[實用新型]一種多爪伸縮輪越障機構及其控制機構

有效

• 申請號: 201620053319.5
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN205292844U
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 劉超;孫銀魁
• 申請（專利權）人: 晉中學院
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028;B62D57/032
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 張朋朋

技術領域

本實用新型一種多爪伸縮輪越障機構及其控制機構，屬于移動越障機器人行走機構與控制技術領域。

背景技術

在現代社會中，越障機構及其控制技術具有廣泛的應用領域，尤其適合應用于如地面凹凸不平、障礙物縱橫交錯、環境復雜條件惡劣等非常規場所。比如，核電設施現場的監測檢查、維護搶修等作業，倘若工作人員直接參與現場操作，無疑會受到放射物的傷害。越障機構及其控制技術還可應用于賑災搶險、生態監測、野外探險，以及軍事等領域。

目前，國內外對越障機構的研究成果主要體現為越障方式上，主要有：輪式、腿足式、履帶式以及上述幾種的復合方式。其中，輪式的效率最高，但對環境的應變能力較差；而腿足式對環境的應變能力最強，但目前其控制技術的可實現性較差；履帶式有著良好的爬坡性能和一定的越障能力，但越障效能和行進速度較低，靈活機動性較差；復合方式兼顧了各種方式的優缺點，但其結構和控制過程復雜。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種伸縮與轉動結構簡潔，聯動與操控高效節能的多爪伸縮輪越障機構及其控制機構，既能夠實現遇到障礙時的伸縮越障，又能保持原有設備（如汽車）的平路行走功能。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案：一種多爪伸縮輪越障機構，包括小圓錐齒輪、大圓錐齒輪、絲杠、圓套筒、固定輪盤、活動輪盤、伸縮腿、支撐腿、滑塊和緩沖裝置，絲杠的一端固定有小圓錐齒輪并位于圓套筒外部，絲杠的另一端伸入圓套筒內并通過兩個絲杠軸承與圓套筒套裝在一起，所述圓套筒的中部開有軸向長孔作為導向槽，絲杠上螺紋部分與圓套筒上導向槽的位置相對應；圓套筒靠近小圓錐齒輪的一端固定有大圓錐齒輪，圓套筒的另一端固定有固定輪盤，圓套筒的中部活動套裝有活動輪盤；所述絲杠的絲杠螺母上固定有滑塊，滑塊位于圓套筒上的導向槽內，且能隨著絲杠螺母沿著所述導向槽來回移動，滑塊通過滑塊螺栓與所述活動輪盤連接；

所述活動輪盤的周向均布鉸接有至少三個伸縮腿，所有伸縮腿的自由端均各自設有一個緩沖裝置，所述固定輪盤的周向均布鉸接有至少三個與伸縮腿一一對應的支撐腿，每個支撐腿均與和其對應的伸縮腿的中部鉸接。

所述緩沖裝置為橡膠球體，或為輪子，或為彈簧緩沖裝置，或為氣囊緩沖裝置。

所述絲杠為滾珠絲杠。

所述活動輪盤與圓套筒筒壁之間設置有減小摩擦的滾珠。

所述滑塊與圓套筒筒壁之間設置有減小摩擦的滾珠。

所述固定輪盤周向設有至少三個與支撐腿一一對應的第一開孔支撐耳，第一開孔支撐耳與固定輪盤之間設置有加強筋，所述活動輪盤周向也設有至少三個與伸縮腿一一對應的第二開孔支撐耳，第二開孔支撐耳與活動輪盤之間同樣設置有加強筋，所述第一開孔支撐耳和第二開孔支撐耳結構相同，均為U形，所述支撐腿鉸接在對應的第一開孔支撐耳上，所述伸縮腿鉸接在對應的第二開孔支撐耳上。

所述圓套筒靠近大圓錐齒輪的部位套裝有兩個具有合適間距的大軸承座。

包括主軸、小錐齒輪、大錐齒輪、變向齒輪、同速齒輪對、第一多爪伸縮輪越障機構和第二多爪伸縮輪越障機構，所述小錐齒輪和大錐齒輪固定在主軸上，第一多爪伸縮輪越障機構和第二多爪伸縮輪越障機構相對設置，主軸位于兩個多爪伸縮輪越障機構之間并與圓套筒垂直設置，小錐齒輪與兩個多爪伸縮輪越障機構中的小圓錐齒輪配合，大錐齒輪與兩個多爪伸縮輪越障機構中的大圓錐齒輪配合，其中一個大圓錐齒輪與大錐齒輪之間設置有變向齒輪，另一個大圓錐齒輪與大錐齒輪之間設置有同速齒輪對，所述變向齒輪和同速齒輪對保證了兩個大圓錐齒輪同向同速轉動，主軸可軸向來回移動，使小錐齒輪與小圓錐齒輪嚙合的同時大錐齒輪與大圓錐齒輪分離，或大錐齒輪與大圓錐齒輪嚙合的同時小錐齒輪與小圓錐齒輪分離。

本實用新型和現有技術相比具有以下有益效果。

一、本實用新型僅僅通過一個電機就可以分別驅動絲杠和圓套筒，并通過絲杠作為驅動軸、圓套筒作為旋轉軸實現了伸縮腿的伸縮運動和旋轉運動兩種運動方式，靈活的實現了本實用新型的越障行走功能。

二、本實用新型通過多爪輪的伸縮功能，實現了針對不同路況下輪徑大小的連續調整，其中，大輪徑狀態適用于高障礙跨越或路面復雜場合，小輪徑狀態適用于低障礙物或小空間場合。由此本實用新型實現了不同復雜路況的障礙跨越與高效行走。

三、通過在固定輪盤、活動輪盤上設多個開孔支撐耳，在開孔支撐耳和固定輪盤、活動輪盤之間設置有加強筋，使得固定輪盤、活動輪盤的工作強度明顯提高。