专利名称：地形自适应探测救援行走平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及行走装置，具体为一种为救援机器人适应复杂路面的地形自适应探测 救援行走平台。
背景技术：
在现实生活中，由于疏忽或者不可抗因素，难免会造成一些小的事故或者是大的 灾难，在这些事故或灾难现场中，由于现场通常被破坏严重，人为搜救过程容易被中断，导 致搜救活动延迟，甚至还可能造成更多的伤亡，所以搜救过程通常需要机器人来辅助完成， 考虑到搜救过程的复杂性，通常要求救援机器人，能适应多种复杂路面，且能根据不同路面 进行自适应调节。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种地形自适应探测救援行走平台，以解决上 述背景技术中的缺点。本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现地形自适应探测救援行走平台，主要包括动力输出部分和电子控制部分，其中动 力输出部分通过两个步进电机带动，两个步进电机安装在机构前部，两个步进电机中功率 较小的一个连接前端转向机构，功率较大的一个连接后轮装置，其中整个地形自适应探测 救援行走平台为四面，每面都有轮式结构。此地形自适应探测救援行走平台特点为只用一套动力装置或一个驱动电机驱动 四个面行走，而且总是着地面被驱动来行走，用一个球腔结构来完成重力感应，球腔结构内 部有一钢球，可以在球腔内的四个内槽内活动，四个内槽分别对应着四个运行的工作面，分 别内置行程开关，在工作过程中，利用钢球的重力作用寻找着地面，并对相关行程开关进行 控制，来驱动着地面上的轮式结构，另外在四个内槽的球腔外部分别安装有光电开光，行程 开关、光电开关和后部继电器为串联结构，即安装有四个形成开关，四个光电开关和四个继 电器。在发明的地形自适应探测救援行走平台的电子控制部分通过相关控制电路的来 完成，在在步进电机的电机箱后方为电子控制部分，安装有两个电磁铁，两个电磁铁对着 放。两电磁铁铁芯头部靠在一起，并与拉动杆固定在一起，而拉动杆另一端则与离合器输 出轴固定在一起。离合器输出轴末端固定主动离合器叶片。两个电磁铁对着放置，两个电 磁铁所连接的两个拉动杆，其工作状态为通过电路控制来实现每次只对其中一个电磁铁通 电，同时对另一个电磁铁断电。其中，后部连接杆连接万向轴和离合器输出轴，离合器输出轴上小齿轮连接有一 公转大齿轮，大功率电机通过万向轴连接拉动杆与电磁铁，通过钢珠和两个开关，利用电磁 铁的吸附作用，使小齿轮可以围绕着公转大齿轮转动来控制末端着地面的轮结构，使其它 三个非着地面的车轮不被驱动。当车子遇到障碍或斜坡而导致翻滚，改变着地面时也总保持上述特点，用以始终维持着地一面的轮子驱动状态，从而节省了动力。前端转向结构中，主要为一齿轮盘结构，小功率电机通过输出轴连接齿轮盘结构， 齿轮盘结构四周为四个齿条结构，分别连接四个着地面上的前轮结构，通过小功率电机的 正反转来控制连接在前轮结构上的齿条结构来实现转向，通过同一齿轮盘的驱动，同时又 能保证在翻转以后保证整个自适应行走机构转动方向不变。有益效果本发明自适应能力强，遇到翻滚后仍能正常行走，可为地震救援、矿难 救援等救援场合的机器人提供救援行走机构。
图1为本发明较佳实施例的正面示意图；图2为本发明较佳实施例的侧视图；图3为本发明较佳实施例的切面图；图4为本发明的球腔示意图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本发明。本发明所述的地形自适应探测救援行走平台，主要包括动力输出部分和电子控 制部分。在图1、2、3所示的实施例中动力输出部分的输出途径为驱动电机12至动力输 出轴13至十字万向轴14至中空轴15至离合器输出轴16，再通过主动离合器叶片23驱动 被动离合器叶片24，由被动离合器叶片24带动锥齿轮轴25，其上主动锥齿轮43带动被动 锥齿轮轴42上的两个锥齿轮26转动。其中被动锥齿轮轴42上两个锥齿轮26 —个带键槽， 用以带动被动锥齿轮轴42 ；而另一个锥齿轮26不带键槽，只将其轴向固定，用以固定主动 锥齿轮26及锥齿轮轴25。电子控制部分中，在如图4所示的球腔37中四个位置各有一个行程开关，由球腔 37中的钢球36控制开与关。因为钢球36在球腔37中可以随车体翻滚而更换所处位置。在实施例一中，当车正下面着地行走时，钢球36处于球腔37中正下方位置，此时 钢球36压住下方行程开关38。在另一实施例中，车体翻滚到原来那一面的上方时，此时钢球36离开原来的下端 而在上端稳定。这样下端行程开关38因钢球36的离开而改变开关状态，即行程开关38变 为断开状态，上端行程开关38因为钢球36的到来也改变开关的状态，即行程开关38变为 闭合状态。电子控制部分还有两个电磁铁，即电磁铁A 17、电磁铁B 18，此两个电磁铁对着 放，安置在电磁铁固定盒19上。两电磁铁铁芯头部靠在一起，并与拉动杆22固定在一起， 而拉动杆22另一端则与离合器输出轴16固定在一起。离合器输出轴16末端固定主动离 合器叶片23。两个电磁铁对着放置，其工作状态为通过电路控制每次只对其中一个电磁铁 通电，同时对另一个电磁铁断电。在实施例三中，电磁铁A 17通电，同时电磁铁B 18断电，此时电磁铁A17吸合并
4直接带动拉动杆22迅速左移，从而间接带动离合器输出轴16、小齿轮39及主动离合器叶片 23也迅速沿轴向左移，此时主动离合器叶片23与被动离合器叶片24分离且小齿轮39与公 转大齿轮40啮合实现离合器输出轴16绕中心吊杆34的公转，从而实现驱动面的切换。在实施例四中，电磁铁B 18通电，同时电磁铁17断电，此时电磁铁B 18吸合并直 接带动拉动杆22迅速右移，从而间接带动离合器输出轴16、小齿轮39及主动离合器叶片 23也迅速沿轴向右移，此时小齿轮39与公转大齿轮40脱离啮合并使主动离合器叶片23与 被动离合器叶片24啮合，实现离合器输出轴16及锥齿轮轴25的自转，从而驱动车体行走。钢球控制每一面行程开关38的闭合，光电开关挡片21控制每一面光电开关20的 闭合来控制电磁铁A 17和电磁铁B 18。行程开关38、光电开关20与继电器串联。因为车 体每次遇翻滚后钢球都会落到球腔37的一处，所以每次都只有一个行程开关38闭合，而此 面也是着地的一面，当光电开关挡片21随离合器输出轴16公转时，光电开关挡片21转到 着地面时，控制相应面的光电开关20闭合，当同一面的行程开关38及光电开关20都闭合 时，才会释放被动离合器叶片24与主动离合器叶片23啮合实现车体驱动。本发明的前端轮部位为转向装置，由安装在转向轮架10上的转向电机11进行驱 动，转向电机11连接转向齿轮1，转向齿轮1接收到转向电机11上的正反转指令后带动侧 旁分别在4个方位上的转向齿条2，转向齿条2通过滚动轴承座3、转向用拨块4进而把动 力输送到连接在上的转向出轴5上，转向处轴5则通过连接滚动轴承6和平面轴承7把动 力输送到转向车轮8，进而完成转向，且因四个转向齿条2通过同一转向齿轮1，则能保证整 个过程中的地形自适应探测救援行走平台的转动角度保持不变。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
权利要求
地形自适应探测救援行走平台，主要包括动力输出部分和电子控制部分，其特征在于，所述动力输出部分安装在整个地形自适应探测救援行走平台的左边部分，有两个步进电机，功率较小的一个电机前端连接转向齿轮，通过安装在转向齿轮上的转向齿条控制转向车轮，功率较大的一个电机输出轴连接万向轴，在万向轴末端连接电子控制部分，通过中间电子控制部分后，连接末端的驱动车轮；所述的电子控制部分前端为一球腔结构，球腔结构内内置钢球，球腔结构上四个角分别设置行程开关和光电开关，电子控制部分后部为两个电磁铁结构，每个电磁铁结构上都连接有连接杆，后部连接杆连接万向轴和离合器输出轴。
2.根据权利要求1所述的地形自适应探测救援行走平台，其特征在于，所述离合器输 出轴上固定的小齿轮，小齿轮安装在一个公转大齿轮上。
3.根据权利要求1所述的地形自适应探测救援行走平台，其特征在于，所述所述两个 电磁铁结构芯头部靠在一起对着放置，下部有一套筒结构。
4.根据权利要求1所述的地形自适应探测救援行走平台，其特征在于，所述的电机离 合器采用销轴型离合器叶片和槽型离合器叶片。
5.根据权利要求1所述的地形自适应探测救援行走平台，其特征在于，前端转向齿轮 连接的转向齿条为均勻分布，分别连接前端对应的转向车轮。
全文摘要
地形自适应探测救援行走平台，主要包括动力输出部分和电子控制部分，其中动力输出部分前端前端通过电机带动前轮转向，后端通过另一电机驱动后轮，中间电子控制部分通过球腔结构和两个电磁铁结构的相关连接来实现，用以保证在设备翻转后仍然能按照预定轨道运行。本发明结构紧凑，可操作性强，特别适合为地震救援、矿难救援等救援场合的机器人提供救援行走机构。
文档编号B60R16/02GK101870312SQ20101021237
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者刘庆明, 徐剑波, 楚争荣, 王恒升, 王龙, 陈鹏 申请人:王龙;刘庆明;徐剑波;楚争荣;陈鹏