一種滑動(dòng)連桿越障機(jī)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種滑動(dòng)連桿越障機(jī)構(gòu)，包括位于同側(cè)的至少兩個(gè)行動(dòng)輪，在所述各行動(dòng)輪的側(cè)面分別可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)有一齒輪，通過(guò)一越障連桿將所述各行動(dòng)輪上的齒輪相連，在所述越障連桿上橫向間隔開(kāi)設(shè)有若干個(gè)與所述齒輪配合的條形槽，所述各齒輪位于該越障連桿對(duì)應(yīng)的條形槽內(nèi)，所述齒輪與設(shè)在條形槽底面的齒條嚙合，齒輪的上部嵌于設(shè)在條形槽頂面的導(dǎo)軌內(nèi)。本機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)效率高、避免了卡死現(xiàn)象的發(fā)生。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種滑動(dòng)連桿越障機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及越障行進(jìn)裝置，具體為一種具有可滑動(dòng)連桿的越障機(jī)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(lèi)對(duì)未知領(lǐng)域的探索的增長(zhǎng)，人類(lèi)迫切希望感知這些環(huán)境，以達(dá)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(qiáng)越障能力的移動(dòng)機(jī)器人來(lái)幫助人們?nèi)ソ鉀Q這個(gè)問(wèn)題。目前所使用的越障機(jī)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(jī)構(gòu)對(duì)地壓力小，在松軟的地面附著能力和通過(guò)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(duì)地形的破壞等問(wèn)題;腿式越障機(jī)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(guò)多、運(yùn)動(dòng)效率過(guò)低、控制較復(fù)雜等問(wèn)題;混合式越障機(jī)構(gòu)綜合了各種機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，盡量使其適應(yīng)各種地形，但是其機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制難度大，效率較差。輪式機(jī)構(gòu)有其自身的特點(diǎn)，具有承重大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)和控制相對(duì)方便、行走速度快、工作效率高等特點(diǎn)，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(duì)前面幾種的越障效果較好，但由于單連桿式機(jī)構(gòu)自身存在“奇異點(diǎn)”問(wèn)題，當(dāng)連桿運(yùn)動(dòng)到水平位置時(shí)，極容易發(fā)生卡死現(xiàn)象，造成機(jī)構(gòu)無(wú)法正常行進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種滑動(dòng)連桿越障機(jī)構(gòu)，以解決現(xiàn)有越障機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)效率低、單連桿容易發(fā)生卡死的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型所述的滑動(dòng)連桿越障機(jī)構(gòu)，包括位于同側(cè)的至少兩個(gè)行動(dòng)輪，所述行動(dòng)輪前后布置并分別由動(dòng)力軸驅(qū)動(dòng)，在所述各行動(dòng)輪的側(cè)面分別可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)有一齒輪，所述各齒輪的中心軸線與動(dòng)力軸相平行，且各齒輪中心到其對(duì)應(yīng)行動(dòng)輪中心的距離相等，通過(guò)一越障連桿將所述各行動(dòng)輪上的齒輪相連，越障連桿的前后兩端超出前后兩端的行動(dòng)輪，在所述越障連桿上橫向間隔開(kāi)設(shè)有若干個(gè)與所述齒輪配合的條形槽，所述各齒輪位于該越障連桿對(duì)應(yīng)的條形槽內(nèi)，所述齒輪與設(shè)在條形槽底面的齒條嚙合，齒輪的上部嵌于設(shè)在條形槽頂面的導(dǎo)軌內(nèi)。
[0005]優(yōu)選的，所述越障連桿的前后兩端分別向上翹起。
[0006]優(yōu)選的，所述越障連桿的底面具有防滑齒。
[0007]優(yōu)選的，所述齒輪設(shè)在靠近行動(dòng)輪的邊緣處。
[0008]本實(shí)用新型所述越障機(jī)構(gòu)采用可滑動(dòng)的連桿，避免了連桿與行動(dòng)輪卡死的問(wèn)題，確保了機(jī)構(gòu)行進(jìn)能力。本機(jī)構(gòu)無(wú)需控制系統(tǒng)的檢測(cè)與控制，具有很高的可靠性和簡(jiǎn)潔性，越障過(guò)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(yùn)動(dòng)效率。并且機(jī)械結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)速度快，控制比較簡(jiǎn)單，比較容易實(shí)現(xiàn)，在規(guī)整地形下運(yùn)動(dòng)效率較高，在非規(guī)整地形下越障效果較好。機(jī)構(gòu)效率高、能耗低、應(yīng)用范圍廣，既保證了單連桿的簡(jiǎn)潔性及越障能力，又無(wú)需多連桿的機(jī)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(dòng)機(jī)器人，救災(zāi)機(jī)器人，救援裝置等。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是第一實(shí)施例所述機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是第一實(shí)施例所述機(jī)構(gòu)在越過(guò)障礙時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0011 ]圖3是第二實(shí)施例所述機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)闡述，以下實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。
[0013]第一實(shí)施例:
[0014]如圖1所示的滑動(dòng)連桿越障機(jī)構(gòu)，包括位于同側(cè)的兩個(gè)行動(dòng)輪1，所述行動(dòng)輪I前后布置并分別由動(dòng)力軸2驅(qū)動(dòng)。
[0015]在所述兩行動(dòng)輪的側(cè)面分別可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)有一齒輪3，所述齒輪3盡量靠近于行動(dòng)輪I的邊緣。所述兩齒輪3的中心軸線與動(dòng)力軸相平行，且各齒輪中心到其對(duì)應(yīng)行動(dòng)輪中心的距離相等。
[0016]通過(guò)一越障連桿4將兩行動(dòng)輪上的齒輪相連，越障連桿4的前后兩端超出前后兩行動(dòng)輪I。在所述越障連桿4上橫向間隔開(kāi)設(shè)有兩個(gè)與所述齒輪配合的條形槽5，所述各齒輪3位于該越障連桿對(duì)應(yīng)的條形槽內(nèi)，所述齒輪3與設(shè)在條形槽底面的齒條6嚙合，齒輪3的上部嵌于設(shè)在條形槽頂面的導(dǎo)軌內(nèi)，使得齒輪3只能在條形槽內(nèi)滾動(dòng)。所述條形槽和條形槽內(nèi)齒條的長(zhǎng)度需保證齒輪能夠隨行動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)至任何相位。
[0017]為了使越障連桿4更好的搭到障礙物上，所述越障連桿4的前后兩端分別向上翹起，且越障連桿的底面具有防滑齒7。
[0018]上述機(jī)構(gòu)在平坦地形行進(jìn)時(shí)，行動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)方式與現(xiàn)有輪式機(jī)構(gòu)相同，越障連桿只繞動(dòng)力軸轉(zhuǎn)動(dòng)，不影響正常行進(jìn)。當(dāng)越障連桿運(yùn)動(dòng)到與兩行動(dòng)輪軸心同一水平線上的極易產(chǎn)生“奇異點(diǎn)”的位置時(shí)，由于齒輪與條形槽的齒條間可相對(duì)滑動(dòng)，使得任何情況下(如前后輪轉(zhuǎn)速不一、前后輪反轉(zhuǎn)等)，越障連桿與行動(dòng)輪間都不會(huì)被卡死，即越障機(jī)構(gòu)始終能夠保持正常運(yùn)行。
[0019]參見(jiàn)圖2，上述機(jī)構(gòu)在非平坦地面行進(jìn)時(shí)，機(jī)構(gòu)自動(dòng)切換為連桿與輪子聯(lián)動(dòng)的行走方式，在整個(gè)越障過(guò)程中，越障連桿與行動(dòng)輪輪流起支撐作用，結(jié)合齒輪與齒條的相對(duì)滑動(dòng)作用，在動(dòng)力軸的驅(qū)動(dòng)作用下驅(qū)使整個(gè)機(jī)構(gòu)向前運(yùn)動(dòng)，最終成功越過(guò)障礙物。
[0020]第二實(shí)施例:
[0021]當(dāng)要求越障機(jī)構(gòu)具有更高負(fù)載能力時(shí)，可以選用數(shù)量更多的行動(dòng)輪來(lái)滿(mǎn)足要求。如圖3所示，本實(shí)施例所述機(jī)構(gòu)具有位于同側(cè)的四個(gè)行動(dòng)輪I，所述行動(dòng)輪I前后布置并分別由動(dòng)力軸驅(qū)動(dòng)。
[0022]在所述四個(gè)行動(dòng)輪I的側(cè)面分別可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)有一齒輪3，所述齒輪3盡量靠近于行動(dòng)輪的邊緣。所述兩齒輪3的中心軸線與動(dòng)力軸相平行，且各齒輪中心到其對(duì)應(yīng)行動(dòng)輪中心的距離相等。
[0023]通過(guò)一越障連桿4將四個(gè)行動(dòng)輪上的齒輪相連，越障連桿4的前后兩端超出前后兩端的行動(dòng)輪。在所述越障連桿4上橫向間隔開(kāi)設(shè)有四個(gè)與所述齒輪配合的條形槽5，所述各齒輪3位于該越障連桿對(duì)應(yīng)的條形槽5內(nèi)，所述齒輪3與設(shè)在條形槽底面的齒條6嚙合，齒輪的上部嵌于設(shè)在條形槽頂面的導(dǎo)軌內(nèi)，使得齒輪只能在條形槽內(nèi)滾動(dòng)。所述條形槽和條形槽內(nèi)齒條的長(zhǎng)度需保證齒輪能夠隨行動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)至任何相位。
[0024]本實(shí)施例所述機(jī)構(gòu)的工作原理與實(shí)施例一相同，在此不再贅述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種滑動(dòng)連桿越障機(jī)構(gòu)，包括位于同側(cè)的至少兩個(gè)行動(dòng)輪，所述行動(dòng)輪前后布置并分別由動(dòng)力軸驅(qū)動(dòng)，其特征在于:在所述各行動(dòng)輪的側(cè)面分別可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)有一齒輪，所述各齒輪的中心軸線與動(dòng)力軸相平行，且各齒輪中心到其對(duì)應(yīng)行動(dòng)輪中心的距離相等，通過(guò)一越障連桿將所述各行動(dòng)輪上的齒輪相連，越障連桿的前后兩端超出前后兩端的行動(dòng)輪，在所述越障連桿上橫向間隔開(kāi)設(shè)有若干個(gè)與所述齒輪配合的條形槽，所述各齒輪位于該越障連桿對(duì)應(yīng)的條形槽內(nèi)，所述齒輪與設(shè)在條形槽底面的齒條嚙合，齒輪的上部嵌于設(shè)在條形槽頂面的導(dǎo)軌內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)連桿越障機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述越障連桿的前后兩端分別向上翅起。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滑動(dòng)連桿越障機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述越障連桿的底面具有防滑齒。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滑動(dòng)連桿越障機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述齒輪設(shè)在靠近行動(dòng)輪的邊緣處。
【文檔編號(hào)】B62D57/02GK205524547SQ201620354501
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】黃結(jié), 藍(lán)桂平, 方燦, 王宇俊
【申請(qǐng)人】西南大學(xué)