驱动装置可以驱动一个或多个的轮子。所述机体与联动机构之间靠连接装置连接起来。所述机体由若干个首尾相连，每个机体的前后方设有和另外机体相连接的锁紧装置，每个机体两侧对称安装一组联动机构。本交替越障行走系统有两种行走模式轮式行走模式和越障行走模式。越障行走机构在行走时可根据地形平坦与否在这两种行走模式间自动切換，在较平坦地形行走时为轮式行走模式，遇到障碍物时自动切換成越障行走模式。本交替越障行走系统的行走原理为在规整地形的情况下，该越障行走系统中联动机构的表现形式是轮形，行走效率和具有相同直径轮子的行走机构相同。在非规整地形的情况下，当障碍物高度较小时，联动机构便可以按它固有的越障方式越过障碍物；当障碍物达到一定高度吋，采用联动机构-机体-联动机构或联动机构-机体等组合方式交替搭在障碍物上，随着联动机构和机体的交替，行走系统前部便可以越过障碍物。③在有障碍物的情况下，行走系统前部已越过障碍物，位于障碍物之上，这时处于越障的部位是行走系统的中部，由于行走系统的底部以及联动机构的越障连杆上都有防滑齿，这样依靠驱动装置，交替越障行走系统便可以顺利越过障碍物。f 在有障碍物的情况下，交替越障行走系统的机体左右两侧分别有ー个或多个联动机构时，其越障方式均相同，其区别在于每侧有多个联动机构需多次重复的过程。$当行走在柔软地表(如沙滩、泥泞、雪地等)吋，此时的行走模式和普通的地形行走模式相同，只不过越障连杆会起到一定的分散压カ的作用，比単独使用轮子在这些地形行走时效率高些。亦在障碍物较高的行走环境下，将几个交替越障行走系统首尾相连，可以提高越障性能。本专利技术具有以下特点1.交替越障行走系统在行走时可以有轮式行走模式与越障行走模式，并根据障碍物灵活地在这两种行走模式之间自动切換；2.在平坦硬质地表上行走时效率接近于同等半径的普通车轮；3.遇到障碍物后行走方式自动切換，无需控制系统的检测与控制，提高了可靠性与稳定性；4.越过障碍物后行走方式自动切換，无需控制系统的检测与控制，提高了可靠性与稳定性；5.交替越障行走系统的驱动控制系统简洁高效，越障能力强，地形适应性好。附图说明图1A、图IB是交替越障行走系统中一种机体I的结构图2A、图2B是交替越障行走系统中一种联动机构的结构图3A、图3B是一种交替越障行走系统整体的前视图和轴测图4A、图4B是联动机构中轮子个数n=2时的交替越障行走系统的前视图和轴测图5A、图5B是联动机构中轮子个数n=4时的交替越障行走系统的前视图和轴测图6A、图6B是联动机构中轮子个数n=2时串联的交替越障行走系统的前视图和轴测图7A、图7B是联动机构中轮子个数n=3时串联的交替越障行走系统的前视图和轴测图8A、图SB是联动机构中轮子个数n=4时串联的交替越障行走系统的前视图和轴测图9A、图9B是机体两端不设折弯而将机体抬闻的如视图和轴测图。具体实施方法参见图I-图5，本专利技术提出的交替越障行走系统由机体I和联动机构6和9组成。机体I前后两端可以设有折弯2，且每个折弯2的外部可以设有防滑齿5，也可以不设折弯2 而将机体抬高，机体的底部也可以设有防滑齿5。机体的左右两侧对称装有一个或多个联动机构6和9，机体I的两端长于联动机构的两端。系统中所用的联动机构6和9是由一定数量的轮子4和越障连杆11组成，其轮子4数量可根据需要而定，越障连杆11前后两端可以设有折弯8，其底部可以设有防滑齿7。联动机构6和9的驱动方式是一个驱动装置可以驱动一个或多个轮子。机体I与联动机构6和9之间靠连接装置10连接起来。参见图6-图8，该交替越障行走系统的机体I可以是首尾相连若干个，每个机体的前后方设有和另外机体相连接的锁紧装置10，每个机体两侧对称安装至少一组联动机构6 和9。它有两种行走模式，该行走机构可以在两种行走模式间自动切换，在规整地形行走时，它的行走模式为轮式行走模式，交替越障行走系统依靠轮子4行走。在非规整地形行走时，它的行走模式为越障行走模式，它依靠联动机构6和9轮子和越障连杆11之间的切换来行走，或联动机构6-机体I-联动机构9之间的相互切换来行走，或越联动机构6和 9-机体I之间的切换来行走。本专利技术所述交替越障行走系统适于野外环境与复杂地形中行走，系统中所用的联动机构数量不限，联动机构中所用的轮子的数量不限。安装该交替越障行走系统时，只需将联动机构固定在机体上即可。当交替越障行走系统在平坦硬质地表上行走时与普通轮子行走方式相同；越障时无需控制系统来检测和控制，该越障行走系统会根据是否有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇俊，李君科，万婷，李飞龙，葛耿育，谭艳，万能清，胡豁生，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：