[發(fā)明專利]火炮身管機(jī)器人爬行驅(qū)動系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910406271.X
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110186321B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張尹馨;王星宇;黃戰(zhàn)華;岳富軍;張光
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: F41A31/02
• 分類號: F41A31/02;B62D55/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗英

1.火炮身管機(jī)器人爬行驅(qū)動系統(tǒng)，包括沿豎直方向左右平行間隔設(shè)置的兩塊豎直支撐板，一塊沿水平方向設(shè)置的水平頂板的左右兩側(cè)分別支撐固定在所述的兩塊豎直支撐板上，在所述的兩塊豎直支撐板之間的前端固定有一塊連接板，所述的連接板用于安裝測量火炮身管管壁形貌信息的測量子系統(tǒng)；其特征在于：

在所述的兩塊豎直支撐板之間的前部和后部分別安裝有一根沿水平方向設(shè)置的帶輪軸，每根帶輪軸分別與豎直支撐板固定相連，在前部的帶輪軸上通過軸承轉(zhuǎn)動安裝有左右兩個主動帶輪，在后部的帶輪軸中間通過軸承轉(zhuǎn)動安裝有一個從動帶輪，所述的兩個主動帶輪與從動帶輪分別通過履帶相連，所述的履帶用于直接接觸火炮身管的管壁，行走步進(jìn)電機(jī)通過連接件固定安裝在兩塊豎直支撐板之間，所述的行走步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸沿水平方向設(shè)置且與一個蝸輪蝸桿傳動副的蝸桿通過套筒同軸線固定相連，所述的蝸輪蝸桿傳動副的蝸輪固定安裝在前部的帶輪軸的中間；

在所述的水平頂板的前后兩端分別安裝有一個前部壓力調(diào)整單元和一個后部壓力調(diào)整單元,所述的后部壓力調(diào)整單元包括一個電機(jī)座固定在水平頂板后部頂壁上的后部絲杠步進(jìn)電機(jī)，所述的后部絲杠步進(jìn)電機(jī)的后部絲杠轉(zhuǎn)軸沿豎直方向設(shè)置，在所述的后部絲杠轉(zhuǎn)軸上螺紋連接有一個后部絲杠螺母，在所述的后部絲杠螺母上固定安裝有一個沿水平方向設(shè)置的后部壓力傳感器，在所述的后部壓力傳感器以及后部滑輪底座上分別左右平行間隔固定有兩個側(cè)板，在每兩個對應(yīng)設(shè)置的側(cè)板上分別沿水平方向固定有一根滑輪軸，在每根所述的滑輪軸中間分別轉(zhuǎn)動連接有一個滑輪，后部滑輪以及前部滑輪能夠與火炮身管管壁接觸設(shè)置；

所述的前部壓力調(diào)整單元包括一個固定在水平頂板前部底壁上的前部絲杠步進(jìn)電機(jī)，所述的前部絲杠步進(jìn)電機(jī)的前部絲杠轉(zhuǎn)軸沿豎直方向穿過水平頂板設(shè)置，在穿過水平頂板設(shè)置的前部絲杠轉(zhuǎn)軸上螺紋連接有前部絲杠螺母，在所述的前部絲杠螺母上沿水平方向固定有前部壓力傳感器，在所述的前部壓力傳感器上沿水平方向固定有一個水平板，所述的水平板以上部分的前部絲杠轉(zhuǎn)軸為光軸，在所述的光軸上轉(zhuǎn)動套有前部滑輪底座，所述的前部滑輪底座支撐設(shè)置在水平板上，在所述的前部滑輪底座前側(cè)的水平板上固定有一個水平絲杠步進(jìn)電機(jī)，所述的水平絲杠步進(jìn)電機(jī)的水平絲杠上螺紋連接有一個水平絲杠螺母，在所述的水平絲杠螺母上沿豎直方向固定有一個銷軸，所述的銷軸插在一個位于水平絲杠上方且沿水平方向設(shè)置的旋轉(zhuǎn)板的滑槽內(nèi)，所述的旋轉(zhuǎn)板的后端固定在前部滑輪底座上，所述的旋轉(zhuǎn)板在銷軸的帶動下能夠以前部絲杠電機(jī)的絲杠中心軸為軸進(jìn)行擺動，兩圓形磁鐵分別固定在靠近水平絲杠左右兩端的水平板的頂壁上，在所述的旋轉(zhuǎn)板的前端固定有一個霍爾芯片，當(dāng)旋轉(zhuǎn)板旋轉(zhuǎn)帶動霍爾芯片靠近到兩圓形磁鐵時，霍爾芯片向固定在水平頂板上的主控單元輸出限位控制信號，所述的主控單元根據(jù)收到的限位控制信號向水平絲杠步進(jìn)電機(jī)輸出停止工作信號；

傾角傳感器通過絕緣板固定在水平頂板上，傾角傳感器用于檢測豎直支撐板與豎直方向的夾角，所述的主控單元通過控制線分別與傾角傳感器、后部絲杠步進(jìn)電機(jī)、前部絲杠步進(jìn)電機(jī)、水平絲杠步進(jìn)電機(jī)、后部壓力傳感器、前部壓力傳感器以及霍爾芯片相連主控單元分別讀取前部壓力傳感器輸出的壓力測量值以及后部壓力傳感器輸出的壓力測量值，并將讀取的壓力測量值分別與設(shè)定的最小壓力閾值、最大壓力閾值比較，若小于最小壓力閾值，主控單元分別向與壓力傳感器對應(yīng)設(shè)置的絲杠步進(jìn)電機(jī)輸出控制信號以控制相應(yīng)的絲杠步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動使絲杠螺母向上移動帶動相應(yīng)的壓力調(diào)整單元上升，增大壓力直到處于最大最小壓力閾值之間；若大于最大壓力閾值，主控單元分別向與壓力傳感器對應(yīng)設(shè)置的絲杠步進(jìn)電機(jī)輸出控制信號以控制相應(yīng)的絲杠步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動使絲杠螺母向下移動帶動相應(yīng)的壓力調(diào)整單元下降,減小壓力直到處于最大壓力閾值以及最小壓力閾值之間，主控單元讀取傾角傳感器數(shù)據(jù)輸出的傾角數(shù)據(jù)并與設(shè)定的偏移閾值比較，若超過設(shè)定的偏移閾值，則主控單元向水平絲杠步進(jìn)電機(jī)輸出反方向轉(zhuǎn)動信號。