大坡度爬坡底盘、森林救援车辆及灭火机器人的制作方法

1.本发明涉及消防器材技术领域，特别是一种大坡度爬坡底盘、森林救援车辆及灭火机器人。


背景技术：

2.当复杂地形处发生火灾时，如森林，森林内地形崎岖不平，消防车辆难以进入，当需要救援时，普通的森林消防救援车辆无法适应崎岖不平的路面。目前，森林消防救援车辆可在坡度不超过30度的地面行走，当遇到更大角度坡度时，森林消防救援车辆将会出现熄火、打滑、倾覆等问题。究其原因，熄火问题主要是车辆的驱动力为内燃机，内燃机的油箱在遇到大坡度时，油箱液位也会倾斜，过大的坡度将导致内燃机的油泵无法吸油而熄火；打滑的主要原因是，车身较重，过大的坡度将导致车辆与地面的摩擦力不足；倾覆的主要原因是，车身较重，过大的坡度时重心失衡导致。其它无法适应崎岖不平的路面的消防类设备还包括灭火机器人、供水机器人等。
3.鉴于此，有必要开发一种适应大坡度爬坡的底盘、森林救援车辆及灭火机器人等。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明的目的在于揭示一种大坡度爬坡底盘、森林救援车辆及灭火机器人，通过在底盘基础上设置摆动支架和举升油缸，当底盘遇到大坡度时，举升油缸举升摆动支架，使驱动组件与水平面的夹角始终处于设定范围内，防止因坡度过大而导致无法供油。
5.为实现上述第一个发明目的，本发明提供了一种大坡度爬坡底盘，包括驱动组件、摆动支架和底盘组件；
6.所述驱动组件设置于所述摆动支架上方；
7.所述底盘组件包括底盘和驱动履带，所述摆动支架与所述底盘的前梁为转动设置，所述摆动支架和所述底盘之间设置举升油缸，所述举升油缸以所述底盘的后梁为支点，以所述摆动支架的横梁为举升点。
8.优选地，当所述底盘与水平面平行时，所述摆动支架与所述底盘的最大夹角为60
°
。
9.优选地，在所述底盘设置第一角度传感器，得到所述底盘与水平面的夹角为a；
10.在所述摆动支架设置第二角度传感器，得到所述摆动支架与水平面的夹角为b，通过所述举升油缸使所述摆动支架摆动；
11.使所述b等于0
°
。
12.优选地，在所述底盘设置第一角度传感器，得到所述底盘与水平面的夹角为a；
13.在所述摆动支架设置第二角度传感器，得到所述摆动支架与水平面的夹角为b，通过所述举升油缸使所述摆动支架摆动；
14.所述0
°
＜b≤30
°
。
15.优选地，所述驱动履带为四驱履带，所述四驱履带包括分别设置于所述底盘四角的第一履带驱动组件、第二履带驱动组件、第三履带驱动组件和第四履带驱动组件。
16.优选地，所述第一履带驱动组件和第二履带驱动组件分别设置前置液压马达；
17.所述第三履带驱动组件和第四履带驱动组件分别设置后置液压马达。
18.优选地，在所述第一履带驱动组件、第二履带驱动组件、第三履带驱动组件和第四履带驱动组件分别设置液压马达、主动轮、履带、从动轮、支撑轮及固定板，所述液压马达驱动主动轮，所述主动轮通过所述履带驱动所述从动轮，所述支撑轮设置于所述主动轮和所述从动轮之间，所述支撑轮和从动轮分别转动地设置于所述固定板，所述固定板通过轴承设置于所述底盘。
19.优选地，所述第一履带驱动组件、第二履带驱动组件、第三履带驱动组件和第四履带驱动组件的履带均采用钢质履带，且履带表面设置若干凸起。
20.为实现上述第二个发明目的，本发明提供了一种森林救援车辆，包括如第一发明创造所述的大坡度爬坡底盘。
21.为实现上述第三个发明目的，本发明提供了一种灭火机器人，包括如第一发明创造所述的大坡度爬坡底盘。
22.与现有技术相比，本发明技术效果如下：
23.(1)通过在底盘基础上设置摆动支架和举升油缸，当底盘遇到大坡度时，举升油缸举升摆动支架，实现抬起摆动支架，使摆动支架与水平面的夹角处于设定范围内，从而使驱动组件与水平面的夹角也始终处于设定范围内，不会出现因坡度过大使驱动组件的油箱的液位过于倾斜而导致无法持续供油，从而避免在遇到大坡度时发生熄火问题。
24.(2)另外，在实现大坡度爬坡的同时，底盘组件设置有驱动履带，履带与地面的摩擦力更大，不容易出现打滑现象，同时，履带与地面接触面积大，更加稳定，不容易出现倾覆问题。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是本发明大坡度爬坡底盘的立体图。
27.图2是本发明举升油缸举升摆动支架的状态图。
28.图3是本发明举升油缸举升摆动支架的侧视图。
29.图4是本发明四驱履带的立体图。
30.其中，1、驱动组件；2、摆动支架；21、横梁；3、底盘组件；31、底盘；311、前梁；312、后梁；32、举升油缸；33、第一履带驱动组件；34、第二履带驱动组件；35、第三履带驱动组件；36、第四履带驱动组件；37、前置液压马达；38、后置液压马达；4、主动轮；5、履带；51、凸起；6、从动轮；7、支撑轮；8、固定板；9、轴承；10、大坡度陡坡；11、水平面。
具体实施方式
31.下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.实施例1
34.参图1至图4所示，本实施例揭示了一种大坡度爬坡底盘的一种具体实施方式。
35.本实施例提供了一种大坡度爬坡底盘，包括驱动组件1、摆动支架2和底盘组件3；所述驱动组件1设置于所述摆动支架2上方；所述底盘组件3包括底盘31和驱动履带，所述摆动支架2与所述底盘31的前梁311为转动设置，所述摆动支架2和所述底盘31之间设置举升油缸32，所述举升油缸32以所述底盘31的后梁312为支点，以所述摆动支架2的横梁21为举升点。
36.具体地，为实现大坡度爬坡并解决驱动组件的油箱的液位过于倾斜而导致的无法持续供油的技术问题，参见图1，在底盘31基础上设置摆动支架2和举升油缸32，举升油缸32以所述底盘31的后梁312为支点，以所述摆动支架2的横梁21为举升点；当底盘遇到大坡度时，举升油缸32举升摆动支架2，实现抬起摆动支架2，使摆动支架2抬起的角度抵消全部或部分地面的坡度，参见图2和图3，使摆动支架2与水平面的夹角处于设定范围内，从而使驱动组件1与水平面的夹角也始终处于设定范围内，不会出现因坡度过大使驱动组件1的油箱的液位过于倾斜而导致无法持续供油，从而避免在遇到大坡度时发生熄火问题，为大坡度爬坡解决了容易熄火的技术难题。
37.需要进一步说明的是，在实现大坡度爬坡的同时，底盘组件3设置有驱动履带，履带与地面的摩擦力更大，不容易出现打滑现象，同时，履带与地面接触面积大，更加稳定，不容易出现倾覆问题。
38.当所述底盘31与水平面平行时，所述摆动支架2与所述底盘31的最大夹角为60
°
，也就是说，当所述底盘31在坡度为60
°
的地面时，如图2所示，底盘31在大坡度陡坡10上，通过举升油缸32举升摆动支架2，实现抬起摆动支架2，使摆动支架2抬起的角度抵消全部或部分地面的坡度，使摆动支架2与水平面11之间为平行；如按照最大夹角为60
°
进行举升后，则能够全部抵消地面的坡度，使摆动支架2与水平面的夹角为0
°
，从而使驱动组件1与水平面的夹角也为0
°
；如按照夹角为40
°
进行举升后，则能够部分抵消地面的坡度，使摆动支架2与水平面的夹角为20
°
，从而使驱动组件1与水平面的夹角也为20
°
；驱动组件与水平面的夹角无论为0
°
还是20
°
，该夹角均处于设定范围内，不会出现因坡度过大使驱动组件1的油箱的液位过于倾斜而导致无法持续供油，从而避免在遇到大坡度时发生熄火问题，为大坡度爬坡解决了容易熄火的技术难题。
39.为解决大坡度爬坡时容易出现打滑及倾覆的技术问题，通过履带式底盘进行解决，参见图4，具体技术方案如下：驱动履带为四驱履带，所述四驱履带包括分别设置于所述
底盘31四角的第一履带驱动组件33、第二履带驱动组件34、第三履带驱动组件35和第四履带驱动组件36。所述第一履带驱动组件33和第二履带驱动组件34分别设置前置液压马达37；所述第三履带驱动组件35和第四履带驱动组件36分别设置后置液压马达38。
40.面对森林等崎岖不平的路面环境，尤其是遇到大坡度起伏路面时，常规的车辆无法自如行走。为此，我们开发了一种具有四驱履带的大坡度爬坡底盘，参见图3和图4，四驱履带包括了第一履带驱动组件33、第二履带驱动组件34、第三履带驱动组件35和第四履带驱动组件36，即每个履带组件设置独立的液压马达，使车辆的驱动力增加；另外，现有车辆的单侧履带是一个整体式履带，整体式履带长度较长，在起伏里面行走时存在猛地栽头现象；而本实施例的每个履带组件均采用独立液压马达和独立的履带，使每个履带的长度减少，当大坡度爬坡底盘通过具有一定坡度的路面时，不会出现头部猛地栽头现象，使机器人能稳定地行走在起伏路面。
41.在大坡度爬坡底盘行走过程中，所述第一履带驱动组件33和第二履带驱动组件34分别位于底盘31的前端两侧并分别设置前置液压马达37，前置液压马达37使履带的驱动力在最前端，能够将驱动力直接作用于最前端遇到的起伏路面，动力更强大；而所述第三履带驱动组件35和第四履带驱动组件36分别位于底盘31的后端两侧并分别设置后置液压马达38，后置液压马达38使履带的驱动力在最后端，能够将驱动力直接作用于最后端遇到的起伏路面，动力更强大；通过前后对称设置的前置液压马达37和后置液压马达38，使大坡度爬坡底盘无论前进还是倒退时，都能够使液压马达位于行走方向的最前端，行走动力大，行走自如。
42.在大坡度爬坡底盘行走过程中需要掉头时，当将其中一个履带组件的液压马达停止驱动时，其它三个履带组件继续驱动，则大坡度爬坡底盘能够实现以该履带组件为中心360
°
旋转，掉头所需的场地面积大幅度减小，掉头更加灵活。
43.第一履带驱动组件33、第二履带驱动组件34、第三履带驱动组件35和第四履带驱动组件36能够适应起伏里面的原理如下，为方便描述起见，以其中的第一履带驱动组件33为例进行说明，第一履带驱动组件33在遇到上坡时，在前置液压马达37的驱动下，第一履带驱动组件33上坡过程中以轴承9为中心发生摆动；而第一履带驱动组件33在遇到下坡时，在前置液压马达37的驱动下，第一履带驱动组件33下坡过程中以轴承9为中心发生摆动；通过第一履带驱动组件33在上坡或下坡时的摆动，使第一履带驱动组件33能够越过起伏路面。
44.同理，第二履带驱动组件34、第三履带驱动组件35和第四履带驱动组件36分别以上述原理能够越过起伏路面。
45.第一履带驱动组件33、第二履带驱动组件34、第三履带驱动组件35和第四履带驱动组件36的驱动原理如下，参见图4，为方便描述起见，以其中的第一履带驱动组件33为例进行说明，在所述第一履带驱动组件33设置前置液压马达37、主动轮4、履带5、从动轮6、支撑轮7及固定板8，所述前置液压马达37驱动主动轮4，所述主动轮4通过所述履带5驱动所述从动轮6，所述支撑轮7设置于所述主动轮4和所述从动轮6之间，所述支撑轮7和从动轮6分别转动地设置于所述固定板8，所述固定板8通过轴承9设置于所述底盘31。
46.具体地，参见图4，前置液压马达37由驱动组件1提供动力，驱动组件1为内燃机，前置液压马达37通过轴承驱动主动轮4并通过主动轮4驱动履带5，进而带动从动轮6转动，而主动轮4和从动轮6之间设置支撑轮7，支撑轮7为不锈钢材质或工程塑料材质，支撑轮7设置
两个；固定板8是由钣金件焊接在一起的支撑架，在底盘31的侧边设置轴承9，固定板8转动地设置于轴承9，将两个支撑轮7分别设置于轴承9的两侧，支撑轮7和从动轮6分别转动地设置于所述固定板8；履带5摆动时，以轴承9为中心轴，遇到起伏路面时，在前置液压马达37的带动下，使履带整体以轴承9为中心轴进行摆动，实现越过起伏路面。
47.同理，第二履带驱动组件34、第三履带驱动组件35和第四履带驱动组件36分别以上述原理能够越过起伏路面，能够以各履带驱动组件对应的轴承9为中心轴进行摆动，实现越过起伏路面。
48.为进一步增加履带5与地面的摩擦力，所述第一履带驱动组件33、第二履带驱动组件34、第三履带驱动组件35和第四履带驱动组件36的履带5均采用钢质履带，且履带表面设置若干凸起51，具体地，钢质履带与地面摩擦力更大，同时若干凸起51像钉子一样扎入地面，进一步增加了钢质履带与地面的摩擦力，从而有效地防止在大坡度爬坡时容易打滑而倒车。
49.实施例2
50.在实施例1的基础上，在所述底盘31设置第一角度传感器，第一角度传感器用于感应底盘31与水平面之间的夹角，得到所述底盘31与水平面的夹角为a；在所述摆动支架2设置第二角度传感器，第二角度传感器用于感应摆动支架2与水平面之间的夹角，得到所述摆动支架与水平面的夹角为b，通过所述举升油缸32使所述摆动支架2摆动；使所述b等于0
°
。
51.具体地，当底盘31需要爬坡时，所述底盘31与水平面的夹角为a即为坡度，夹角a由第一角度传感器获取；为了始终保持摆动支架2与水平面夹角为0
°
，就需要通过所述举升油缸32使所述摆动支架2摆动角度来全部抵消坡度a，因此，通过控制系统，控制举升油缸32使摆动支架2的摆动角度等于a，全部抵消地面的坡度a，从而实现摆动支架2与水平面的夹角为b，而b等于0
°
，也就是，让摆动支架2始终平行与水平面，从而使驱动组件1与水平面的夹角也为0
°
，使驱动组件1的油箱油位始终处于水平状态，不会出现因坡度过大使驱动组件1的油箱的液位过于倾斜而导致无法持续供油，从而避免在遇到大坡度时发生熄火问题，为大坡度爬坡解决了容易熄火的技术难题。
52.本实施例所揭示的大坡度爬坡底盘与实施例1中具有相同部分的技术方案，请参实施例1所述，在此不再赘述。
53.实施例3
54.在所述底盘31设置第一角度传感器，第一角度传感器用于感应底盘31与水平面之间的夹角，得到所述底盘31与水平面的夹角为a；在所述摆动支架2设置第二角度传感器，第二角度传感器用于感应摆动支架2与水平面之间的夹角，得到所述摆动支架与水平面的夹角为b，通过所述举升油缸32使所述摆动支架2摆动；所述0
°
＜b≤30
°
。
55.具体地，当底盘31需要爬坡时，所述底盘31与水平面的夹角为a即为坡度，夹角a由第一角度传感器获取；为了始终保持摆动支架2与水平面夹角处于设定范围内(0
°
＜b≤30
°
)，就需要通过所述举升油缸32使所述摆动支架2摆动角度来部分抵消坡度a，因此，通过控制系统，控制举升油缸32使摆动支架2的摆动角度小于a，部分抵消地面的坡度a，从而实现摆动支架2与水平面的夹角为b(0
°
＜b≤30
°
)，也就是，让摆动支架2与水平面夹角处于设定范围内，从而使驱动组件1与水平面的夹角处于设定范围内，使驱动组件1的油箱油位始终处于设定范围内，不会出现因坡度过大使驱动组件1的油箱的液位过于倾斜而导致无法
持续供油，从而避免在遇到大坡度时发生熄火问题，为大坡度爬坡解决了容易熄火的技术难题。
56.本实施例所揭示的大坡度爬坡底盘与实施例1中具有相同部分的技术方案，请参实施例1所述，在此不再赘述。
57.实施例4
58.森林救援车辆的一种具体实施方式，包括如实施例1、实施例2或实施例3所述的大坡度爬坡底盘。使森林救援车辆能够通过崎岖不平的路面，最大爬坡坡度为60
°
，不会出现因坡度过大使森林救援车辆的油箱的液位过于倾斜而导致无法持续供油，并且不容易打滑，也不容易倾覆，灵活适应崎岖不平的路面。
59.实施例5
60.灭火机器人的一种具体实施方式，包括如实施例1、实施例2或实施例3所述的大坡度爬坡底盘。使灭火机器人能够通过崎岖不平的路面，最大爬坡坡度为60
°
，不会出现因坡度过大使灭火机器人的油箱的液位过于倾斜而导致无法持续供油，并且不容易打滑，也不容易倾覆，灵活适应崎岖不平的路面。