专利名称：辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，属于机器人技术领域。
背景技术：
近年来，世界各地多发的地震(如5. 12汶川大地震、日本福岛地震等)、恐怖袭击等都造成了严重的人员伤亡，究其原因，往往是伤者不能得到及时救治。传统的搜救工作一直是依靠人工进行，但是，人工搜救效率低，而且由于灾后的建筑物结构遭到破坏，存在二次倒塌的可能，这也给搜救工作带来隐患，因此灾害后的搜救工作一直是困扰搜救人员的ー大难题。鉴于此种情況，随着科技的发展，世界各国都开始研究先进的搜救设备，协助搜救 人员进行灾难后的搜救工作。经过许多科研工作者的努力，目前已有各种各样的搜救机器人问世，他们的形式各异，总的说来大致分为以下两类履带式搜救机器人和蛇形搜救机器人。这两种类型的搜救机器人各有其优缺点，在某些特定的环境下都能充分发挥其优势，给搜救工作带来很大帮助。众所周知，履带式搜救机器人，由于采用履带作为其行走方式，具有能在运动中与地面保持较大接触面的特点，使其能够产生较大的抓地力，保证搜救设备能够平稳运动。但是履带式搜救机器人由于整体结构往往比较大，限制了其进入废墟内部进行搜索探測的能力，因此其实际应用存在一定局限性。蛇形搜救机器人的体积相对履带式搜救机器人较小，他们利用各关节产生的カ矩使机器人实现蜿蜒运动，具有灵活的运动特性，但是他们往往采用被动轮式运动，这就决定了他们往往只适合在相对平坦的地面或者水中运动。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，它具有体积小，机械结构简单，制造成本低，易于操控，性能稳定等优点。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，包括四条履带装置，其特征在于履带装置按中心对称方式布置构成ー个履带驱动关节，该履带驱动关节与搜救设备相连接，从而推动搜救设备进入废墟或管道内部，进行废墟缝隙搜救或管道探測。所述履带采用同步带，其主体材料为橡胶，其參数按标准同步带规格设计。所述驱动部分为直流减速电机，电机与电机支架采用紧定螺钉安装，电机支架两侧分别开有两个螺钉孔，与之相对应，在两外侧支撑板上分别开有两通孔，利用紧定螺钉将电机支架与两支撑板固定在一起。在电机轴末端通过过盈配合安装ー个直齿锥齿轮，同步带轮轴上也固定安装一个直齿锥齿轮，两锥齿轮相互啮合。为了减小整体结构尺寸，把主动同步带轮分为宽度相同的两个同步轮，分别安装在轴的两端，它们与轴末端的距离相等，并且两个主动同步带轮最外侧距离与从动带轮轴宽度相等。主动同步带轮轴与主动带轮通过过盈配合安装，从动带轮轴与从动带轮通过紧定螺钉进行固定，并且主动轴和从动轴末端分别安装有滚动轴承，轴承与支撑板采用过盈配合安装。为了保证整体结构牢固，在支撑板上开有螺纹孔，使用四块压板将两支撑板固定，压板边缘开有通孔的地方比中间厚，中间凹下一定深度，可以避免安装履带后与履带发生干渉。通过履带与主从同步带轮的啮合，完成一条履带装置的装配。本发明设计ー种三面开有通孔的连接块，利用其将相邻两条履带装置固定在一起，使四条履带装置成中心对称布置(正四面体)，组成ー个履带驱动关节，每相邻两条履带装置需要两个连接块，一个履带驱动关节共需八个连接块。连接块的两个相对孔，分别用来和履带装置的支撑板上的对应孔用螺钉连接，连接块的另一通孔，留作安装支撑架之用。为了使组装好的履带驱动关节能与基体安装在一起，设计了支撑架。支撑架的两端向同侧折弯，折弯的部分开有通孔，将其中一个通孔与连接块上的另外ー个通孔对齐并用螺栓固定，由此可以完成八个支撑架的安装(履带驱动机构每端4个)。连接环用于连接支撑架和基体，连接环的外沿等间距开有四个通孔，用于和支撑架一端的通孔对齐，并用螺栓固定。连接环的圆柱形表面上开有ー个通孔，采用紧定螺钉将连接环和基体固定在一起。本发明设计了防卡死过度圆弧板，防卡死过度圆弧板呈圆弧状，圆弧两端分别伸出两脚，脚上开有通孔，使用螺钉将防卡死过度圆弧安装在相邻两履带装置之间，每个履带驱动关节安装四块防卡死过度圆弧。电气安装板是ー个中空的长方体支架，四个面上相同位置处开有两个通孔，用于安装电路板。电气安装版的一端伸出两板并折弯，折弯处开有通孔，用于和连接环螺栓固定。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著进歩本装置包括四个履带装置，该四个履带装置按中心对称方式分布构成ー个履带驱动关节，该履带驱动关节与搜救设备相连接，从而推动搜救设备进入废墟或管道内部。通过实验表明，该发明能有效地带动搜救设备进入废墟缝隙或者管道内部，且其尺寸较小，通过能力好，性能稳定，适于废墟缝隙搜救以及管道检查等场合。
图I为单条履带装置的内部结构图 图2为单条履带装置完整装配图
图3为由四条履带装置组装成一个驱动关节的装配图 图4为驱动关节与电气安装架及基体安装的示意图 附图中标号为
I :支撑板；2 :从动同步带轮；3 :压板；4 :电机支架；5 :电机；6主动同步带轮；7 :直齿锥齿轮；8 :同步带轮轴；9 :接线孔；10 :轴承；11 :履带(同步带)；12 :连接块；13 :防卡死过度圆弧板；14基体；15 :电气安装版；16 :连接环；17 :支撑架。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明做进ー步的描述。实施例一
參见图I一4，本辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，包括四条履带装置，其特征在干履带装置按中心对称方式布置构成ー个履带驱动关节，该履带驱动关节与搜救设备相连接，从而推动搜救设备进入废墟或管道内部，进行废墟缝隙搜救或管道探測。实施例ニ
本实施例与实施例ニ基本相同，特别之处如下所述的辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，其特征在干四个履带装置内部结构相同履带装置内部安装有微型直流减速电机(5 )，通过直齿锥齿轮(7 )传动，带动同步带轮(6 )转动，再经过同步带轮 与履带(11)的啮合带动履带(11)运动。四个履带装置用连接块(12)连接后，呈中心对称布置，并在相邻两个履带装置之间安装有一个防卡死过度圆弧板(13)，保证所述履带驱动关节在运动过程中不会出现卡死的情況。采用ー个连接环(16)和一个支撑架(17)将所述履带驱动关节和一个基体固定在一起，由所述履带驱动关节带动基体(14)运动，进行废墟缝隙或者管道探測。所述电机(5)的芯片安装在一个电气安装板(15)上面，所述电气安装板(15)固定在所述连接环(16)上，并在外部包裹ー层圆形防护软管，保护电路。实施例三
本实施例中单条履带装置(图2)利用连接块(12)以及防卡死过度圆弧板(13)组装成一个完整的履带驱动关节(图3)，履带驱动关节通过连接环(16)以及支撑架(17)安装在基体(14)上。參见图4。本实施例中，电机驱动芯片装在电气安装板(15)上，并在其周围包裹一层保护软管，保护电路。上位机给电机驱动芯片发送信号，驱动芯片驱动电机(5)转动，经过直齿锥齿轮(7 )传动，带动同步带轮(6 )转动，通过同步带(11)传动，使整个履带装置运动。由于姆个履带驱动关节由四条履带机构成中心对称组成，因而无论哪一条履带与地面(障碍物)接触，都能产生向前的推动力，使整个机构向前运动。由于相邻两条履带机构之间存在空隙，在运动过程中可能会出现卡死(两条履带都不与地面接触)的情况，经过试验，发现安装的防卡死过度圆弧板能很好的避免这ー情况出现，保证了履带式辅助搜救设备介入装置具有较好的通过性，能适应废墟缝隙或者管道等场景。以上是根据附图所示的实施方式所作的说明，这些实施方式只是个例说明，并不意味着限制。在本发明技术方案的指导下做出的实施方式，均属本发明的保护范围。
权利要求
1.一种辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，包括四条履带装置，其特征在于履带装置按中心对称方式布置构成一个履带驱动关节，该履带驱动关节与搜救设备相连接，从而推动搜救设备进入废墟或管道内部，进行废墟缝隙搜救或管道探测。
2.根据权利要求I所述的辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，其特征在于四个履带装置内部结构相同履带装置内部安装有微型直流减速电机(5)，通过直齿锥齿轮(7)传动，带动同步带轮(6)转动，再经过同步带轮与履带(11)的啮合带动履带(11)运动。
3.根据权利要求I所述的辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，其特征在于四个履带装置用连接块(12)连接后，呈中心对称布置，并在相邻两个履带装置之间安装有一个防卡死过度圆弧板(13)，保证所述履带驱动关节在运动过程中不会出现卡死的情况。
4.根据权利要求I所述的辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，其特征在于采用一个连接环(16)和一个支撑架(17)将所述履带驱动关节和一个基体固定在一起，由所述履带驱动关节带动基体(14)运动，进行废墟缝隙或者管道探测。
5.根据权利要求I所述的辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，其特征在于所述电机(5)的芯片安装在一个电气安装板(15)上面,所述电气安装板(15)固定在所述连接环(16)上，并在外部包裹一层圆形防护软管，保护电路。
全文摘要
本发明涉及一种能辅助搜救设备进入废墟缝隙或者管道的履带式驱动机构。本装置包括四个履带装置，该四个履带装置按中心对称方式分布构成一个履带驱动关节，该履带驱动关节与搜救设备相连接，从而推动搜救设备进入废墟或管道内部。通过实验表明，该发明能有效地带动搜救设备进入废墟缝隙或者管道内部，且其尺寸较小，通过能力好，性能稳定，适于废墟缝隙搜救以及管道检查等场合。
文档编号B62D55/24GK102700636SQ20121017280
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者丁卫, 师熙明, 张震 申请人:上海大学