一种轮履复合全向行走装置

本发明涉及移动机械设备技术领域，具体为一种轮履复合全向行走装置。

背景技术：

轮式行走装置具有速度快、机动灵活性好等优点，但其越障能力差；履带式行走装置越野性能好，爬坡、越障、跨沟能力较强等优点，能在各种粗糙、陡峭、崎岖的复杂地形上行走，但其转弯的灵活性差、行走速度慢。轮履复合式行走装置是轮式行走装置和履带式行走装置的组合，其可以实现前进、倒退、转弯，并具有摩擦阻力小、能耗低、运动灵活平稳、工作空间小等特点，但现有的轮履复合式行走装置多将两条履带贴于行走轮内侧，虽然增强了其跨越沟壑及松软地面的能力，但并没有提高行走平台的底盘，且无法根据路况及时调节轮履的高度，不能有效地实现越障；同时现有的履复合式行走装置的多个轮履之间多为联动驱动，驱动行走方向单一，在恶劣环境下的生存能力差。

技术实现要素：

本发明意在提供一种轮履复合全向行走装置，以解决现有技术轮履复合式行走装置无法根据路况自调节轮履高度和多个轮履之间为联动驱动的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的基础技术方案是：一种轮履复合全向行走装置，包括主支架、控制柜、测控装置、电动推杆、固定连杆、传动组件、轮履组件、转动连接件和固定连接件，所述控制柜和所述测控装置均与所述主支架连接，所述控制柜连接有动力电源、处理器和中央控制器，所述测控装置用于检测路况，所述传动组件包括两块支承板，任一所述支承板连接有驱动电机和从动锥齿轮，所述驱动电机的输出轴连接有弹性联轴器，所述弹性联轴器连接有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述从动锥齿轮啮合，所述从动锥齿轮与所述支承板转动连接，两件所述支承板固定连接，两件所述支承板之间转动连接有主动轮组件、承重轮组件和张紧组件，所述从动锥齿轮与所述主动轮组件固定连接，所述张紧组件转动连接有从动轮组件，所述轮履组件包括履带和多件胶轮组，多件所述胶轮组同时与所述履带连接，所述主动轮组件和所述承重轮组件均与所述履带抵接，所述主动轮组件带动所述履带转动，所述传动组件和所述轮履组件均有偶数件，偶数件所述传动组件和偶数件所述轮履组件呈正多边形设置，所述电动推杆、所述固定连杆、所述转动连接件和所述固定连接件的数量与所述传动组件的数量配合设置，奇数所述支承板与所述转动连接件的一端连接，所述转动连接件的另一端与所述主支架铰接，所述电动推杆的一端与所述主支架铰接，所述电动推杆的另一端与所述转动连接件铰接，偶数所述支承板与所述固定连接件的一端连接，所述固定连接件的另一端与所述主支架固定连接，所述固定连杆的一端与所述主支架固定连接，所述固定连杆的另一端与所述固定连接件固定连接，所述测控装置、所述电动推杆、所述驱动电机、所述动力电源、所述处理器和所述中央控制器之间电连接。

基础技术方案的原理：动力电源给整个行走装置的电器元件提供电源，测控装置检测待行走的路况信息并上传至处理器，处理器根据路况信息规划行走方案，中央控制器根据行走方案控制电动推杆和传动组件运行；驱动电机运行带动弹性联轴器转动，弹性联轴器带动主动锥齿轮转动，主动锥齿轮带动从动锥齿轮转动，从动锥齿轮带动主动轮组件转动，张紧组件与从动轮组件连接，同时还与两支承板转动连接，转动张紧组件使得从动轮组件远离放松履带，实现对履带的调节更换，转动张紧组件使得从动轮组件靠近张紧履带，在主动轮组件的驱动下带动履带转动，履带带动多件胶轮组转动，实现轮履复合行走，承重轮组件用于提高轮履部件的支承强度，每一个复合轮履均按上述原理单独驱动行走；奇数支撑板连接有转动连接件，转动连接件与主支架转动连接，主支架还转动连接有电动推杆，电动推杆同时还与转动连接件转动连接，转动连接件与电动推杆构成自适应调节装置，中央控制器根据行走方案控制电动推杆的工作，电动推杆的开启推动转动连接件的转动，转动连接件带动复合轮履转动，实现复合轮履对不同路况的通过，偶数支撑板连接有固定连接件，固定连接件将偶数的复合轮履与主支架固定连接，确保整个行走装置的稳定性，中央控制器同时控制多个复合轮履行走的速度和方向，多个复合轮履行走的速度和方向合成得到整个行走装置行走的速度和方向。

基础技术方案的有益效果是：整个装置一半的复合轮履连接有自适应调节装置，自适应调节装置根据路况自动调节复合轮履的高低位置，大大的提高了行走装置的越障能力，另一半的复合轮履与主支架固定连接，确保了整个行走装置的平稳性，即整个行走装置兼具了轮式行走和履带式行走的优点；多个复合轮履单独控制，当某一复合轮履发生故障时，不会影响其他复合轮履的正常工作，整个行走装置的行走由多个复合轮履行走速度和方向合成得到，根据不同的路况可以选择多种方式合成得到最终的行走方案，提高了行走装置的越障能力，保证了其在恶劣环境下的生存能力。

优选地，一件所述胶轮组包括四件胶轮和连接轴架，所述连接轴架与四件所述胶轮连接，四件所述胶轮呈长方形设置，所述履带为齿形链，多件所述胶轮组在所述履带上均匀设置。

通过上述设置，胶轮组包括有四个胶轮，且均匀的设置在履带上，使得各个胶轮受力均匀，确保行走的平稳性，齿形的履带增大了与接触面的摩擦,提高了装置的爬坡作业能力。

优选地，所述驱动电机与所述传动组件的内侧所述支承板连接。

通过上述设置，驱动电机设置在内侧支承板上，减小整个装置的周向尺寸，进一步提高装置的通过性，同时降低驱动电机遭受意外损坏的风险。

优选地，所述驱动电机为伺服电机。

通过上述设置，伺服电机具有精度高、适应性强、运行平稳、响应速度快等优点，中央控制器控制多个伺服电机驱动多个复合轮履行走，合成得到的行走速度和方向准确。

优选地，所述测控装置连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与所述中央控制器电连接。

通过上述设置，电动伸缩杆根据路况伸缩以调节测控装置的高度，进一步提高整个行走装置的通过性。

优选地，所述测控装置为数码相机。

通过上述设置，数码相机的拍摄成本极低、拍摄清晰，获取到的路况传输至处理器速度快，便于数据之间的交互处理，有利于处理器得到真实的路况信息。

优选地，所述传动组件和所述轮履组件均有四件，四件所述传动组件和所述轮履组件呈正四边形设置，任一奇数所述传动组件与两件所述转动连接件连接，任一偶数所述传动组件与两件所述固定连接件连接。

通过上述设置，呈正方形设置的四件复合轮履，运动平稳，速度的大小和方向合成简单，一件复合轮履连接两件连接件，保证复合轮履与主支架连接可靠、稳定。

附图说明

图1为本发明一种轮履复合全向行走装置的结构示意图；

图2为本发明一种轮履复合全向行走装置主支架与连接臂连接的结构示意图；

图3为本发明一种轮履复合全向行走装置复合轮履部分的结构示意图；

图4为本发明一种轮履复合全向行走装置复合轮履部分的爆炸图；

图5为本发明一种轮履复合全向行走装置轮履组件的结构示意图；

图6为本发明一种轮履复合全向行走装置胶轮组的结构示意图；

附图中的对应标记的名称为：

主支架1、控制柜2、测控装置3、电动推杆4a、固定连杆4b、电动伸缩杆5、传动组件6、支承板61、驱动电机62、弹性联轴器63、主动锥齿轮64、从动锥齿轮65、主动轮组件66、承重轮组件67、从动轮组件68、张紧组件69、轮履组件7、胶轮组71、履带72、转动连接件8a、固定连接件8b。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

如图1至图6所示，一种轮履复合全向行走装置，包括主支架1、四件传动组件6和四件轮履组件7，主支架1为正方体框架结构，主支架1的内侧固定粘接有控制柜2，控制柜2的内侧连接有动力电源、处理器和中央控制器，控制柜2的上方连接有电动伸缩杆5，电动伸缩杆5的上端连接有测控装置3，测控装置3为数码相机，主支架1前后连杆的两侧均铰接有电动推杆4a和转动连接件8a，电动推杆4a设置在转动连接件8a的上侧，电动推杆4a的下端与转动连接件8a的中部铰接，转动连接件8a的自由端通过螺钉与传动组件6固定连接，主支架1左右连杆的两侧均固定焊接有固定连杆4b和固定连接件8b，固定连杆4b设置在固定连接件8b的上侧，固定连杆4b的下端与固定连接件8b的中部固定焊接，固定连接件8b的自由端也通过螺钉与传动组件6固定连接，四件传动组件6呈正四边形设置，传动组件6包括前后两件支承板61，两件支承板61通过定位销轴固定连接，靠近主支架1一侧的支承板61通过螺栓固定连接有驱动电机62，驱动电机62为伺服电机，驱动电机62的输出轴连接有弹性联轴器63，弹性联轴器63连接有主动锥齿轮64，靠近主支架1一侧的支承板61还通过轴承转动连接有从动锥齿轮65，主动锥齿轮64与从动锥齿轮65啮合，两件支承板61之间通过轴承转动连接有主动轮组件66、承重轮组件67和张紧组件69，从动锥齿轮65与主动轮组件66固定粘接，张紧组件69通过轴承转动连接有从动轮组件68，轮履组件7包括齿形履带72和多件胶轮组71，一件胶轮组71包括连接轴架和四件胶轮，连接轴架与四件胶轮连接通过轴承转动连接，四件胶轮呈长方形设置，多件胶轮组71通过连接轴架均匀地与履带72连接，主动轮组件66和承重轮组件67均与履带72抵接，主动轮组件66带动履带72转动，测控装置3、电动推杆4a、电动伸缩杆5、驱动电机62、动力电源、处理器和中央控制器之间电连接。

具体实施过程如下：

使用本装置时，先设定测控装置3、处理器、中央控制器、电动推杆4a、电动伸缩杆5和驱动电机62之间的关系，然后开启动力电源，测控装置3检测路况信息，四个驱动电机62分别带动四个轮履行走，整个行走装置的行走方向和速度为四个轮履速度和方向的合成，当路面有障碍物时，中央控制器控制电动伸缩杆5的伸缩以调节测控装置3的高度，中央控制器同时还分别控制前后两组电动推杆4a的工作，电动推杆4a推动转动连接件8a转动，转动连接件8a带动轮履转动调节轮履行走的高度，保证装置成功越过障碍物。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。