本实用新型属于车辆越障领域，具体涉及一种轮式多地面适应性车辆。
背景技术：
随着科学技术的发展，人们越来越多地使用一些智能化的装置来代替人们做那些简单却具有一定危险性的工作，这样既可以保证操作的准确性又可以最大程度地保障人身安全，这也是当今时代的发展趋势。针对特定的工作场景，开发相应的智能化装置能更高效地完成工作任务。小型车辆因其具有体积小巧、灵活性好的特点而多用于狭窄地形的勘探或高危地区的侦察等，但由于其自带的车轮较小、底盘高度低故通过性较差，只能用于工作区域为平整路面的地区，而现实生活中往往会有各种各样的障碍，所以小型车辆需具有一定的越障能力才能真正运用于实际生活中。国内外常见的行走式车辆主要有轮式、腿式、履带式等，这三种方式又各有优缺点。(1)轮式结构。轮式结构的车辆运行速度快，灵活性好，在平整路面运行平稳，但由于车身的限制，车轮不能做得过大，故其底盘较低，通过性较差，在不平整路面运行时，车身颠簸大，对整车的冲击较大，如果路面起伏较大，甚至会出现“托底”现象，使车辆不能正常工作。； (2)腿式结构。腿式结构机器人采用了仿生学设计，有很强的越障能力和一定的灵活性，但当处于平整路面时，车身颠簸严重，且难以达到较快的速度，由于要控制多条支腿协调动作，故其控制难度较大；(3)履带式结构。履带式结构机器人有较强的越野能力，也能达到一定的速度，但其履带结构体积大、自重大、能耗高，故效率低。根据每种结构的优缺点，将其中两种或两种以上相结合，取长补短，发挥出各自的优势，就可大大提升行走式车辆的地面适应性能。已有相关文献和技术情况为，谢小强在其设计的越障轮结构中，设计了槽轮结构，遇到障碍时，伸出越障块座孔的越障块可以起到支脚作用，随着车轮的转动完成障碍的翻越。其不足之处为车轮本身结构复杂，设计难度大，可靠性不高。朴春日等设计了一种六履带四摆臂式移动机器人，利用机器人的履带行走机构将机器人抬升至障碍物的外角线，并通过攀爬动作使机器人的质心越过障碍物的外角线完成越障。其不足之处为使用了较多履带，使得机器人本身自重较大，导致载物能力不高。洪日等设计了具有三个车轮的自适应越障轮机构，遇到障碍时该机构自动向前倾倒，通过三车轮交替受力来翻越障碍。其不足之处为越障轮本身的体积和质量较大，且由于车轮的部分传动机构在三个车轮之间，易受车轮所卷起的杂质影响而出现故障，故可靠性不高。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种轮式多地面适应性车辆，从而解决了轮式结构车辆越障能力弱、腿式结构车辆的车身冲击大和运行速度慢的不足。
为了达到上述目的，本实用新型包括底盘，底盘上设置有四个分动器及驱动电机，底盘的前端和后端均铰接有支臂，支臂上设置有连接臂，连接臂的两侧均设置有副车轮，四个分动器及驱动电机分别连接四个主车轮，底盘前端的两个分动器及驱动电机连接底盘前端的支臂，底盘后端的两个分动器及驱动电机连接底盘后端的支臂，底盘的前部设置有距离传感器，距离传感器连接中央控制模块，中央控制模块连接四个分动器及驱动电机；
中央控制模块用于采集距离传感器的信息，并分别控制四个分动器及驱动电机驱动主车轮或支臂。
分动器及驱动电机包括分动箱和驱动电机，分动箱包括第一轴、第二轴和第三轴，第一轴驱动主车轮，第二轴驱动支臂，第一轴上设置有第一斜齿轮，第二轴上设置有第二斜齿轮，第三轴上设置有能够与第一斜齿轮啮合的第三斜齿轮以及能够与第二斜齿轮啮合的第四斜齿轮，第三轴上设置有第一锥齿轮和第三锥齿轮，第二锥齿轮能够与第一锥齿轮啮合，第二锥齿轮与第三锥齿轮常啮合，第三轴上设置有换挡拨杆，驱动电机驱动第二锥齿轮。
第二轴通过花键轴与支臂连接。
底盘上设置有用于固定支臂的支撑柱。
支臂与连接臂间设置有加强肋板。
距离传感器采用超声波式距离传感器。
距离传感器采用IEEE802.15.4协议或ZigBee网络通信模块与中央控制模块连接。
主车轮包括轮毂，轮毂上套设有防滑橡胶轮胎。
底盘的四个角均设置有倒角。
底盘的前部和后部分别设置有接近角和离去角
与现有技术相比，本实用新型的车辆通过支臂提供两套副车轮，在正常通行时，将两套副车轮收起，在越障时，能够将副车轮放下，提供越障所需的支撑力，使车辆具有多地面适应性，可以在处于平地时，通过主车轮的转动来驱动车辆前行，监测到路面突变时，借助其带轮支臂辅助车辆完成越障。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的俯视图；
图3为本实用新型中支臂的结构示意图；
图4为本实用新型中花键轴的示意图；
图5为本实用新型分动箱及驱动电机的示意图；
图6为本实用新型跨越凸台型路面突变过程示意图；
图7为本实用新型跨越凹台型路面突变过程示意图；
图8为本实用新型跨越凹坑型路面突变过程示意图；
其中，1.副车轮；1.1.前部副车轮；1.2.后部副车轮；2.加强肋板；3.支臂3.1.带轮前支臂；3.2.带轮后支臂；；4.分动箱及驱动电机；4.1.前分动箱；4.2.后分动箱；5.距离传感器；6.主车轮； 6.1.前部主车轮；6.2.后部主车轮；7.支撑柱；8.底盘；9.中央控制模块；10.连接臂；11.花键轴； 401.第一斜齿轮；402.第三斜齿轮；407.第二斜齿轮；408.第四斜齿轮；403.第一锥齿轮；404. 第二锥齿轮；405.第三锥齿轮；406.换挡拨杆。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
参见图1至图5，一种轮式多地面适应性车辆，包括底盘8，底盘8上设置有四个分动器及驱动电机4，底盘8的前端和后端均铰接有支臂3，支臂3上设置有连接臂10，连接臂10 的两侧均设置有副车轮1，四个分动器及驱动电机4分别连接四个主车轮6，底盘8前端的两个分动器及驱动电机4连接底盘8前端的支臂3，底盘8后端的两个分动器及驱动电机4连接底盘8后端的支臂3，底盘8的前部设置有距离传感器5，距离传感器5连接中央控制模块 9，中央控制模块9连接四个分动器及驱动电机4，底盘8上设置有用于固定支臂3的支撑柱 7，支臂3与连接臂10间设置有加强肋板2；
中央控制模块9用于采集距离传感器5的信息，并分别控制四个分动器及驱动电机4驱动主车轮6或支臂3。
距离传感器5为超声波式距离传感器，该传感器系统采用技术成熟的IEEE802.15.4协议和ZigBee网络通信模块，通过发射与接收超声波可以测量出与前方路面间的距离，将各个点的距离信息整合起来即为前方路况图，根据工作环境选取合适的信道，以无线的方式将路况及时反馈至中央控制模块9，中央控制模块9再根据反馈的路况信息控制车辆进入不同的运行模式。主车轮6由轮毂和防滑型橡胶轮胎组成，轮毂与底盘上的轴相连。底盘8四周均设计有倒角，可以减少应力集中，底盘8前后侧均设计有合适的接近角和离去角。
分动器及驱动电机4包括分动箱和驱动电机，分动箱包括第一轴、第二轴和第三轴，第一轴驱动主车轮6，第二轴驱动支臂3，第一轴上设置有第一斜齿轮401，第二轴上设置有第二斜齿轮407，第三轴上设置有能够与第一斜齿轮401啮合的第三斜齿轮402以及能够与第二斜齿轮407啮合的第四斜齿轮408，第三轴上设置有第一锥齿轮403和第三锥齿轮405，第二锥齿轮404能够与第一锥齿轮403啮合，第二锥齿轮404与第三锥齿轮405常啮合，第三轴上设置有换挡拨杆406，驱动电机驱动第二锥齿轮404，第二轴通过花键轴11与支臂3连接。
凸台型路面突变：
如图6(a)所示，车辆行驶至凸台型路面突变的正前方，将前分动箱4.1中换挡拨杆 406切至左位，驱动电机正转，动力经第二锥齿轮404与第一锥齿轮403的啮合由驱动轴传递至第三轴，再经第三轴右侧第四斜齿轮408与第二斜齿轮407的啮合将动力传至第二轴，并带动与第二轴相连的花键转动展开带轮前支臂3.1，当前部副车轮1.1接触路面后，继续展开，车辆前半部分将被抬起，将车身抬至前部主车轮6.1与目标路面等高；
如图6(b)所示，后部主车轮6.2驱动车辆前行，当前部主车轮6.1到达目标路面时，停止前行；
如图6(c)所示，收回带轮前支臂3.1，将前分动箱4.1中换挡拨杆406切至右位，将后分动箱4.2中换挡拨杆406切至左位，驱动电机反转，带轮后支臂3.2向后展开，当后部副车轮1.2接触路面后，继续展开，车辆后半部分将被抬起，将车身抬至后部主车轮6.2与目标路面等高；
如图6(d)所示，前部主车轮6.1驱动车辆前行，当后部主车轮6.2到达目标区域时停止，收回带轮后支臂3.2，将后分动箱4.2中换挡拨杆406切至右位，至此，已完成对凸台型路面突变的跨越。
凹台型路面突变：
如图7(a)所示，车辆行驶至凹台的边缘，将前分动箱4.1中换挡拨杆406切至左位，驱动电机正转，动力经第二锥齿轮404与第一锥齿轮403的啮合由驱动轴传递至第三轴，再经第三轴右侧第四斜齿轮408与第二斜齿轮407的啮合将动力传至第二轴，并带动与第二轴相连的花键转动展开带轮前支臂3.1，当前部副车轮1.1接触路面后，带轮前支臂3.1不再展开；
如图7(b)所示，后部主车轮6.2驱动车辆前行，当后部主车轮6.2行驶至凹台边缘时，停止前行；
如图7(c)所示，收回带轮前支臂3.1，将前分动箱4.1中换挡拨杆406切至右位，将后分动箱4.2中换挡拨杆406切至左位，驱动电机反转，带轮后支臂3.2向后展开，当前部副车轮1.2接触路面后，停止展开；
如图7(d)所示，前部主车轮6.1驱动车辆前行，当后部副车轮1.2行驶至凹台边缘时，停止前行，收回带轮后支臂3.2，将后分动箱4.2中换挡拨杆406切至右位，至此，已完成对凸台型路面突变的跨越。
凹坑型路面突变：
如图8(a)所示，车辆行驶至路面突变的边缘处，将前分动箱4.1中换挡拨杆406切至左位，驱动电机正转，动力经第二锥齿轮404与第一锥齿轮403的啮合由第一轴传递至第三轴，再经第三轴右侧斜齿轮408与斜齿轮407的啮合将动力传至第二轴，并带动与第二轴相连的花键转动展开带轮前支臂3.1，当前部副车轮1.1接触路面后，带轮前支臂3.1不再展开，后部主车轮6.2驱动车辆前行，当主车轮前行至路面突变的边缘处时，车辆停止前行；
如图8(b)所示，收回带轮前支臂3.1，将前分动箱4.1中换挡拨杆406切至右位，将后分动箱4.2中换挡拨杆406切至左位，驱动电机反转，带轮后支臂3.2向后展开，当后部副车轮1.2接触路面后，停止展开；
如图8(c)所示，前部主车轮6.1驱动车辆前行，当后部副车轮1.2行驶至凹台边缘时，停止前行；
如图8(d)所示，收回带轮后支臂3.2，将后分动箱4.2中换挡拨杆406切至右位，至此，已完成对目标区域低于当前区域的凹坑型路面突变的跨越。
对于目标区域高于当前区域的凹坑型路面突变，车辆的工作原理相似，仅是上述步骤的逆运行，故此处不再赘述。
在普通模式下，将分动箱4内换挡拨杆406切至右位，动力经第二锥齿轮404与第三锥齿轮405的啮合由驱动轴传递至第三轴，再经第三轴左侧第三斜齿轮402与第一斜齿轮401 的啮合将动力传至第一轴，并带动第一与轴相连的主车轮6运转，车辆的前进后退可通过驱动电机的正反转来实现，车辆的转弯可通过控制左右主车轮6保持一定的差速来实现。在越障模式下，需要通过带轮支臂3的辅助来实现越障，带轮支臂3的展开与收回通过驱动电机与分动箱4的联动来实现，当换挡拨杆406切至左位时，动力经第二锥齿轮404与第一锥齿轮403的啮合由驱动轴传递至第三轴，再经第三轴右侧第四斜齿轮408与第二斜齿轮407的啮合将动力传至第二轴，并带动与第二轴相连的花键转动，通过驱动电机的正反转来控制支臂3的展开与收回。由于前后两对支臂3之间有连接臂10相连，故在控制带轮支臂3的展开与收回时，前后各有一个分动箱工作即可，但一方面考虑到车辆整体质量分布的均匀性，另一方面考虑到工作环境的恶劣，需有一个分动箱留作备用，故共设计了4个相同的分动箱。
本实用新型通过距离传感器实时采集当前路面信息，并控制两个支臂进行越障，本实用新型借助传感检测系统判断路面突变类型，并借助越障控制方法实现车辆的越障，既保证了车辆在平整路面的快速性，又增强了车辆在崎岖路面的通过性，提升了车辆的全地面适应性。