用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)及微型行走機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)及微型行走機構(gòu)，雙動力系統(tǒng)包括：至少一個高壓氣瓶、氣動馬達、馬達輸出軸、固設(shè)于馬達輸出軸一端的馬達主動輪、電機、電機輸出軸、電池組、固設(shè)于電機輸出軸一端的電機主動輪、以及位于馬達輸出軸和電機輸出軸之間的輸出軸、滑動設(shè)于輸出軸一端的被動輪、和用于控制被動輪在電機主動輪和馬達主動輪之間切換的切換機構(gòu)；微型行走機構(gòu)包括行走裝置和驅(qū)動行走裝置行走的上述雙動力系統(tǒng)。本實用新型實現(xiàn)了電機和氣動馬達分段驅(qū)動，作為微型行走機構(gòu)的動力源，兩套動力系統(tǒng)各自獨立，分段執(zhí)行：微型行走機構(gòu)在危險環(huán)境使用氣動馬達做動力，在無粉塵、無爆炸性氣體的環(huán)境中使用電機驅(qū)動。
【專利說明】
用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)及微型行走機構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)及微型行走機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]微型行走機構(gòu)的工作環(huán)境(如井下)既有爆炸性環(huán)境也有非爆炸性環(huán)境，現(xiàn)有行走機構(gòu)種類很多，其動力系統(tǒng)基本采用單動力驅(qū)動，動力機械的動力受爆炸性環(huán)境的制約通常需做隔爆型的結(jié)構(gòu)設(shè)計，導(dǎo)致驅(qū)動部分占據(jù)了整體微型行走機構(gòu)的大部分空間，使運動載體的整體結(jié)構(gòu)笨重，驅(qū)動負(fù)荷加大。
[0003]由于井下空間狹小、地形復(fù)雜，機械結(jié)構(gòu)需要考慮其應(yīng)用環(huán)境下的制約因素，包括微型行走機構(gòu)的有限載荷和裝載空間。微型行走機構(gòu)主要依靠電池供電，在重量限制下，微型行走機構(gòu)所攜帶的電池有限，提供的能量也是有限的。由于微型行走機構(gòu)工作環(huán)境比較惡劣，在爬坡和越障時候能量消耗大，為了保證微型行走機構(gòu)具有較長時間的續(xù)航能力，必須減少結(jié)構(gòu)的負(fù)載，同時擴大供電電池的容量;但是擴大電池容量，會導(dǎo)致負(fù)荷增大；由于無法同時滿足負(fù)載小和電量大的要求，微型行走機構(gòu)的續(xù)航能力較差。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提出一種用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)及微型行走機構(gòu)，以解決現(xiàn)有微型行走機構(gòu)的驅(qū)動機構(gòu)體積大、驅(qū)動負(fù)荷大、續(xù)航能力較差的問題。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]—種用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，包括:至少一個高壓氣瓶、氣動馬達、馬達輸出軸、和固設(shè)于馬達輸出軸一端的馬達主動輪，氣動馬達通過馬達輸出軸帶動馬達主動輪轉(zhuǎn)動；電機、電機輸出軸、電池組和固設(shè)于電機輸出軸一端的電機主動輪，電池組為電機供電，通過電機輸出軸帶動電機主動輪轉(zhuǎn)動;位于馬達輸出軸和電機輸出軸之間的輸出軸、以及固設(shè)于輸出軸一端的被動輪，電機主動輪和馬達主動輪錯落設(shè)置，使被動輪實現(xiàn)兩者之間的切換，被動輪與電機主動輪或馬達主動輪相嚙合;和，切換機構(gòu)，用于控制被動輪在電機主動輪和馬達主動輪之間切換。
[0007]作為本實用新型的進一步改進，還包括:拆卸機構(gòu)，拆卸機構(gòu)包括:電磁換向閥和氣壓傳感器;高壓氣瓶通過電磁換向閥與氣動馬達連接;氣壓傳感器設(shè)于氣動馬達的進氣口處。
[0008]作為本實用新型的進一步改進，拆卸機構(gòu)還包括:兩端開閉式氣動快速接頭;高壓氣瓶通過氣動快速接頭與電磁換向閥連接。
[0009]作為本實用新型的進一步改進，還包括:用于固定高壓氣瓶的夾持裝置。
[0010]作為本實用新型的進一步改進，拆卸機構(gòu)還包括:用于向高壓氣瓶施力的推桿。
[0011]作為本實用新型的進一步改進，還包括:用于檢測環(huán)境狀況的環(huán)境傳感器。
[0012]作為本實用新型的進一步改進，切換機構(gòu)包括:固設(shè)于輸出軸上的拔動塊，和用于推動拔動塊活動的氣缸，拔動塊位于被動輪的一側(cè)。
[0013]作為本實用新型的進一步改進，還包括:控制器，其分別與氣壓傳感器、電磁換向閥、環(huán)境傳感器、氣缸電連接。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，電池組包括兩組或多組電池組。
[0015]本實用新型還涉及一種微型行走機構(gòu)，包括行走裝置和驅(qū)動行走裝置行走的動力系統(tǒng);動力系統(tǒng)為上述用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)。
[0016]本實用新型的有益效果如下:
[0017]1、本實用新型的雙動力系統(tǒng)實現(xiàn)了電機和氣動馬達分段驅(qū)動，作為微型行走機構(gòu)的動力源，兩套動力系統(tǒng)各自獨立，分段執(zhí)行:微型行走機構(gòu)在危險環(huán)境使用氣動馬達做動力，在無粉塵、無爆炸性氣體的環(huán)境中使用電機驅(qū)動；電機無需做隔爆結(jié)構(gòu)設(shè)計，減小了驅(qū)動部分的體積和重量，降低了驅(qū)動的負(fù)荷。
[0018]2、本實用新型提供動力的高壓氣瓶為可拆裝形式，當(dāng)瓶內(nèi)的氣體使用完后，即可自動卸到沿途，當(dāng)返程時再收裝運回充氣站進行充氣，進一步降低了驅(qū)動的負(fù)荷，提高了續(xù)航能力。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是實施例中用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)中電機驅(qū)動的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是實施例中用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)中氣動馬達驅(qū)動的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是實施例中拆卸機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0024]如圖1和2所示，為實施例中用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]說明性實施例中的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，包括:至少一個高壓氣瓶1、氣動馬達2、馬達輸出軸3、固設(shè)于馬達輸出軸3—端的馬達主動輪4、電機10、電機輸出軸9、電池組11、固設(shè)于電機輸出軸9一端的電機主動輪8、以及位于馬達輸出軸3和電機輸出軸9之間的輸出軸6、滑動設(shè)于輸出軸6—端的被動輪7、和用于控制被動輪7在電機主動輪8和馬達主動輪4之間切換的切換機構(gòu);氣動馬達2通過馬達輸出軸3帶動馬達主動輪4轉(zhuǎn)動；電池組11為電機10供電，通過電機輸出軸9帶動電機主動輪8轉(zhuǎn)動；電機主動輪8和馬達主動輪4錯落設(shè)置，使被動輪7實現(xiàn)兩者之間的切換，被動輪7與電機主動輪8或馬達主動輪4相嚙合。
[0026]氣動馬達2只要通過控制進氣閥、排氣閥的開度，控制壓縮空氣的流量，實現(xiàn)調(diào)節(jié)馬達的輸出功率與轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)機器人的巡視速度;通過操作閥來改變馬達的進氣的方向，來實現(xiàn)馬達輸出軸3的正反轉(zhuǎn)，使微型行走機構(gòu)實現(xiàn)正、反向運動。同樣通過電機10的換相，來實現(xiàn)電機輸出軸9的正反轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)電壓的高低，實現(xiàn)調(diào)節(jié)電機輸出軸的功率與轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)微型行走機構(gòu)的巡視速度。
[0027]實施例中的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，還包括:用于檢測環(huán)境狀況的環(huán)境傳感器。實施例中環(huán)境傳感器包括用于檢測甲烷濃度的傳感器、用于檢測可燃?xì)怏w濃度的傳感器、以及用于檢測粉塵濃度的傳感器等。
[0028]實施例中的切換機構(gòu)可以是任何現(xiàn)有技術(shù)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)使輸出軸6上的被動輪7在電機主動輪8和馬達主動輪4之間切換即可，如汽車換擋裝置。優(yōu)選地，切換機構(gòu)包括:固設(shè)于輸出軸6上的拔動塊5，和用于推動拔動塊5活動的氣缸，拔動塊5位于被動輪7的一側(cè)。
[0029]實施例中的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，還包括:控制器，其分別與環(huán)境傳感器、氣缸電連接。實施例中控制器為單片機或PLC等。
[0030]實施例中當(dāng)環(huán)境傳感器檢測到環(huán)境變化時，發(fā)出指令到控制器，控制器控制氣缸撥動拔動塊5，將被動輪7沿著輸出軸6軸線移動一個設(shè)計距離，使其與電機主動輪8(如圖1所示)或馬達主動輪4(如圖2所示)嚙合，實現(xiàn)輸出軸6的轉(zhuǎn)動。
[0031]為了延長微型行走機構(gòu)的工作時間，實施例中，電池組11包括兩組或多組電池組，優(yōu)選地，電池組11包括主、副兩組，主電池組負(fù)責(zé)電機10的驅(qū)動，副電池組負(fù)責(zé)整體微型行走機構(gòu)其它需要供電單元的供電。
[0032]如圖3所示，為實施例中拆卸機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033 ]說明性實施例中的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，還包括:拆卸機構(gòu)，拆卸機構(gòu)包括電磁換向閥12和氣壓傳感器;高壓氣瓶I通過電磁換向閥12與氣動馬達2連接;氣壓傳感器設(shè)于氣動馬達2的進氣口處。實施例中，電磁換向閥12和氣壓傳感器分別與控制器電連接。
[0034]為了實現(xiàn)高壓氣瓶I的拆卸，實施例中拆卸機構(gòu)還包括:兩端開閉式氣動快速接頭
13；高壓氣瓶I通過氣動快速接頭13與電磁換向閥12連接。
[0035]為實現(xiàn)自動切換，拆卸機構(gòu)還包括:用于向高壓氣瓶I施力的推桿。實施例中推桿的結(jié)構(gòu)可以是任何現(xiàn)有技術(shù)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對高壓氣瓶的施力即可。例如:控制器通過控制氣缸驅(qū)動L型推桿對高壓氣瓶施力。
[0036]說明性實施例中的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，還包括:用于固定高壓氣瓶I的夾持裝置。實施例中的夾持裝置可以是任何現(xiàn)有技術(shù)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)控制器控制夾持裝置固定或放松高壓氣瓶即可。
[0037]A氣瓶工作時，電磁換向閥處于供氣口與A氣瓶接通，與B氣瓶截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)A氣瓶的壓縮空氣存量耗盡時，氣壓傳感器發(fā)出指令，控制器使電磁換向閥動作，供氣口與B氣瓶接通，同時與A氣瓶截止。當(dāng)系統(tǒng)選擇丟棄空的A氣瓶時，控制器控制拆卸機構(gòu)的推桿向A氣瓶施力，間接動作于氣動快速接頭，使A氣瓶與氣動快速接頭分離，控制器控制夾持A氣瓶的夾持裝置放松將其丟棄。
[0038]本實用新型還涉及一種微型行走機構(gòu)，包括行走裝置和驅(qū)動行走裝置行走的動力系統(tǒng)，該動力系統(tǒng)為上述實施例中的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng);輸出軸6與行走裝置直接連接，用于帶動行走裝置行走。
[0039]本實用新型的雙動力系統(tǒng)采用電機和氣動馬達分段驅(qū)動，作為微型行走機構(gòu)的動力源，其需要安裝在一個視為車架的載體上，微型行走機構(gòu)的職責(zé)包括采集圖像、收集數(shù)據(jù)、感知環(huán)境、警示預(yù)警等等，需要在大型機械裝備無法到達的區(qū)域執(zhí)行任務(wù)。實施例中的雙動力系統(tǒng)有別于地面上的混合動力裝備，電機和氣動馬達的微型行走機構(gòu)動力系統(tǒng)的動力源采用雙動力結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路，兩套動力系統(tǒng)各自獨立，分段執(zhí)行:該系統(tǒng)在危險環(huán)境用壓縮空氣做動力，無粉塵、爆炸性氣體的環(huán)境用電池供電電機工作，兩者通過環(huán)境傳感器檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)，切換驅(qū)動接口；提供氣源的氣瓶設(shè)計為可拆裝形式，當(dāng)瓶內(nèi)的氣體使用完后，即可自動卸到沿途，返程時再收裝運回充氣站進行充氣。
[0040]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，其特征在于，包括: 至少一個高壓氣瓶(I)、氣動馬達(2)、馬達輸出軸(3)、和固設(shè)于所述馬達輸出軸(3) —端的馬達主動輪(4)，所述氣動馬達(2)通過所述馬達輸出軸(3)帶動所述馬達主動輪(4)轉(zhuǎn)動； 電機(1)、電機輸出軸(9)、電池組(11)和固設(shè)于所述電機輸出軸(9) 一端的電機主動輪(8)，所述電池組(11)為所述電機(10)供電，通過所述電機輸出軸(9)帶動所述電機主動輪(8)轉(zhuǎn)動； 位于所述馬達輸出軸(3)和所述電機輸出軸(9)之間的輸出軸(6)、以及固設(shè)于所述輸出軸(6)—端的被動輪(7)，所述電機主動輪(8)和所述馬達主動輪(4)錯落設(shè)置，使所述被動輪(7)實現(xiàn)兩者之間的切換，所述被動輪(7)與所述電機主動輪(8)或所述馬達主動輪(4)相嚙合;和， 切換機構(gòu)，用于控制被動輪(7)在所述電機主動輪(8)和所述馬達主動輪(4)之間切換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，其特征在于，還包括:拆卸機構(gòu)，所述拆卸機構(gòu)包括:電磁換向閥(12)和氣壓傳感器;所述高壓氣瓶(I)通過所述電磁換向閥(12)與所述氣動馬達(2)連接;所述氣壓傳感器設(shè)于所述氣動馬達(2)的進氣口處。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，其特征在于，所述拆卸機構(gòu)還包括:兩端開閉式氣動快速接頭(13);所述高壓氣瓶(I)通過所述氣動快速接頭(13)與所述電磁換向閥(12)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，其特征在于，還包括:用于固定所述高壓氣瓶(I)的夾持裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，其特征在于，所述拆卸機構(gòu)還包括:用于向所述高壓氣瓶(I)施力的推桿。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，其特征在于，還包括:用于檢測環(huán)境狀況的環(huán)境傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，其特征在于，所述切換機構(gòu)包括:固設(shè)于所述輸出軸(6)上的拔動塊(5)，和用于推動所述拔動塊(5)活動的氣缸，所述拔動塊(5)位于所述被動輪(7)的一側(cè)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，其特征在于，還包括:控制器，其分別與所述氣壓傳感器、所述電磁換向閥(12)、所述環(huán)境傳感器、所述氣缸電連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組(11)包括兩組或多組電池組。10.一種微型行走機構(gòu)，包括行走裝置和驅(qū)動所述行走裝置行走的動力系統(tǒng);其特征在于，所述動力系統(tǒng)為如權(quán)利要求1-9任一項權(quán)利要求所述的用于微型行走機構(gòu)的雙動力系統(tǒng)。
【文檔編號】F01C13/00GK205417146SQ201620224446
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月19日
【發(fā)明人】高波, 劉玉芳
【申請人】山西科達自控股份有限公司