一种水陆两栖无人平台越障装置的制作方法

    专利2022-07-07  149


    本发明涉及平台控制技术领域,具体地说,是一种水陆两栖无人平台越障装置。



    背景技术:

    水陆两栖无人船,是一种同时兼具船与车特性的无人平台,具有吃水浅、移动快的优点。无论是在河流环保监测、水文调查以及地形勘探等领域都有着广泛的应用前景。但普通的水陆两栖无人船无法快速通过水陆交织频繁的特殊环境,如滩涂地带、沼泽、潮间带等。



    技术实现要素:

    本发明的目的是设计一种可以快速通过水陆交换地带、跨越障碍物的水陆两栖无人平台及其控制方法,提高无人平台对恶劣环境的适应能力。

    本发明所述的水陆两栖平台,水面航行采用的是泵喷驱动,陆地航行的时候采用履带驱动。船体两侧有四个可旋转、伸缩三角履带轮结构。三角形履带轮由三个轮子组成,三个轮子共用一个控制器。当需要越障的时候,下放三角履带轮。

    本发明采用的具体技术方案如下:

    一种水陆两栖无人平台越障装置,包括同时为船体提供动力与转向的泵喷装置,用于陆地上的主行走装置,用于无人平台通讯导航控制装置,可升降的三角形履带装置。在船头和船尾各安装有一个用于检测工作环境的传感器。

    本发明的进一步改进,上述主行走装置由一个主动轮和四个从动轮组成,主动轮设置在装置的最高位置处,从动轮设置在装置的船头和船尾,船头和船尾各设置有两个从动轮,主动轮和从动轮之间通过履带连接;还设置有收放三角轮的收放装置,收放装置设置在整个装置的中间位置处,当需要快速通过水陆交换地带、跨越障碍物的时候收放装置向外横移用于下放三角轮。

    本发明的进一步改进,还包括丝杆,丝杆设置在收放装置的中间,装置由步进电机控制,推动收放装置向外横移和向内收回。

    本发明的进一步改进,还包括电动伸缩杆。

    本发明的进一步改进,三角轮连接在同一个控制器上,使转速与转向一致。当电动伸缩杆下放且不伸长的时候,三角轮与主行走装置履带在同一个平面上。

    本发明的进一步改进,收放装置的内部设置有多个齿轮,位于收放装置的上部位置的齿轮为主动齿轮,该主动齿轮下方设置有两个从动齿轮设定为第一从动齿轮和第二从动齿轮,第一从动齿轮与主动轮互相啮合,第一从动齿轮又与第二从动齿轮互相啮合,第一从动齿轮与第二从动齿轮各连接有一个三角轮,该三角轮设定为内部三角轮。当主动齿轮顺时针转动的时候带动第一从动齿轮逆时针转动,然后第一从动齿轮逆时针转动带动着第二从动齿轮顺时针转动。

    本发明的进一步改进,第一从动齿轮与第二从动齿轮通过伸缩杆连接到内部三角轮。

    本发明快速通过水陆交换地带、越障的工作原理为:

    当三角履带轮控制器接收到要登陆的信号后,开始下放两侧三角轮。当伸缩杆的伸长长度达到本身的最大值或平台头部的传感器检测不到前方障碍物时停止,前者的优先级大于后者。此时主行走装置先和障碍进行接触,在主行走履带装置以及三角履带轮与地面的摩擦力下,将整个平台向前移动,然后前三角履带轮与障碍物接触,此时在平台本身的重力下和主行走履带装置以及前三角履带轮与障碍物产生向上的力的作用下,使整个平台越过障碍物。

    本发明的有益效果:本发明可以快速通过水陆交换地带、跨越障碍物的水陆两栖无人平台及其控制方法,提高无人平台对恶劣环境的适应能力。

    附图说明

    图1是本发明的俯视图。

    图2是本发明的侧视图。

    图3是图2的后视图。

    图4是本发明中可升降的三角形履带装置侧视图。

    图5是图4的立体图。

    图6是本发明快速越障效果图一。

    图7是本发明快速越障效果图二。

    图8是本发明快速通过水陆交换带效果图。

    图9是本发明越障控制流程图。

    图中,1-泵喷装置,2-主行走装置,201-主动轮,202-从动轮,3-控制装置,4-三角形履带装置,5-收放装置,501-第一从动齿轮,502-主动齿轮,503-第二从动齿轮,504-内部三角轮,6-丝杆,7-伸缩杆。

    具体实施方式

    为了加深对本发明的理解,下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述,该实施例仅用于解释本发明,并不对本发明的保护范围构成限定。

    实施例:如图1所示,一种水陆两栖无人平台越障装置,包括同时为船体提供动力与转向的泵喷装置1,用于陆地上的主行走装置2,用于无人平台通讯导航控制装置3,可升降的三角形履带装置4。在船头和船尾各安装有一个用于检测工作环境的传感器。

    如图2和图3所示,上述主行走装置2由一个主动轮201和四个从动轮202组成,主动轮201设置在装置的最高位置处,从动轮202设置在装置的船头和船尾,船头和船尾各设置有两个从动轮202,主动轮201和从动轮202之间通过履带连接;还设置有收放三角轮的收放装置5,收放装置5设置在整个装置的中间位置处,当需要快速通过水陆交换地带、跨越障碍物的时候收放装置向外横移用于下放三角轮,还包括丝杆6,丝杆6设置在收放装置5的中间,装置由步进电机控制,推动收放装置5向外横移和向内收回,还包括电动伸缩杆7,三角轮连接在同一个控制器上,使转速与转向一致。当电动伸缩杆7下放且不伸长的时候,三角轮与主行走装置履带在同一个平面上。

    如图4和图5所示,收放装置5的内部设置有多个齿轮,位于收放装置的上部位置的齿轮为主动齿轮502,该主动齿轮502下方设置有两个从动齿轮设定为第一从动齿轮501和第二从动齿轮503,第一从动齿轮501与主动轮502互相啮合,第一从动齿轮501又与第二从动齿轮503互相啮合,第一从动齿轮501与第二从动齿轮503各连接有一个三角轮,该三角轮设定为内部三角轮504。当主动齿轮502顺时针转动的时候带动第一从动齿轮501逆时针转动,然后第一从动齿轮501逆时针转动带动着第二从动齿轮502顺时针转动,第一从动齿轮501与第二从动齿轮502通过伸缩杆7连接到内部三角轮504。

    本发明快速通过水陆交换地带、越障的工作原理如图9所示,具体效果如图6到图8所示:

    当三角履带轮控制器接收到要登陆的信号后,开始下放两侧三角轮。当伸缩杆的伸长长度达到本身的最大值或平台头部的传感器检测不到前方障碍物时停止,前者的优先级大于后者。此时主行走装置先和障碍进行接触,在主行走履带装置以及三角履带轮与地面的摩擦力下,将整个平台向前移动,然后前三角履带轮与障碍物接触,此时在平台本身的重力下和主行走履带装置以及前三角履带轮与障碍物产生向上的力的作用下,使整个平台越过障碍物。

    以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


    技术特征:

    1.一种水陆两栖无人平台越障装置,其特征在于,包括同时为船体提供动力与转向的泵喷装置,用于陆地上的主行走装置,用于无人平台通讯导航控制装置和可升降的三角形履带装置。

    2.根据权利要求1所述的水陆两栖无人平台越障装置,其特征在于,该越障装置的船头和船尾各设置有用于检测工作环境的传感器。

    3.根据权利要求2所述的水陆两栖无人平台越障装置,其特征在于,所述主行走装置由一个主动轮和四个从动轮组成,所述主动轮设置在越障装置的最高位置处,所述从动轮设置在越障装置的船头和船尾处,所述主动轮和从动轮之间通过履带连接。

    4.根据权利要求3所述的水陆两栖无人平台越障装置,其特征在于,还设置有收放三角形履带装置的收放装置,所述收放装置设置在越障装置的中间位置处,当需要快速通过水陆交换地带、跨越障碍物的时候收放装置向外横移用于下放三角形履带装置。

    5.根据权利要求4所述的水陆两栖无人平台越障装置,其特征在于,还包括丝杆,所述丝杆设置在收放装置的中间,所述丝杆由步进电机控制,推动收放装置向外横移和向内收回。

    6.根据权利要求5所述的水陆两栖无人平台越障装置,其特征在于,所述收放装置的内部设置有多个齿轮,位于所述收放装置的上部位置的齿轮为主动齿轮,该主动齿轮下方设置有两个从动齿轮设定为第一从动齿轮和第二从动齿轮,第一从动齿轮与主动轮互相啮合,第一从动齿轮又与第二从动齿轮互相啮合,第一从动齿轮与第二从动齿轮各连接有一个三角轮,该三角轮设定为内部三角轮。

    7.当主动齿轮顺时针转动的时候带动第一从动齿轮逆时针转动,然后第一从动齿轮逆时针转动带动着第二从动齿轮顺时针转动。

    8.根据权利要求6所述的水陆两栖无人平台越障装置,其特征在于,所述第一从动齿轮与第二从动齿轮通过伸缩杆连接到内部三角轮。

    技术总结
    本发明涉及平台控制技术领域,具体地说,是一种水陆两栖无人平台越障装置,包括泵喷装置、主行走装置、航控制装置和可升降的三角形履带装置。在船头和船尾各安装有一个用于检测工作环境的传感器,当三角履带轮控制器接收到要登陆的信号后,开始下放两侧三角轮。当伸缩杆的伸长长度达到本身的最大值或平台头部的传感器检测不到前方障碍物时停止,前者的优先级大于后者。此时主行走装置先和障碍进行接触,在主行走履带装置以及三角履带轮与地面的摩擦力下,将整个平台向前移动,然后前三角履带轮与障碍物接触,此时在平台本身的重力下和主行走履带装置以及前三角履带轮与障碍物产生向上的力的作用下,使整个平台越过障碍物。

    技术研发人员:仲伟波;许强;冯友兵;高碧晗;闫灵霄;常琦;李浩东;齐国庆
    受保护的技术使用者:江苏科技大学
    技术研发日:2020.11.25
    技术公布日:2021.03.12

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