履带式行走避障机构.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010672315.6 (22)申请日 2020.07.14 (71)申请人 西南科技大学 地址 621010 四川省绵阳市涪城区青龙大 道中段59号 (72)发明人 蒲俊涛 (74)专利代理机构 北京棘龙知识产权代理有限 公司 11740 代理人 谢静 (51)Int.Cl. B62D 55/02(2006.01) (54)发明名称 一种履带式行走避障机构 (57)摘要 本发明公开了一种履带式行走避障机构， 包 括车体、 履带机构和摆臂机构， 车体的两侧均设 置有履带机构。

2、， 履带机构用于驱动车体运动， 车 体的前端设置有摆臂机构， 摆臂机构包括安装面 板、 摆臂驱动装置、 U形支架、 Z形支架和行走机 构， 安装面板固定在车体的前端， 安装面板上可 转动的穿设有摆臂轴， 摆臂轴的一端与摆臂驱动 装置连接， Z形支架设置为两个， 两个Z形支架的 一端均固定在摆臂轴上， 两个Z型支架的另一端 均设置有行走机构。 遇到障碍时， 摆臂驱动装置 驱动摆臂机构向上运动， 然后将摆臂机构搭接在 障碍物的顶部， 然后摆臂驱动装置驱动摆臂机构 向下运动， 利用障碍物的反作用力将车体的前端 向上抬起， 然后通过履带机构越过障碍物， 实现 了快速避障。 权利要求书2页 说明书4页 。

3、附图2页 CN 111874113 A 2020.11.03 CN 111874113 A 1.一种履带式行走避障机构， 其特征在于， 包括车体(1)、 履带机构(2)和摆臂机构(3)， 所述车体(1)的两侧均设置有所述履带机构(2)， 所述履带机构(2)用于驱动所述车体(1)运 动， 所述车体(1)的前端设置有所述摆臂机构(3)； 所述摆臂机构(3)包括安装面板(31)、 摆臂驱动装置、 U形支架(32)、 Z形支架(33)和行 走机构(34)， 所述安装面板(31)固定在所述车体(1)的前端， 所述安装面板(31)上可转动的 穿设有摆臂轴(35)， 所述摆臂轴(35)的一端与所述摆臂驱动装。

4、置连接， 所述Z形支架(33)设 置为两个， 两个所述Z形支架(33)的一端均固定在所述摆臂轴(35)上， 两个所述Z形支架 (33)平行设置， 两个Z型支架(33)的另一端均设置有所述行走机构(34)， 所述Z型支架(33) 的中部设置有所述U形支架(32)， 两个所述Z形支架(33)分别固定在所述U形支架(32)的两 个内侧壁上。 2.根据权利要求1所述的一种履带式行走避障机构， 其特征在于， 所述摆臂驱动装置包 括电机和变速箱(83)， 所述电机的输出端与所述变速箱(83)连接， 所述变速箱(83)的输出 端与所述摆臂轴(35)的一端连接。 3.根据权利要求2所述的一种履带式行走避障机构。

5、， 其特征在于， 所述变速箱(83)包括 轴一(84)和轴二(85)， 所述轴一(84)和轴二(85)均通过轴承可转动的穿设在所述变速箱 (83)内， 所述轴一(84)和轴二(85)平行设置， 所述轴一(84)的一端通过联轴器与所述电机 的输出轴连接， 所述轴一(84)上设置有二联滑移齿轮(87)， 所述二联滑移齿轮(87)可沿着 所述一轴(84)的轴向移动， 所述轴二(85)上从左至右依次固定有齿轮一(88)和齿轮二 (89)， 所述齿轮一(88)的齿数大于所述齿轮二(89)的齿数， 所述二联滑移齿轮(87)由左齿 轮和右齿轮组成， 所述左齿轮与所述齿轮一(88)啮合， 所述右齿轮与所述齿轮。

6、二(89)啮合， 当所述左齿轮与所述齿轮一(88)啮合时， 所述右齿轮与所述齿轮二(89)分离， 所述右齿轮 与所述齿轮二(89)啮合时， 所述左齿轮与所述齿轮一(88)分离， 所述轴二(85)的一端固定 有齿轮三(90)， 所述摆臂轴(35)的一端固定有齿轮四(91)， 所述齿轮三(90)与齿轮四(91) 啮合， 所述轴一(84)上设置有拨齿， 所述拨齿用于使所述二联滑移齿轮(87)在所述轴一 (84)的轴向移动。 4.根据权利要求1所述的一种履带式行走避障机构， 其特征在于， 所述行走机构(34)包 括安装板(36)、 车轴(37)和车轮(38)， 所述安装板(36)固定在所述Z形支架一端。

7、的外侧， 所 述安装板(36)上可转动的穿设有所述车轴(37)， 所述车轴(37)远离所述安装板(36)的一端 设置有所述车轮(38)。 5.根据权利要求1所述的一种履带式行走避障机构， 其特征在于， 所述履带机构(2)包 括舵机(21)、 主驱动轴(22)和从动轴(23)， 所述主驱动轴(22)可转动的设置在所述车体(1) 一侧的后端， 所述主驱动轴(22)上设置有舵机(21)， 所述从动轴(23)可转动的设置在所述 车体(1)一侧的前端， 所述主驱动轴(22)和从动轴(23)远离所述车体(1)的一端均设置有链 轮(24)， 所述链轮(24)上设置有履带(25)。 6.根据权利要求1所述的一。

8、种履带式行走避障机构， 其特征在于， 所述车体(1)前端顶 部的两侧均设置有防撞导轮机构， 所述防撞导轮机构包括连接杆(26)和导轮(27)， 所述连 接杆(26)的一端固定在所述车体(1)上， 所述连接杆(26)的另一端可转动的设置有所述导 轮(27)。 7.根据权利要求6所述的一种履带式行走避障机构， 其特征在于， 所述连接杆(26)为L 权利要求书 1/2 页 2 CN 111874113 A 2 形杆， 所述连接杆(26)设置有导轮(27)的一端延伸至所述车体(1)外， 所述导轮(27)平行与 所述车体(1)设置。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111874113 A 3 一种履带。

9、式行走避障机构 技术领域 0001 本发明涉及避障机构领域， 具体为一种履带式行走避障机构。 背景技术 0002 自然灾害、 恐怖活动和化工消防等突发性事件时有发生， 它们都具有突发性、 紧迫 性和危害性。 在地震、 矿难和化工事故等事件发生时， 在第一时间掌握环境信息， 对于营救 被困人员或者控制险情蔓延具有重要意义， 可见提供一种小型的探测救援或者土质取样的 小车非常具有现实意义。 目前， 都是采用轮式行走机构进行探查， 轮式行走机构虽然具有质 量轻、 速度快、 机动灵活、 效率高且不易损坏路面的特点， 但面对台阶、 楼梯、 沟壑和陡坡等 复杂地形时， 其越障性能差、 稳定性差。 现有技术。

10、有采用履带进行越障， 但履带机构在遇到 台阶或者楼梯时， 由于台阶或者楼梯的高度大于车体和履带机构的高度， 导致履带机构不 能搭在障碍物上， 从而不能实现台阶和楼梯的避障， 因此， 需要提供一种具有避障能力的行 走机构。 发明内容 0003 本发明的目的在于克服现有技术的不足， 提供一种履带式行走避障机构， 用以解 决背景技术中提到的问题。 0004 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 一种履带式行走避障机构， 包括车 体、 履带机构和摆臂机构， 所述车体的两侧均设置有所述履带机构， 所述履带机构用于驱动 所述车体运动， 所述车体的前端设置有所述摆臂机构； 0005 所述摆臂机构包括安装。

11、面板、 摆臂驱动装置、 U形支架、 Z形支架和行走机构， 所述 安装面板固定在所述车体的前端， 所述安装面板上可转动的穿设有摆臂轴， 所述摆臂轴的 一端与所述摆臂驱动装置连接， 所述Z形支架设置为两个， 两个所述Z形支架的一端均固定 在所述摆臂轴上， 两个所述Z形支架平行设置， 两个Z型支架的另一端均设置有所述行走机 构， 所述Z型支架的中部设置有所述U形支架， 两个所述Z形支架分别固定在所述U形支架的 两个内侧壁上。 0006 进一步地， 所述摆臂驱动装置包括电机和变速箱， 所述电机的输出端与所述变速 箱连接， 所述变速箱的输出端与所述摆臂轴的一端连接。 0007 进一步地， 所述变速箱包括。

12、轴一和轴二， 所述轴一和轴二均通过轴承可转动的穿 设在所述变速箱内， 所述轴一和轴二平行设置， 所述轴一的一端通过联轴器与所述电机的 输出轴连接， 所述轴一上设置有二联滑移齿轮， 所述二联滑移齿轮可沿着所述一轴的轴向 移动， 所述轴二上从左至右依次固定有齿轮一和齿轮二， 所述齿轮一的齿数大于所述齿轮 二的齿数， 所述二联滑移齿轮由左齿轮和右齿轮组成， 所述左齿轮与所述齿轮一啮合， 所述 右齿轮与所述齿轮二啮合， 当所述左齿轮与所述齿轮一啮合时， 所述右齿轮与所述齿轮二 分离， 所述右齿轮与所述齿轮二啮合时， 所述左齿轮与所述齿轮一分离， 所述轴二的一端固 定有齿轮三， 所述摆臂轴(的一端固定有。

13、齿轮四， 所述齿轮三与齿轮四啮合， 所述轴一上设 说明书 1/4 页 4 CN 111874113 A 4 置有拨齿， 所述拨齿用于使所述二联滑移齿轮在所述轴一的轴向移动。 0008 进一步地， 所述行走机构包括安装板、 车轴和车轮， 所述安装板固定在所述Z形支 架一端的外侧， 所述安装板上可转动的穿设有所述车轴， 所述车轴远离所述安装板的一端 设置有所述车轮。 0009 进一步地， 所述履带机构包括舵机、 主驱动轴和从动轴， 所述主驱动轴可转动的设 置在所述车体一侧的后端， 所述主驱动轴可转动的设置在所述车体一侧的前端， 所述主驱 动轴和从动轴远离所述车体的一端均设置有链轮， 所述链轮上设置。

14、有履带。 0010 进一步地， 所述车体前端顶部的两侧均设置有防撞导轮机构， 所述防撞导轮机构 包括连接杆和导轮， 所述连接杆的一端固定在所述车体上， 所述连接杆的另一端可转动的 设置有所述导轮。 0011 进一步地， 所述连接杆为L形杆， 所述连接杆设置有导轮的一端延伸至所述车体 外， 所述导轮平行与所述车体设置。 0012 本发明的有益效果是： 0013 一种履带式行走避障机构， 当遇到障碍时， 摆臂驱动装置驱动摆臂机构向上运动， 然后将摆臂机构搭接在障碍物的顶部， 然后摆臂驱动装置驱动摆臂机构向下运动， 利用障 碍物的反作用力将车体的前端向上抬起， 然后通过履带机构越过障碍物， 实现了快。

15、速避障。 附图说明 0014 图1为本发明一种履带式行走避障机构的正视图； 0015 图2为本发明一种履带式行走避障机构的俯视图； 0016 图3为本发明一种履带式行走避障机构的左视图； 0017 图4为本发明一种履带式行走避障机构中变速箱内部结构示意图； 0018 图中， 1-车体， 2-履带机构， 3-摆臂机构， 21-舵机， 22-主驱动轴， 23-从动轴， 24-链 轮， 25-履带， 26-连接杆， 27-导轮， 31-安装面板， 32-U形支架， 33-Z形支架， 34-行走机构， 35-摆臂轴， 36-安装板， 37-车轴， 38-车轮， 83-变速箱， 84-轴一， 85-轴二。

16、， 87-二联滑移齿 轮， 88-齿轮一， 89-齿轮二， 90-齿轮三， 91-齿轮四。 具体实施方式 0019 下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案， 但本发明的保护范围不局限于 以下所述。 0020 如图1至图4所示， 一种履带式行走避障机构， 包括车体1、 履带机构2和摆臂机构3， 车体1的两侧均设置有履带机构2， 履带机构2用于驱动车体1运动， 车体1的前端设置有摆臂 机构3； 0021 车体1通过履带机构2使车体1能在障碍物上行走， 由于障碍物的高度高于车体的 高度， 以至于履带机构2不能直接越过障碍物， 本发明基于此种情况设置了摆臂机构3， 摆臂 机构3能有效的支撑起车体1。

17、的前端， 使履带机构2能搭在障碍物的顶端， 从而使车体1能快 速有效的越过障碍物。 0022 如图1和图2所示， 摆臂机构3包括安装面板31、 摆臂驱动装置、 U形支架32、 Z形支架 33和行走机构34， 安装面板31固定在车体1的前端， 安装面板31上可转动的穿设有摆臂轴 说明书 2/4 页 5 CN 111874113 A 5 35， 摆臂轴35的一端与摆臂驱动装置连接， Z形支架33设置为两个， 两个Z形支架33的一端均 固定在摆臂轴35上， 两个Z形支架33平行设置， 两个Z型支架33的另一端均设置有行走机构 34， Z型支架33的中部设置有U形支架32， 两个Z形支架33分别固定在。

18、U形支架32的两个内侧 壁上。 0023 具体实施时， 履带机构2带动车体1运动， 车体1经过沟壑和陡坡时， 摆臂驱动装置 驱动行走机构34上升， 避免行走机构34卡在沟壑或陡坡上， 通过履带机构2带动车体1越过 障碍， 当遇到台阶、 楼梯或者障碍物的高度大于车体1和履带机构2的高度时， 摆臂驱动装置 驱动摆臂轴35转动， 从而带动Z形支架33转动， 使行走机构34向上转动， 当行走机构34运动 至障碍物的上方时， 摆臂驱动装置带动摆臂轴反转， 使行走机构34搭接在障碍物的顶部， 然 后摆臂驱动装置驱动摆臂机构向下运动， 利用障碍物的反作用力将车体1的前端向上抬起， 然后通过履带机构越过障碍物。

19、， 实现了快速避障。 0024 摆臂驱动装置包括电机和变速箱83， 电机的输出端与变速箱83连接， 变速箱83的 输出端与摆臂轴35的一端连接。 0025 如图4所示， 变速箱83包括轴一84和轴二85， 轴一84和轴二85均通过轴承可转动的 穿设在变速箱83内， 轴一84和轴二85平行设置， 轴一84的一端通过联轴器与电机的输出轴 连接， 轴一84上设置有二联滑移齿轮87， 二联滑移齿轮87可沿着一轴84的轴向移动， 轴二85 上从左至右依次固定有齿轮一88和齿轮二89， 齿轮一88的齿数大于齿轮二89的齿数， 二联 滑移齿轮87由左齿轮和右齿轮组成， 左齿轮与齿轮一88啮合， 右齿轮与齿轮。

20、二89啮合， 当左 齿轮与齿轮一88啮合时， 右齿轮与齿轮二89分离， 右齿轮与齿轮二89啮合时， 左齿轮与齿轮 一88分离， 轴二85的一端固定有齿轮三90， 摆臂轴35的一端固定有齿轮四91， 齿轮三90与齿 轮四91啮合， 轴一84上设置有拨齿， 拨齿用于使二联滑移齿轮87在轴一84的轴向移动。 0026 如图1和图2所示， 行走机构34包括安装板36、 车轴37和车轮38， 安装板36固定在Z 形支架一端的外侧， 安装板36上可转动的穿设有车轴37， 车轴37远离安装板36的一端设置 有车轮38。 0027 当遇到障碍物需要使摆臂机构向上运动时， 使二联滑移齿轮87的右齿轮与齿轮二 8。

21、9啮合时， 使行走机构34具有较大的速度， 使行走机构快速的运动至障碍物的上方， 然后摆 臂驱动装置反转同时拨齿拨动， 使二联滑移齿轮87的左齿轮与齿轮一88啮合， 使行走机构 34以较小的速度向下运动， 用于支撑车体1， 避免速度过快产生较大的惯性， 造成行走机构 34的损坏。 具体实施时， 电机驱动轴一84转动， 轴一通过二联滑移齿轮87与齿轮一88或齿轮 二89的啮合驱动轴二85转动， 轴二85通过齿轮三90与齿轮四91的啮合带动摆臂轴35转动， 从而实现行走机构34的向上运动或向下运动。 0028 进一步地， 履带机构2包括舵机21、 主驱动轴22和从动轴23， 主驱动轴22可转动的 。

22、设置在车体1一侧的后端， 主驱动轴22上设置有舵机21， 从动轴23可转动的设置在车体1一 侧的前端， 主驱动轴22和从动轴23远离车体1的一端均设置有链轮24， 链轮24上设置有履带 25。 0029 舵机21提供主驱动轴22动力， 使主驱动轴22转动， 从而带动链轮24转动， 进而驱动 履带25转动， 实现避障。 0030 进一步地， 车体1前端顶部的两侧均设置有防撞导轮机构， 防撞导轮机构包括连接 杆26和导轮27， 连接杆26的一端固定在车体1上， 连接杆26的另一端可转动的设置有导轮 说明书 3/4 页 6 CN 111874113 A 6 27。 0031 进一步地， 连接杆26为。

23、L形杆， 连接杆26设置有导轮27的一端延伸至车体1外， 导轮 27平行与车体1设置。 0032 当车体1经过沟壑或者狭窄地带时， 导轮27与车体1两侧的障碍物发生碰撞， 避免 车体1的两侧与障碍物发生碰撞， 造成车体1的损坏， 同时导轮27可转动的设置， 从而使导轮 27与障碍物的接触为滑动摩擦， 使导轮27具有一定的导向作用， 同时降低了车体1两侧与障 碍物接触时的摩擦。 0033 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当理解本发明并非局限于本文所披露的 形式， 不应看作是对其他实施例的排除， 而可用于各种其他组合、 修改和环境， 并能够在本 文所述构想范围内， 通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。 而本领域人员所进 行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围， 则都应在本发明所附权利要求的保护范围 内。 说明书 4/4 页 7 CN 111874113 A 7 图1 图2 说明书附图 1/2 页 8 CN 111874113 A 8 图3 图4 说明书附图 2/2 页 9 CN 111874113 A 9 。