履带轮式互换野外勘测工程车的制作方法

本实用新型涉及一种履带轮式互换野外勘测工程车，属于机械工程领域。
背景技术：
：野外勘测，或者复杂地形条件下进行侦察、测绘等作业时，往往需要履带式的车辆才能凑效，而履带式的车辆的行进速度又偏慢，到达目的地耗费时间长，如果用其他交通工具运送又增加作业成本，而且也会受到道路和地形条件的限制。如果能有一种像变形金刚一样的车辆，在到达目的地的较长道路上通过自身变换，变成轮式车辆就能快速的到达，到达目的后又快速变回履带式的勘测车，这样就可以实现事半功倍的效果。然而，通过查阅国内外相关资料，勘测机器人虽然繁多，但符合上述要求却并不见。大部分为传统的履带式和轮式传动。早些年已经出现了不少可变形的履带式机器人，他们的变换方式都是基于杠杆原理，比如当机器遇到阶梯时，将重叠在履带侧面的履带打开，将机器抬高达到登上台阶的目的。也存在一些仿真型的机器人，比如蛇形机器人，主要作业在地震救灾地区，对倒塌的楼房人类不方便进入，而蛇形机器人的出现则很好的弥补了这个空缺，使救灾人员更好的了解废墟下的状况，从而更好的实施救援。但是，蛇形机器人结构比较复杂。美国军队研究的bigdog机器人，也是一款仿真机器人，他的功能就比较强大，可以自稳，智能避障等等，强大的负重能力可以帮士兵搬运物资，也可以进行敌情勘测任务，但是对应的价格也是一个天文数目，目前来说投入民用是不现实的。而对小型、价格相对便宜的机器人研究才能更好地服务于大众，降低人员作业的危险性，保障人身安全的没有发现。技术实现要素：本实用新型的目的就是针对上述问题，提出一种结构简单、现场作业性好、安全高效、能快速自达目的地的履带轮式互换野外勘测工程车，为危险复杂野外条件下的勘测提供服务技术平台。本实用新型提出的这种履带轮式互换野外勘测工程车，它有车架、履带、动力轮和承重轮，其特征在于动力轮和承重轮安装在车架上，左、右履带安装在动力轮和承重轮上，动力轮由左、右履带电机分别驱动；车架上装有绕各自销轴转动的后轮架和前轮架，后轮架上装有主动轮电机、主动轮和从动轮，主动轮由主动轮电机驱动，从动轮在同轴上自动转动；前轮架上通过轮叉安装有一对方向轮，轮叉间有方向拉杆连接，方向拉杆由转向舵机驱动；前轮架和后轮架间有可调变形连杆连接；车架上还装有由丝杆电机驱动的丝杆，丝杆上装有随丝杆转动而来回移动的螺母座，螺母座与前轮架间有推杆连接带动前轮架和后轮架同时收放。所述车架由对称的两块构件组成，中间有横管连接。所述车架的两侧均装有一对减震力臂，减振力臂间装有减震机构（弹簧）。所述左右两边的动力轮与各自的履带电机间的传动方式为同步带连接传动，履带电机安装在车架上，两个履带电机是相同的电机。所述丝杆通过轴承安装在丝杆座板上，丝杆电机与丝杆间用联轴节连接。所述主动轮电机与主动轮间的传动方式为摩擦轮传动或者链条传动。履带电机、丝杆电机、主动轮电机和转向舵机均由装在车架上的蓄电池供电，并控制芯片和控制软件集中遥控。车架上安装勘测设备和仪器。本实用新型的工作原理：正常勘测时，前轮架和后轮架均抬起，由履带电机驱动履带进行工作，当目的地较远又有道路相通时，丝杆电机带动丝杆转动，螺母座带着推杆移动，带动前后轮架放下，前后轮着地将整个勘测车抬起，履带离地，由主动轮电机驱动主动轮转动，从动轮起到差速器的作用，需要转变时，舵机带动方向拉杆左移或右移，从而带动方向轮左转或右转。到达目的地时，丝杆电机反转，螺母座复位，带动前轮架抬起，四个车轮离地，履带重新着地工作。本实用新型可以做成可载人的中大型勘测车，也可以做成袖珍型的小型勘测车。在危险地带，装上摄像机和其他勘测设备，用遥控器操控，可以避免人员伤亡。总之，本实用新型提供的这种履带轮式互换野外勘测工程车可以随意变换，结构简单、现场作业性好、安全高效、能快速直达目的地。附图说明图1是本实用新型的立体图（四轮着地时）。图2是本实用新型立体图（四轮抬起时）。图3是本实用新型撤去一边履带时的立体图（四轮着地时）。图4是后轮架、主动轮电机、主动轮、从动轮和摩擦轮集成立体图。图5是车架主视图。图6是车架俯视图。图7是车架左视图。图8是前轮架主视图。图9是前轮架俯视图。图10是前轮架左视图。图11是后轮架主视图。图12是后轮架俯视图。图13是后轮架左视图。图14是履带电机左与动力轮、车架和同步带装配关系立体图（局部）。图15是方向轮、方向拉杆、车架转向舵机装配关系立体图（局部）。图16是电机控制电路框图。图1-16中，各零部件的标号如下：1-转向拉杆；2-转向轮；3-车架；4-轮叉；5-履带；6-丝杆座板；7-推杆；8-主动轮；9-动力轮；10-减震机构；11-减震力臂；12-负重轮；13-承重架；14-可调连架块；15-前轮架；16-同步轮；17-同步带；18-电机座；19-主动轮电机；20-轮轴；21-变形可调连杆；22-丝杆电机；23-丝杆；24-螺母座；25-轴承座；26-从动轮；27-摩擦轮；28-后轮架；主动轮电机座；30-后轮架销孔；31-转向舵电机；32-牵扯引杆；33-同步轮轴承座；34-同步轮；35-电机盖；36-销轴；37-电调甲；38-电调乙；191-履带电机右；192-履带电机左。具体实施方式下面结合附图进一步描述本实用新型。如图1-16所示，左右两边的履带5、动力轮9、减震机构10、减震力臂11、负重轮12、承重架13等的结构关系与现有履带式坦克、履带式拖拉机的基本相同，此处不赘述。车架3有两块，左右两边对称分布，中间用横杆连接成一个整体，车架中间用销轴36安装前轮架15和后轮架28，使之能够绕销轴转动。前轮架上用轮叉4安装一对方向轮2，轮叉间用方向拉杆1连接联动，方向拉杆与转向舵机31连接，方向舵机的摇臂转动时带动方向拉杆移动，从而带动方向轮叉转动。后轮架上用轮轴20安装主动轮8和从动轮26，主动轮固定在轮轴上，通过摩擦轮27实现与主动轮电机19之间的连接传动。如上所述，从动轮与轮轴之间是自由的，可以互相转动，转弯时起到差速器的作用。如上所述，主动轮与主动轮电机之间的传动方式还可以用链传动，也可以用齿轮传动等方式。前轮架和后轮架之间用变形可调连杆21连接，同时在前轮架与螺母座24之间用推杆7连接。螺母座在丝杆23上移动，丝杆用丝杆座板6和轴承等配件安装在车架上，由丝杆电机22直接驱动，丝杆电机正反转时，螺母座来回移动从而带动前轮架和后轮架同时张合收放，四个车轮同时抬起或同时着地，撑起整车。本例为微型勘测车，其大小与图中所示尺寸相应。未提及的零部件及标号如上所述。本实用新型的控制设置如下：本实用新型的控制系统运用现有公知航模遥控进行改装，将遥控通道位置进行合理安排，方便操作手操作。具体运用航模遥控设备2.4ghz天地飞7遥控，遥控接收机为七通道，遥控可控制距离最远可达到1000m，能够满足大部分勘测需求。遥控上适合控制前后行进的通道有两个，而本实用新型需要三个，包括履带行进的左右轮两个通道和轮式行进的一个通道，必须重复利用其中一个通道，将轮式行进的油门通道设计在了和履带右轮行进的同一通道上，再对电路进行设计，在互不干涉的前提下进行控制。控制通道设置：为了更加方便的控制机器转向，本实用新型中的履带转向采用左右轮差速来进行，在控制器摇杆排布中，将左右轮的控制分别运用在一个独立的通道上，这样做的好处就是对机器进行微动转向的时候更加容易控制，如果通过对两个通道进行混控，一个摇杆就可以操作进退和转向，但是不易操作，加大了控制难度。为了达到左右独立控制履带的左右轮，还需将遥控右手油门摇杆中的限位弹簧取出，换上归中弹簧，否则油门无法归零，如果上一次运行后摇杆没有拨回油门零点，那么在机器下一次启动时，刚启动电源机器就会运行，造成事故。因此，将轮式行进的油门设置在与履带右轮同一通道上，在完成变形后自动切换，互不影响，那么为了适应大部分操作手的操作习惯，就必须将轮式转向通道设置在左手摇杆中。至于变形启动开关（即丝杆电机开关），则选取在不用经常操作的k2三段开关上，对于接收机上的第六通道，实现两个结构的自由变换和紧急停止功能。最后就是对本实用新型的图传勘测设备通道进行设计，辅助机器更灵活的增大勘测范围，将右手摇杆中的左右通道设置为摄像头的左右转动，模拟人左右转头观看周围而不用转动整个机身的动作，可以更加稳定的观察四周。当然，摄像头采购市售商品安装在车架上。对遥控设备的控制通道预设完成后，就要对接收控制端的线路进行排布。整个接收机输出线路中，履带右轮电机和轮式电机共用一个通道，接收机的信息转换又由有刷电调完成，所以两者也就必须占用同一电调。考虑到变形结构中必须存在限位开关，达到限位，表示已经变形完成，达到其中一个行进方式的工作位置，所以本实用新型将在限位位置同时布置多个限位开关，在常开开关与常闭开关之间同时切换，达到切换共用电调的输出对象，达到一通道多用的目的。同时，丝杆推动机构的电机不需要改变速度大小，也就不需要电调来控制，可以直接通电控制，经过不断地探讨研究，最终确定以下线路控制方案：将电池分为两条供电方向，一条直接为丝杆电机供电，以一个普通的小型舵机作为开关动力，接通丝杆电机的正转、反转或者紧急停止，遥控端以三段开关k2进行控制。另一条则接通两个有刷电调，电调甲37只控制左履带电机192，电调乙38分别控制右履带电机191和主动轮电机19，如图16所示。当控制开关舵机将左边电路接通，丝杆电机运转，变形结构将车轮放下，抬起机身，到达前限位开关后，常闭开关a断开，丝杆电机停止，同时常开开关b闭合，转向舵机通电开始待机，主动轮电机处于常闭，由电调乙控制，完成轮式的调用。当控制开关舵机将右边的电路接通，首先是丝杆电机反向运转将轮式行进机构收回，转向舵机断开，当收回到后限位开关位置时，常闭开关c断开，丝杆电机停下，此时开关d将主动轮电机断开的同时接通右履带电机，将电调乙控制主动轮电机更换为控制右履带电机，常开开关e也闭合，接通左履带电机，完成履带式的调用。经过之前的通道预设，将转向舵机连接接收机通道自上而下数的第一个通道，电调甲、乙分别对应第二个、第四个通道。第五个通道由三段开关k2控制，所以对应开关舵机。通道分配如表3-1所示。遥控控制通道功能接收机接口通道连接1轮式行进转向第一转向舵机2左履带进退第二电调甲3图传转向第三摄像舵机4右履带进退或轮式行进进退第四电调乙5控制变形第五开关舵机电池装在车架上，通过与控制电路连接实现对各电机的供电。经试用，本实用新型这种勘测车轮式和履带互变顺畅，行进后退，转向等动作均令人满意，能满足各种危险现场的勘测工作需要。当前第1页12