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CN118003348A - 一种带伸缩臂的滚动越障机器人 - Google Patents

一种带伸缩臂的滚动越障机器人 Download PDF

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CN118003348A
CN118003348A CN202410346742.3A CN202410346742A CN118003348A CN 118003348 A CN118003348 A CN 118003348A CN 202410346742 A CN202410346742 A CN 202410346742A CN 118003348 A CN118003348 A CN 118003348A
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CN
China
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pipe
rolling
hydraulic
pressurizing
shell
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CN202410346742.3A
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纪玉德
莫梓艺
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Hebei University of Science and Technology
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Hebei University of Science and Technology
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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  • Robotics (AREA)
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Abstract

本发明涉及机器人技术领域,具体涉及一种带伸缩臂的滚动越障机器人,包括滚动壳体,所述滚动壳体内位于滚动轴心处设有主轴,所述主轴的两端与滚动壳体的内侧壁转动连接,所述主轴上固定设有连接块和固定块;所述连接块上设有驱动机构,所述驱动机构用于驱动主轴转动;所述固定块上固定设有角度调节机构,所述角度调节机构的输出端上设有副轴,所述副轴的端部设有摆动块,所述角度调节机构用于调节摆动块的倾斜角度;所述主轴的两端穿过滚动壳体的侧壁并转动连接有控制箱体,所述控制箱体远离滚动壳体的侧壁固定设有液压伸缩杆。该机器人在遇到障碍时,能够自动伸长伸缩臂,从而翻越障碍,提高了越障效率。

Description

一种带伸缩臂的滚动越障机器人
技术领域
本发明专利涉及机器人技术领域,具体而言,涉及一种带伸缩臂的滚动越障机器人。
背景技术
机器人是一种通过手动或者自动控制,模拟人类完成各种指令的一种智能化装置。他可以代替人类进入复杂危险的环境进行探索作业,保证人员安全。现有的机器人有固定设置的,这种机器人可以在一定区域范围内进行操作,比如工厂生产线某个环节中做指定工作的固定式机器人;也有可移动的,通过机械腿、履带、滚轮等结构实现机器人的行走移动。这种移动式机器人可以代替人类进入一些复杂、危险的场景,如有毒害气体的空间、火场等,采集信号并指导救援。
在可移动机器人中,滚动机器人是最常见的一种机器人,这种机器人能够依靠壳体自身的滚动行进。但是,在实际使用时,地形往往较为复杂,对于较高的地面差,比如台阶,常规的滚动机器人无法跨越,所以大大降低了滚动机器人的适用性。所以,为了解决上述问题,在现有的滚动机器人中,出现了带伸缩臂的滚动机器人,当机器人遇到台阶等地面高度差较大的场景时,控制器会控制伸缩臂伸长,伸缩臂将滚动机器人向上抬起,从而使机器人跨越障碍。比如中国发明专利(CN112548984B)公开的一种带伸缩臂的滚动越障机器人,该机器人通过在壳体的两侧设置两个伸缩臂,两个伸缩臂与壳体之间转动连接,并且可以通过舵机来调整伸缩臂与竖直方向之间的角度,当机器人移动到台阶位置后,通过伸缩臂将机器人抬起,同时,由于壳体是一直保持转动趋势,所以当壳体到更高一层台阶高度时,能够立即向前滚动,从而实现越障。
对于上述越障机器人,虽然通过伸缩臂实现了越障,但是该伸缩臂是通过控制信号来实现;当机器人遇到障碍后,需要远程控制伸缩臂伸长来实现越障,操作繁琐。所以,针对上述问题,申请人发明了一种带伸缩臂的滚动越障机器人。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带伸缩臂的滚动越障机器人,该机器人在遇到障碍时,能够自动伸长伸缩臂,从而翻越障碍,提高了越障效率。
本发明是这样实现的,一种带伸缩臂的滚动越障机器人,包括滚动壳体,所述滚动壳体内位于滚动轴心处设有主轴,所述主轴的两端与滚动壳体的内侧壁转动连接,所述主轴上固定设有连接块和固定块;所述连接块上设有驱动机构,所述驱动机构用于驱动主轴转动;所述固定块上固定设有角度调节机构,所述角度调节机构的输出端上设有副轴,所述副轴的端部设有摆动块,所述角度调节机构用于调节摆动块的倾斜角度;
所述主轴的两端穿过滚动壳体的侧壁并转动连接有控制箱体,所述控制箱体远离滚动壳体的侧壁固定设有液压伸缩杆;所述控制箱体内设有控制液压伸缩杆进行伸缩调节的加压机构;所述滚动壳体位于两侧轴心处的外侧壁上各设有一个固定齿环,所述控制箱体内还设有传动机构,所述传动机构用于将固定齿环的转动时的动力传输至加压机构的动力输入端;
所述加压机构包括加压装置、液压管一、液压管二、进液管、出液管、液压油储存箱、储能装置和两个单向阀;所述加压装置的进液端和出液端分别与出液管和液压管二连接;所述出液管远离加压装置的端部与液压油储存箱连接;所述液压管二远离加压装置的端部与液压伸缩杆的其中一个进液端连接;所述进液管与液压管二的侧壁连接,所述进液管远离液压管二的端部与储能装置连接;所述液压管一和回液管的端部均与进液管侧壁连接,所述回液管与进液管的连接处位于液压管二和液压管一之间;所述液压管一远离进液管的端部与液压伸缩杆的另一个进液端连接;所述回液管远离液压伸缩杆的端部与液压油储存箱连接;两个所述单向阀分别设置于进液管和回液管上;位于进液管上的单向阀安装于液压管一和回液管之间,且朝向储能装置流通;位于回液管上的单向阀朝向液压油储存箱流通;所述回液管上单向阀的阻力大于进液管上单向阀的阻力。
进一步,所述加压装置包括加压壳体、加压螺旋桨、多根连接杆和传动齿环;所述传动齿环转动嵌设于加压壳体上,且与加压壳体内部连通;所述加压螺旋桨位于加压壳体内,多根所述连接杆的端部与加压螺旋桨的外侧壁固定连接,多根所述连接杆远离加压螺旋桨的端部与传动齿环的内侧壁固定连接,所述加压螺旋桨转动时的加压方向朝向液压管二。
进一步,所述储能装置包括蓄能壳体和储液囊,所述储液囊与蓄能壳体之间形成一个密封腔室并灌注有指定体积的氮气;所述储液囊与进液管连通。
进一步,所述单向阀包括阀本体、固定环、支撑架、弹簧和活动板;所述阀本体安装于回液管或进液管上,所述支撑架的两端以及固定环的外侧壁均与阀本体内侧壁固定连接,所述弹簧的一端与支撑架固定连接,所述弹簧的另一端穿过固定环并与活动板固定连接,无液体流过时,所述弹簧处于拉伸状态并使得活动板与固定环紧密贴合;所述回液管上弹簧的弹力大于进液管上单向阀中弹簧的弹力。
进一步,所述传动机构包括传动齿轮一、传动齿轮二和传动轴;所述传动轴的一端与控制箱体内侧壁转动连接,所述传动轴的另一端穿过控制箱体并与传动齿轮一的轴心处固定连接,所述传动齿轮一与固定齿环啮合;所述传动齿轮二固定套接在传动轴上,所述传动齿轮二与传动齿环啮合。
进一步,所述液压伸缩杆包括固定筒、滑动杆和活塞,所述固定筒的侧壁与控制箱体的外侧壁固定连接,所述滑动杆的一端插入固定筒内并与活塞固定连接,所述活塞与固定筒内侧壁滑动触接,所述液压管一和液压管二的端部均与固定筒内部连通且分别位于活塞的两侧。
进一步,所述驱动机构包括主电机、驱动齿轮和从动齿轮一,所述主电机固定安装于连接块上,所述主电机的输出端与驱动齿轮的轴心处固定连接,所述从动齿轮一固定套接在主轴上,所述驱动齿轮与从动齿轮一之间啮合。
进一步,所述角度调节装置包括两个支撑装置、两根转轴、主动齿轮、从动齿轮和副电机;两根所述转轴转动设置于支撑装置上,所述主动齿轮固定套接在其中一根转轴上,所述从动齿轮二和副轴固定套接在另一根转轴上,所述主动齿轮与从动齿轮啮合,所述副电机固定安装于支撑装置上,且所述副电机的输出端与套接有主动齿轮的转轴固定连接。
进一步,所述支撑装置由两个平行设置的支撑板构成,所述转轴的两端分别与两个支撑板的侧壁转动连接。
进一步,所述控制箱体的底部设有配重块。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、在进液管的端部设置储能装置,在进液管和回液管上安装单向阀,同时,在回液管上的单向阀阻力大于在进液管上单向阀的阻力,此外,传动机构同时与加压装置的传动齿环以及固定固定齿环啮合,这样,在滚动壳体正常转动时,此时加压装置将液压油从液压管二中注入到固定筒中,使得滑动杆进入固定筒内形成收缩状态,当收缩到最短位置时,加压装置将压力蓄积到储能装置中进行储存,由于单向阀的阻力不同,当储能装置达到最大储能状态时,回液管、出液管、加压装置和进液管之间形成一条闭合的通路,保证机器人的正常转动;当滚动壳体遇到台阶停止时,可以将储能装置中的蓄积的能量进行释放,从而将油液注入到固定筒位于活塞上方的腔室中,从而实现伸缩臂的自动伸缩;
2、将储液囊设置在蓄能壳体内,储液囊与蓄能壳体之间形成一个密封腔室,在密封腔室内充注有一定体积的氮气,同时储液囊与进液管之间连接,这样当活塞移动到固定筒的最顶部时,液压油在加压装置的作用下进入到储液囊中,通过挤压蓄能壳体内部的氮气体积,使得氮气形成一定的压力,在滚动壳体与台阶触碰并静止转动时,通过氮气蓄积的压力来将储液囊中的液压油推入到固定筒中活塞顶部的空腔,从而触发液压伸缩杆伸长;
3、在控制箱体的底部固定安装配重块,同时主轴的端部与控制箱体转动连接,传动轴也与控制箱体之间转动连接,这样在滚动壳体转动时,这样主轴对控制箱体起到支撑的作用,使得控制箱体能够始终处于竖直状态,从而使液压伸缩杆保持着固定的倾斜角度,当滚动壳体与台阶接触后,能够保证液压伸缩杆能够伸长将机器人抬起并跨越障碍;
4、在主轴上设置连接块和固定块,连接块上固定安装驱动机构,固定块上设置支撑装置,在支撑装置上设置角度调节机构,在角度调节机构的动力输出端上通过副轴与摆动块连接,这样通过主电机驱动主轴转动时,摆动块转动,从而给予滚动壳体向前转动的趋势,当滚动壳体跨越障碍时,伸缩杆将滚动壳体向上推动,同时由于摆动块一直在转动,这样能够让滚动壳体与地面始终保持贴合,保证机器人能够正常向前滚动。
附图说明
图 1 是本发明实施例提供的一种带伸缩臂的滚动越障机器人的结构示意图;
图 2 是本发明实施例提供的液压伸缩杆、控制箱体和滚动壳体之间的结构示意图;
图 3 是图 2 中 A 处的放大图;
图 4 是图 2 中 B 处的放大图;
图 5 是本发明实施例提供的加压装置的结构示意图;
图 6 是本发明实施例提供的单向阀的结构示意图;
图 7 是本发明实施例提供的角度调节机构的俯视图;
图 8 是本发明实施例提供的一种带伸缩臂的滚动越障机器人的侧视图。
上述附图中涉及的附图标记:
1、滚动壳体;2、转轴;3、主电机;4、驱动齿轮;5、从动齿轮一;6、固定齿环;7、固定筒;8、控制箱体;9、传动齿轮一;10、滑动杆;11、橡胶块;12、连接块;13、固定块;14、主轴;15、支撑板;16、主动齿轮;17、从动齿轮二;18、副轴;19、摆动块;20、液压管二;21、限位块;22、配重块;23、传动轴;24、出液管;25、液压油储存箱;26、限位环一;27、蓄能壳体;28、储液囊;29、进液管;30、液压管一;31、回液管;32、加压螺旋桨;33、传动齿轮二;34、传动齿环;35、加压壳体;36、阀本体;37、活塞;38、限位环二;39、弹簧;40、活动板;41、固定环;42、支撑架;43、副电机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照图 1-8 所示,为本发明提供的较佳实施例。
一种带伸缩臂的滚动越障机器人,包括滚动壳体 1,滚动壳体 1 内位于滚动轴心处安装有主轴 14,主轴 14 与滚动壳体 1 的连接处采用轴承的方式连接,并且主轴 14的两端穿过滚动壳体 1 侧壁并位于滚动壳体 1 外部,主轴 14 侧壁上固定安装一个连接块 12,同时在主轴 14 上还固定套接一个固定块 13,固定块 13为长方体;连接块 12 上固定安装有驱动机构,驱动机构用于驱动主轴 14 转动;本实施例中,驱动机构包括主电机3、驱动齿轮 4 和从动齿轮一 5,主电机 3 固定安装于连接块 12 上,主电机 3 的输出端与驱动齿轮 4 的轴心处固定连接,从动齿轮一 5 固定套接在主轴 14 上,驱动齿轮 4 与从动齿轮一 5 之间啮合;固定块 13 上固定安装有角度调节机构,角度调节机构的输出端上固定套接一个副轴18,副轴 18 的端部固定安装摆动块 19,角度调节机构用于调节摆动块 19 的倾斜角度;采用上述结构,当主电机 3 驱动主轴 14 转动时,主轴 14 不能直接驱动滚动壳体 1 转动,而是通过摆动块 19 的转动来使得滚动壳体 1 向前滚动;这样即使滚动壳体 1 与较高高度差的台阶触碰时,滚动壳体 1 停止转动,但是此时摆动块 19在主电机 3 的作用下一直绕着主轴 14 转动,始终保持向前滚动的趋势,当滚动壳体 1通过液压伸缩杆将其抬上台阶后,能够立即贴合地面向前滚动;同时本实施例的越障机器人也是通过滚动壳体 1 的停止转动来触发液压伸缩杆伸长,使机器人与障碍物触碰时能够立即在液压伸缩杆的辅助下跨越障碍,相比控制器操控,其反应速度更加灵敏。
主轴 14 的两端穿过滚动壳体 1 的侧壁并转动连接有控制箱体 8,控制箱体 8远离滚动壳体 1 的侧壁固定安装有液压伸缩杆,在本实施例中,如图 8 所示,液压伸缩杆与竖直方向呈 30°夹角,这样在跨越障碍时,不仅可以对机器人起到支撑的作用,同时还能使滚动壳体 1 与地面紧密触接;如图 2 所示,控制箱体 8 内安装有控制液压伸缩杆进行伸缩调节的加压机构;滚动壳体 1 位于两侧轴心处的外侧壁上都固定安装了一个固定齿环 6,为了保证装置的稳定性,在固定齿环 6的侧壁上还规定安装了一个限位环一 26,限位环一 26 插入到控制箱体 8 侧壁内并与控制箱体 8 侧壁转动触接,控制箱体 8 内还固定安装有传动机构,传动机构用于将固定齿环 6 的转动时的动力传输至加压机构的动力输入端;
在本实施例中,加压机构包括加压装置、液压管一 30、液压管二 20、进液管 29、出液管 24、液压油储存箱 25、储能装置和两个单向阀;加压装置的进液端和出液端分别与出液管 24 和液压管二 20 连接;出液管 24 远离加压装置的端部与液压油储存箱 25 连接;液压管二 20 远离加压装置的端部与液压伸缩杆的其中一个进液端连接;进液管 29与液压管二 20 的侧壁连接,进液管 29 远离液压管二 20 的端部与储能装置连接;液压管一 30 和回液管 31 的端部均与进液管 29侧壁连接,回液管 31 与进液管 29 的连接处位于液压管二 20 和液压管一 30 之间;液压管一 30 远离进液管 29 的端部与液压伸缩杆的另一个进液端连接;回液管 31远离液压伸缩杆的端部与液压油储存箱 25 连接;两个单向阀分别设置于进液管29 和回液管 31 上;位于进液管 29 上的单向阀安装于液压管一 30 和回液管之间,且朝向储能装置流通;位于回液管上的单向阀朝向液压油储存箱25 流通;回液管 31 上单向阀的阻力大于进液管 29 上单向阀的阻力;同时加压装置的输出压力能够顺利冲开两个单向阀,并且比蓄能壳体 27 蓄积的最大压力更大,这样,能够保证液压油在不同情况下朝不同方向流动。
加压装置包括加压壳体 35、加压螺旋桨 32、四根连接杆和传动齿环 34;在本实施例中,传动齿环 34 的侧壁上固定安装有限位环二 38,限位环二 38 位于加压壳体 35的侧壁内,并沿着加压壳体 35 侧壁内部转动;传动齿环 34 的通孔与加压壳体 35 内部连通;加压螺旋桨 32 位于加压壳体 35 内,四根连接杆的端部与加压螺旋桨 32 的中心轴的外侧壁固定连接,四根连接杆远离加压螺旋桨 32 的端部与传动齿环 34 的内侧壁固定连接,加压螺旋桨 32 转动时的加压方向朝向液压管二 20。
本实施例中,储能装置包括蓄能壳体 27 和储液囊 28,储液囊 28 与蓄能壳体27之间形成一个密封腔室并灌注有指定体积的氮气;储液囊 28与进液管29 连通,该结构利用气体的可压缩性质来实现能量的存储,蓄能壳体 27 内氮气的压力与加压装置的出口压力相同时,加压装置便无法将液压油注入到储液囊 28 中。
本实施例中,单向阀包括阀本体 36、固定环 41、支撑架 42、弹簧 39 和活动板40;如图 6 所示,阀本体 36 安装于回液管 31 或进液管 29 上,支撑架 42 的两端以及固定环 41 的外侧壁均与阀本体 36 内侧壁固定连接,弹簧 39 的一端与支撑架 42 固定连接,弹簧 39 的另一端穿过固定环 41 并与活动板 40 固定连接,无液体流过时,弹簧39 处于拉伸状态并使得活动板 40 与固定环 41 紧密贴合;回液管 31 上弹簧 39 的弹力大于进液管 29 上单向阀中弹簧 39 的弹力,在本实施例中,阀本体 36 的两端设计为缩口状,同时固定环 41 靠近支撑架 42 的端部也设计为缩口状,这样可以减小液压油穿过单向阀的局部阻力损失。
本实施例中,传动机构包括传动齿轮一 9、传动齿轮二 33 和传动轴 23;传动轴23 的一端与控制箱体 8 内侧壁转动连接,传动轴 23 的另一端穿过控制箱体8 并与传动齿轮一 9 的轴心处固定连接,传动齿轮一 9 与固定齿环 6 啮合;传动齿轮二 33 固定套接在传动轴 23 上,传动齿轮二 33 与传动齿环 34 啮合。
本实施例中,液压伸缩杆包括固定筒 7、滑动杆 10 和活塞 37,如图 2 和图 3所示,固定筒 7 的侧壁与控制箱体 8 的外侧壁固定连接,滑动杆 10 的一端插入固定筒 7内并与活塞 37 固定连接,活塞 37 与固定筒 7 内侧壁滑动触接,液压管一 30 和液压管二 20 的端部均与固定筒 7 内部连通且分别位于活塞 37 的两侧;在本实施例中,还在固定筒 7 中靠近其顶部和底部的位置安装了限位块 21,这样当活塞 37 滑动到与限位块21 贴合时就无法继续伸长或缩短。
本实施例中,角度调节装置包括两个支撑装置、两根转轴 2、主动齿轮 16 、 从动齿轮和副电机 43;如图 1 和图 7 所述,两根转轴 2 转动设置于支撑装置上, 主动齿轮16 固定套接在其中一根转轴 2 上,从动齿轮二 17 和副轴 18 固定套接 在另一根转轴2 上,主动齿轮 16 与从动齿轮啮合, 副电机 43 固定安装于支撑装 置上, 且副电机 43的输出端与套接有主动齿轮 16 的转轴 2 固定连接, 副电机 43 带动主动齿轮 16 转动,从而调节副轴 18 和摆动块 19 的转动角度,这样便可控 制滚动壳体 1 转弯;本实施例中, 支撑装置由两个平行设置的支撑板 15 构成,转轴 2 的两端分别与两个支撑板 15的侧壁转动连接。
本实施例中,控制箱体 8 的底部设有配重块 22,这样能使控制箱体 8 处于竖直状态, 同时也保证了固定筒 7 的倾斜角度在 30°; 此外, 本实施例还在滑动杆10 的端部固定安装了橡胶块 11,橡胶块 11 能够增强滑动块与地面之间的摩擦力。
工作原理:当机器人正常向前滚动时,通过驱动机构驱动主轴 14 转动,在 主轴14 转动时, 通过副轴 18 和角度调节机构使摆动块 19 绕着主轴 14 转动, 从 而使得整个滚动壳体 1 向前滚动;当正常滚动时, 由于滚动壳体 1 转动,此时固定齿环 6 会带动传动齿轮一 9 转动,传动齿轮一 9 通过传动轴 23 以及传动齿轮 二 33 来带动传动齿环 34 转动, 传动齿环 34 带动加压螺旋桨 32 转动, 从而将液 压油储存箱 25 中的液压油进行加压,由于液压管二 20 直接将加压壳体 35 与固 定筒 7 中活塞 37 下方的腔室连通, 这样能够将液压油推注到固定筒 7 内并推动 活塞 37 向上移动, 当活塞 37移动到固定筒 7 的最顶部位置时, 液压伸缩杆收缩 到最短状态; 此时由于加压螺旋桨32 继续转动,同时在进液管 29 上的单向阀的 弹簧 39 弹力小于回液管 31 中单向阀弹簧 39 的弹力,此外,由于液压管二 20 与 固定筒 7 内直接连通, 会导致液压管一30 与液压管二 20 的压力大小相同, 这样 液压油也无法通过液压管一 30 进入到固定筒 7内,此时液压油就被加压到储液 囊 28 中,储液囊 28 膨胀时,会导致蓄能壳体 27 内的氮气受到挤压,气体密度 变大, 压力变大, 当蓄能壳体 27 内的压力与加压螺旋桨 32的压力相同时,所有 的油液就只能进入到回液管 31 中穿过单向阀并回到液压油储存箱25 中; 当滚动 壳体 1 与台阶等障碍物触碰后, 滚动壳体 1 无法滚动,此时固定齿环 6也停止转 动, 导致加压螺旋桨 32 也停止转动,此时由于进液管 29 中的压力下降,储液囊 28 中的油液被氮气的压力喷出,由于进液管 29 中单向阀的原因, 使得液压油只 能进入到固定筒 7 的活塞 37 顶部, 由于活塞 37 底部压力也下降, 这样就推动滑 动杆10 向外伸长, 从而抬起整个滚动壳体 1;当滚动壳体 1 越过障碍后,此时控 制箱体 8继续转动,此时在加压螺旋桨 32 的作用下又将液压油注入到固定筒 7 的活塞 37 底部,同时活塞 37 顶部的液压油被冲入到储液囊 28 中,这样就可以 实现储能装置和加压装置对活塞 37 的位置控制,从而实现在触碰较高障碍物时能立即触发液压伸缩杆伸长的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带伸缩臂的滚动越障机器人,其特征在于,包括滚动壳体(1),所述滚动壳体(1)内位于滚动轴心处设有主轴(14),所述主轴(14)的两端与滚动壳体(1)的内侧壁转动连接,所述主轴(14)上固定设有连接块(12)和固定块(13);所述连接块(12)上设有驱动机构,所述驱动机构用于驱动主轴(14)转动;所述固定块(13)上固定设有角度调节机构,所述角度调节机构的输出端上设有副轴(18),所述副轴(18)的端部设有摆动块(19),所述角度调节机构用于调节摆动块(19)的倾斜角度;
所述主轴(14)的两端穿过滚动壳体(1)的侧壁并转动连接有控制箱体(8),所述控制箱体(8)远离滚动壳体(1)的侧壁固定设有液压伸缩杆;所述控制箱体(8)内设有控制液压伸缩杆进行伸缩调节的加压机构;所述滚动壳体(1)位于两侧轴心处的外侧壁上各设有一个固定齿环(6),所述控制箱体(8)内还设有传动机构,所述传动机构用于将固定齿环(6)的转动时的动力传输至加压机构的动力输入端;
所述加压机构包括加压装置、液压管一(30)、液压管二(20)、进液管(29)、出液管(24)、液压油储存箱(25)、储能装置和两个单向阀;所述加压装置的进液端和出液端分别与出液管(24)和液压管二(20)连接;所述出液管(24)远离加压装置的端部与液压油储存箱(25)连接;所述液压管二(20)远离加压装置的端部与液压伸缩杆的其中一个进液端连接;所述进液管(29)与液压管二(20)的侧壁连接,所述进液管(29)远离液压管二(20)的端部与储能装置连接;所述液压管一(30)和回液管(31)的端部均与进液管(29)侧壁连接,所述回液管(31)与进液管(29)的连接处位于液压管二(20)和液压管一(30)之间;所述液压管一(30)远离进液管(29)的端部与液压伸缩杆的另一个进液端连接;所述回液管(31)远离液压伸缩杆的端部与液压油储存箱(25)连接;两个所述单向阀分别设置于进液管(29)和回液管上;位于进液管(29)上的单向阀安装于液压管一(30)和回液管(31)之间,且朝向储能装置流通;位于回液管(31)上的单向阀朝向液压油储存箱(25)流通;所述回液管(31)上单向阀的阻力大于进液管(29)上单向阀的阻力。
2.根据权利要求 1 所述的一种带伸缩臂的滚动越障机器人,其特征在于,所述加压装置包括加压壳体(35)、加压螺旋桨(32)、多根连接杆和传动齿环(34);所述传动齿环(34)转动嵌设于加压壳体(35)上,且与加压壳体(35)内部连通;所述加压螺旋桨(32)位于加压壳体(35)内,多根所述连接杆的端部与加压螺旋桨(32)的外侧壁固定连接,多根所述连接杆远离加压螺旋桨(32)的端部与传动齿环(34)的内侧壁固定连接,所述加压螺旋桨(32)转动时的加压方向朝向液压管二(20)。
3.根据权利要求 1 所述的一种带伸缩臂的滚动越障机器人,其特征在于,所述储能装置包括蓄能壳体(27)和储液囊(28),所述储液囊(28)与蓄能壳体(27)之间形成一个密封腔室并灌注有指定体积的氮气;所述储液囊(28)与进液管(29)连通。
4.根据权利要求 3 所述的一种带伸缩臂的滚动越障机器人,其特征在于,所述单向阀包括阀本体(36)、固定环(41)、支撑架(42)、弹簧(39)和活动板(40);所述阀本体(36)安装于回液管(31)或进液管(29)上,所述支撑架(42)的两端以及固定环(41)的外侧壁均与阀本体(36)内侧壁固定连接,所述弹簧(39)的一端与支撑架(42)固定连接,所述弹簧(39)的另一端穿过固定环(41)并与活动板(40)固定连接,无液体流过时,所述弹簧(39)处于拉伸状态并使得活动板(40)与固定环(41)紧密贴合;所述回液管(31)上弹簧(39)的弹力大于进液管(29)上单向阀中弹簧(39)的弹力。
5.根据权利要求 2 所述的一种带伸缩臂的滚动越障机器人,其特征在于,所述传动机构包括传动齿轮一(9)、传动齿轮二(33)和传动轴(23);所述传动轴(23)的一端与控制箱体(8)内侧壁转动连接,所述传动轴(23)的另一端穿过控制箱体(8)并与传动齿轮一(9)的轴心处固定连接,所述传动齿轮一(9)与固定齿环(6)啮合;所述传动齿轮二(33)固定套接在传动轴(23)上,所述传动齿轮二(33)与传动齿环(34)啮合。
6.根据权利要求 1 所述的一种带伸缩臂的滚动越障机器人,其特征在于,所述液压伸缩杆包括固定筒(7)、滑动杆(10)和活塞(37),所述固定筒(7)的侧壁与控制箱体(8)的外侧壁固定连接,所述滑动杆(10)的一端插入固定筒(7)内并与活塞(37)固定连接,所述活塞(37)与固定筒(7)内侧壁滑动触接,所述液压管一(30)和液压管二(20)的端部均与固定筒(7)内部连通且分别位于活塞(37)的两侧。
7.根据权利要求 1 所述的一种带伸缩臂的滚动越障机器人,其特征在于,所述驱动机构包括主电机(3)、驱动齿轮(4)和从动齿轮一(5),所述主电机(3)固定安装于连接块(12)上,所述主电机(3)的输出端与驱动齿轮(4)的轴心处固定连接,所述从动齿轮一(5)固定套接在主轴(14)上,所述驱动齿轮(4)与从动齿轮一(5)之间啮合。
8.根据权利要求 1 所述的一种带伸缩臂的滚动越障机器人,其特征在于,所述角度调节装置包括两个支撑装置、两根转轴(2)、主动齿轮(16)、从动齿轮和副电机(43);两根所述转轴(2)转动设置于支撑装置上,所述主动齿轮(16)固定套接在其中一根转轴(2)上,所述从动齿轮二(17)和副轴(18)固定套接在另一根转轴(2)上,所述主动齿轮(16)与从动齿轮啮合,所述副电机(43)固定安装于支撑装置上,且所述副电机(43)的输出端与套接有主动齿轮(16)的转轴(2)固定连接。
9.根据权利要求 1 所述的一种带伸缩臂的滚动越障机器人,其特征在于,所述支撑装置由两个平行设置的支撑板(15)构成,所述转轴(2)的两端分别与两个支撑板(15)的侧壁转动连接。
10.根据权利要求 1 所述的一种带伸缩臂的滚动越障机器人,其特征在于,所述控制箱体(8)的底部设有配重块(22)。
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