[發(fā)明專利]一種仿生青蛙越障車及其控制方法

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• 申請日: 2023-05-23
• 公開（公告）號: CN116588219A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙穎;張貴賢;喻遠(yuǎn)東;張志涵;張志豪;李震;王月強(qiáng);李云伍
• 申請（專利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028;B60R16/023
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 韓宏星

1.一種仿生青蛙越障車，其特征在于，包括車體和與其安裝的蛙式腿，所述車體根據(jù)青蛙形體進(jìn)行流線型設(shè)計；還包括控制系統(tǒng)及其控制的行進(jìn)系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、跳躍系統(tǒng)和平衡系統(tǒng)，所述行進(jìn)系統(tǒng)設(shè)置在車體和蛙式腿，所述行進(jìn)系統(tǒng)在蛙式腿設(shè)置車輪，所述升降系統(tǒng)設(shè)置在車體并與蛙式腿連接，所述升降系統(tǒng)帶動蛙式腿轉(zhuǎn)動升降，所述跳躍系統(tǒng)設(shè)置在蛙式腿，所述平衡系統(tǒng)設(shè)置在車體，所述平衡系統(tǒng)包括平衡陀螺儀和與其連接的進(jìn)動裝置，所述進(jìn)動裝置改變所述平衡陀螺儀的傾側(cè)條件，所述平衡陀螺儀產(chǎn)生扭矩調(diào)整平衡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生青蛙越障車，其特征在于，所述行進(jìn)系統(tǒng)包括動力傳輸裝置、轉(zhuǎn)向裝置和制動裝置，所述動力傳輸裝置提供動力帶動后車輪旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)向裝置設(shè)置在蛙式前腿并與前車輪連接，所述制動裝置分別設(shè)置在蛙式前腿和蛙式后腿并與對應(yīng)的車輪連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生青蛙越障車，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向裝置包括轉(zhuǎn)向穩(wěn)定桿、轉(zhuǎn)向桿、液壓裝置和變向柱，所述液壓裝置設(shè)置在蛙式前腿，所述轉(zhuǎn)向桿與所述液壓裝置連接，所述轉(zhuǎn)向桿與所述變向柱活動裝配，所述變向柱設(shè)置在前車輪，其中，所述轉(zhuǎn)向桿位于所述轉(zhuǎn)向裝置正中心處，兩個轉(zhuǎn)向穩(wěn)定桿對稱分布在所述轉(zhuǎn)向桿上下兩側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生青蛙越障車，其特征在于，所述動力傳輸裝置包括動力組件、差速器、萬向節(jié)、第一傳動段和第二傳動段，所述動力組件與所述差速器的輸入端連接，所述差速器的兩個輸出端連接兩個第一傳動段，所述第一傳動段通過萬向節(jié)與所述第二傳動段連接，所述第二傳動段與后車輪連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生青蛙越障車，其特征在于，所述升降系統(tǒng)包括動力組件、前腿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和后腿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述動力組件通過所述前腿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與所述蛙式前腿連接，所述后腿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接在蛙式后腿前半部分和蛙式后腿后半部分之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿生青蛙越障車，其特征在于，所述前腿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括主動旋轉(zhuǎn)齒輪、從動旋轉(zhuǎn)齒輪、前腿旋轉(zhuǎn)萬向節(jié)和轉(zhuǎn)軸，所述主動旋轉(zhuǎn)齒輪由所述動力組件驅(qū)動，所述主動旋轉(zhuǎn)齒輪與所述從動旋轉(zhuǎn)齒輪嚙合，所述從動旋轉(zhuǎn)齒輪與所述轉(zhuǎn)軸連接，所述轉(zhuǎn)軸通過所述前腿旋轉(zhuǎn)萬向節(jié)與所述蛙式前腿連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生青蛙越障車，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括信號反應(yīng)接收器、智能控制處理器、信號效應(yīng)接收器、青蛙車啟動按鈕、升降系統(tǒng)控制按鈕和跳躍系統(tǒng)控制按鈕，所述青蛙車啟動按鈕、所述升降系統(tǒng)控制按鈕和所述跳躍系統(tǒng)控制按鈕與所述信號反應(yīng)接收器連接，所述信號反應(yīng)接收器和所述信號效應(yīng)接收器與所述智能控制處理器連接，所述智能控制處理器與所述行進(jìn)系統(tǒng)、所述升降系統(tǒng)、所述跳躍系統(tǒng)和所述平衡系統(tǒng)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生青蛙越障車，其特征在于，所述跳躍系統(tǒng)包括設(shè)置在所述蛙式腿中的液壓系統(tǒng)、一級壓縮器、二級壓縮器、動力彈簧、壓縮齒輪和壓縮齒條，所述液壓系統(tǒng)使所述一級壓縮器、所述二級壓縮器和所述動力彈簧逐級壓縮，所述壓縮齒輪與所述一級壓縮器連接，所述壓縮齒輪與所述壓縮齒條配合。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生青蛙越障車，其特征在于，所述蛙式腿設(shè)置有減震棒和減震彈簧，所述減震棒與所述減震彈簧連接；

所述車輪包括輪轂、輪胎片和柔性彈簧，多個所述輪胎片排列在所述輪轂外周且可左右移動，所述柔性彈簧與所述輪胎片連接，所述柔性彈簧在所述輪胎片內(nèi)部兩側(cè)分布。

10.一種仿生青蛙越障車的控制方法，其特征在于，包括：

判斷前方是否存在路障，根據(jù)判斷結(jié)果控制仿生青蛙越障車在正常行駛模式和越障模式切換；

在越障模式下，控制升降系統(tǒng)使車輛上升后越過路障；

在越障模式下，控制跳躍系統(tǒng)使車輛跳躍后越過路障；

其中，在控制跳躍系統(tǒng)時，同時控制升降系統(tǒng)輔助調(diào)節(jié)車輛的跳躍方向；在此過程中，控制平衡系統(tǒng)調(diào)節(jié)車輛的平衡；

在車輛跳躍越過路障到達(dá)地面時，車輪上可移動的輪胎片受地面摩擦力作用進(jìn)行運(yùn)動，輪胎片兩側(cè)的柔性彈簧分別受拉和受壓，左右移動的輪胎片維持車輛的穩(wěn)定性。