高通过性底盘、森林救援、灭火及消防供水机器人的制作方法

1.本发明涉及消防器材技术领域，特别是一种高通过性底盘、森林救援、灭火及消防供水机器人。


背景技术：

2.当具有一定高度路障现场处发生火灾时，现有的森林救援、灭火及消防供水机器人是通过视觉智能检测或激光雷达避开路障，通过绕开路障方式前进，当存在密集型路障时，则无法通过或通行效率低，同时，以绕开路障的方式前进存在着浪费时间的问题，影响效率。
3.另外，现有的森林救援、灭火及消防供水机器人的驱动履带为前后一体式履带，履带较长，在爬坡过程中存在着头部猛地栽头现象且爬坡力度不足。
4.鉴于此，有必要开发一种高通过性底盘、森林救援、灭火及消防供水机器人等。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明的目的在于揭示一种高通过性底盘、森林救援、灭火及消防供水机器人，在底盘和四驱履带基础上，通过设置摆动油缸，使每个履带驱动组件发生摆动，从而使底盘与地面的距离增加，提高了直接自障碍物顶部越过能力，提高了通过性，效率提高。
6.为实现上述第一个发明目的，本发明提供了一种高通过性底盘，包括驱动组件和底盘组件；
7.所述驱动组件设置于所述底盘组件上方；
8.所述底盘组件包括底盘和驱动履带，所述驱动履带为四驱履带，所述四驱履带包括分别设置于所述底盘四角的第一履带驱动组件、第二履带驱动组件、第三履带驱动组件和第四履带驱动组件；
9.在第一履带驱动组件设置第一摆动油缸，所述第一摆动油缸以所述底盘为支点，以所述第一履带驱动组件的固定板为举升点；
10.在第二履带驱动组件设置第二摆动油缸，所述第二摆动油缸以所述底盘为支点，以所述第二履带驱动组件的固定板为举升点；
11.在第三履带驱动组件设置第三摆动油缸，所述第三摆动油缸以所述底盘为支点，以所述第三履带驱动组件的固定板为举升点；
12.在第四履带驱动组件设置第四摆动油缸，所述第四摆动油缸以所述底盘为支点，以所述第四履带驱动组件的固定板为举升点。
13.优选地，所述第一履带驱动组件和第二履带驱动组件分别设置前置液压马达；
14.所述第三履带驱动组件和第四履带驱动组件分别设置后置液压马达。
15.优选地，所述前置液压马达设置于所述第一履带驱动组件和第二履带驱动组件的前端；
16.所述后置液压马达设置于所述第三履带驱动组件和第四履带驱动组件的后端。
17.优选地，在所述第一履带驱动组件、第二履带驱动组件、第三履带驱动组件和第四履带驱动组件分别设置液压马达、主动轮、履带、从动轮、支撑轮及固定板，所述液压马达驱动主动轮，所述主动轮通过所述履带驱动所述从动轮，所述支撑轮设置于所述主动轮和所述从动轮之间，所述支撑轮和从动轮分别转动地设置于所述固定板，所述固定板通过轴承设置于所述底盘。
18.优选地，所述第一履带驱动组件、第二履带驱动组件、第三履带驱动组件和第四履带驱动组件的履带均采用钢质履带，且履带表面设置若干凸起。
19.优选地，所述第一履带驱动组件、第二履带驱动组件、第三履带驱动组件和第四履带驱动组件的摆动角度为0
°‑
90
°
。
20.优选地，在底盘的前端和后端均设置激光雷达。
21.为实现上述第二个发明目的，本发明提供了一种森林救援机器人，包括如第一发明创造所述的高通过性底盘。
22.为实现上述第三个发明目的，本发明提供了一种灭火机器人，包括如第一发明创造所述的高通过性底盘。
23.为实现上述第四个发明目的，本发明提供了一种消防供水机器人，包括如第一发明创造所述的高通过性底盘。
24.与现有技术相比，本发明技术效果如下：
25.(1)在底盘和四驱履带基础上，通过设置摆动油缸，使每个履带驱动组件发生摆动，从而使底盘与地面的距离增加，提高了直接自障碍物顶部越过能力，提高了通过性，效率提高。
26.(2)另外，在实现高通过性越过路障的同时，底盘组件设置有驱动履带，履带与地面的摩擦力更大，不容易出现打滑现象，同时，履带与地面接触面积大，更加稳定。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明驱动履带与地面平行时的底盘状态图。
29.图2是本发明驱动履带与地面呈现一定夹角时的底盘状态图。
30.图3是本发明底盘被抬起立体状态图。
31.图4是本发明履带驱动组件的立体图。
32.其中，1、底盘；2、驱动履带；21、第一履带驱动组件；211、第一摆动油缸；22、第二履带驱动组件；221、第二摆动油缸；23、第三履带驱动组件；231、第三摆动油缸；24、第四履带驱动组件；241、第四摆动油缸；25、前置液压马达；26、后置液压马达；3、固定板；4、主动轮；5、履带；51、凸起；6、从动轮；7、支撑轮；8、轴承。
具体实施方式
33.下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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，因此不能理解为对本发明的限制。
35.实施例1
36.参图1至图4所示，本实施例揭示了一种高通过性底盘的一种具体实施方式。
37.本实施例提供了一种高通过性底盘，包括驱动组件和底盘组件；
38.所述驱动组件设置于所述底盘组件上方；
39.所述底盘组件包括底盘1和驱动履带2，所述驱动履带2为四驱履带，所述四驱履带包括分别设置于所述底盘1四角的第一履带驱动组件21、第二履带驱动组件22、第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24；
40.在第一履带驱动组件21设置第一摆动油缸211，所述第一摆动油缸211以所述底盘1为支点，以所述第一履带驱动组件21的固定板3为举升点；
41.在第二履带驱动组件22设置第二摆动油缸221，所述第二摆动油缸221以所述底盘1为支点，以所述第二履带驱动组件22的固定板3为举升点；
42.在第三履带驱动组件23设置第三摆动油缸231，所述第三摆动油缸231以所述底盘1为支点，以所述第三履带驱动组件23的固定板3为举升点；
43.在第四履带驱动组件24设置第四摆动油缸241，所述第四摆动油缸241以所述底盘1为支点，以所述第四履带驱动组件24的固定板3为举升点。
44.具体地，为实现高效率地越过一定高度的路障，参见图1和图2，图1是驱动履带2与地面平行时的状态图，能够通过平坦路面或小型路障，图1左侧为前，右侧为后；图2是驱动履带2与地面呈现一定夹角时的状态图，此时，底盘1与地面的距离变大，能通过更大高度的路障；驱动履带2与地面呈现一定夹角的工作原理如下：在第一履带驱动组件21、第二履带驱动组件22、第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24和底盘1之间分别设置第一摆动油缸211、第二摆动油缸221、第三摆动油缸231和第四摆动油缸241；参见图3，第一摆动油缸211在底盘1的支点位于底盘1的一侧并接近所述第一履带驱动组件21的后端，而举升点则位于所述第一履带驱动组件21的固定板3的后半部分，当第一摆动油缸211启动后，第一摆动油缸211驱动第一履带驱动组件21以第一履带驱动组件21的前端为支点发生摆动；同理，第二摆动油缸221在底盘1的支点位于底盘1的一侧并接近所述第二履带驱动组件22的后端，而举升点则位于所述第二履带驱动组件22的固定板3的后半部分，当第二摆动油缸221启动后，第二摆动油缸221驱动第二履带驱动组件22以第二履带驱动组件22的前端为支点发生摆动；同理，第三摆动油缸231在底盘1的支点位于底盘1的一侧并接近所述第三履带驱动组件23的前端，而举升点则位于所述第三履带驱动组件23的固定板3的前半部分，当第三摆动油缸231启动后，第三摆动油缸231驱动第三履带驱动组件23以第三履带驱动组件23的
后端为支点发生摆动；同理，第四摆动油缸241在底盘1的支点位于底盘1的一侧并接近所述第四履带驱动组件24的前端，而举升点则位于所述第四履带驱动组件24的固定板3的前半部分，当第四摆动油缸241启动后，第四摆动油缸241驱动第四履带驱动组件24以第四履带驱动组件24的后端为支点发生摆动；具体参见图2，此时，第一履带驱动组件21和第三履带驱动组件23呈现倒v型，而第二履带驱动组件22和第四履带驱动组件24同样呈现倒v型，倒v型使底盘1与地面的距离变大，提高了直接越过一定高度路障的能力。
45.需要进一步说明的是，在实现高通过性的同时，底盘组件设置有驱动履带，履带与地面的摩擦力更大，不容易出现打滑现象，同时，履带与地面接触面积大，更加稳定，不容易出现倾覆问题。
46.为提高底盘的越过路障的通过性，通过履带式底盘进行解决，参见图2和图3，具体技术方案如下：驱动履带为四驱履带，所述四驱履带包括分别设置于所述底盘1四角的第一履带驱动组件21、第二履带驱动组件22、第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24。所述第一履带驱动组件21和第二履带驱动组件22分别设置前置液压马达25；所述第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24分别设置后置液压马达26。
47.面对路障较高的火灾现场，为提高底盘通过性及通过效率。我们开发了一种具有四驱履带的高通过性底盘，参见图2和图3，四驱履带包括了第一履带驱动组件21、第二履带驱动组件22、第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24，即每个履带组件设置独立的液压马达，使底盘的驱动力增加；另外，现有底盘的单侧履带是一个整体式履带，整体式履带长度较长，在有坡度的路面行走时存在猛地栽头现象；而本实施例的每个履带组件均采用独立液压马达和独立的履带，使每个履带的长度减少，当高通过性底盘通过具有一定坡度的路面时，不会出现头部猛地栽头现象，使机器人能稳定地行走在起伏路面。
48.在高通过性底盘行走过程中，所述第一履带驱动组件21和第二履带驱动组件22分别位于底盘1的前端两侧并分别设置前置液压马达25，前置液压马达25使履带的驱动力在最前端，能够将驱动力直接作用于最前端遇到的路面，动力更强大；而所述第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24分别位于底盘1的后端两侧并分别设置后置液压马达26，后置液压马达26使履带的驱动力在最后端，能够将驱动力直接作用于最后端遇到的路面，动力更强大；通过前后对称设置的前置液压马达25和后置液压马达26，使高通过性底盘无论前进还是倒退时，都能够使液压马达位于行走方向的最前端，行走动力大，行走自如。
49.在高通过性底盘行走过程中需要掉头时，当将其中一个履带组件的液压马达停止驱动时，其它三个履带组件继续驱动，则高通过性底盘能够实现以该履带组件为中心360
°
旋转，掉头所需的场地面积大幅度减小，掉头更加灵活。
50.第一履带驱动组件21、第二履带驱动组件22、第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24的驱动原理如下，参见图4，为方便描述起见，以其中的第一履带驱动组件21为例进行说明，在所述第一履带驱动组件21设置前置液压马达25、主动轮4、履带5、从动轮6、支撑轮7及固定板3，所述前置液压马达25驱动主动轮4，所述主动轮4通过所述履带5驱动所述从动轮6，所述支撑轮7设置于所述主动轮4和所述从动轮6之间，所述支撑轮7和从动轮6分别转动地设置于所述固定板3，所述固定板3通过轴承8设置于所述底盘1。
51.具体地，参见图4，前置液压马达25由驱动组件提供动力，驱动组件为内燃机，前置液压马达25通过轴承驱动主动轮4并通过主动轮4驱动履带5，进而带动从动轮6转动，而主
动轮4和从动轮6之间设置支撑轮7，支撑轮7为不锈钢材质或工程塑料材质，支撑轮7设置两个；固定板3是由钣金件焊接在一起的支撑架，在底盘1的侧边设置轴承8，固定板3转动地设置于轴承8，将两个支撑轮7分别设置于轴承8的两侧，支撑轮7和从动轮6分别转动地设置于所述固定板3；当第一摆动油缸211启动后，第一摆动油缸211驱动第一履带驱动组件21以第一履带驱动组件21的前端为支点发生摆动。
52.同理，第二履带驱动组件22、第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24分别以上述原理能够摆动，摆动后将底盘1升起，使底盘1与地面的距离增加，提高直接自路障顶部越过的能力及效率。
53.为进一步增加履带5与地面的摩擦力，所述第一履带驱动组件21、第二履带驱动组件22、第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24的履带5均采用钢质履带，且履带表面设置若干凸起51，具体地，钢质履带与地面摩擦力更大，同时若干凸起51像钉子一样扎入地面，进一步增加了钢质履带与地面的摩擦力，从而有效地防止在越过路障时容易打滑。
54.作为优选实施例，参见图2，所述第一履带驱动组件21、第二履带驱动组件22、第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24的摆动角度为0
°‑
90
°
；当摆动角度为0
°
时，第一履带驱动组件21、第二履带驱动组件22、第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24与地面平行；当摆动角度为90
°
时，第一履带驱动组件21、第二履带驱动组件22、第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24与地面垂直；当摆动角度为30
°
时，第一履带驱动组件21、第二履带驱动组件22、第三履带驱动组件23和第四履带驱动组件24与地面夹角均为30度，具体参见图2。
55.作为优选实施例，在底盘1的前端和后端均设置激光雷达，设置激光雷达的主要目的是扫描前端和后端的一切障碍物，通过判断障碍物的高度，来控制第一摆动油缸211、第二摆动油缸221、第三摆动油缸231和第四摆动油缸241的摆动角度，以便自路障的顶部直接越过，提高通过性；另外，若激光雷达检测到路障的高度超过了底盘的最大通过性时，则将控制驱动组件转弯，绕过该路障。
56.实施例2
57.森林救援机器人的一种具体实施方式，包括如实施例1所述的高通过性底盘。森林救援机器人承担着行驶至森林火灾现场并进行灭火、救人的责任，需要穿过一定路障，通过实施例3，使森林救援机器人能够直接自一定高度路障的顶部越过，底盘高度通过性大幅增加。
58.实施例3
59.灭火机器人的一种具体实施方式，包括如实施例1所述的高通过性底盘。灭火机器人承担着行驶至火源点并进行自动灭火的责任，需要穿过一定路障，通过实施例3，使灭火机器人能够直接自一定高度路障的顶部越过，提供了直接穿过火灾现场路障的能力。
60.实施例4
61.消防供水机器人的一种具体实施方式，包括如实施例1所述的高通过性底盘。消防供水机器人承担着远程为火灾现场提供水源的责任，消防供水机器人需要行驶到河流、湖泊等的岸边并尽量行驶至离水源最近的区域，需要有一定的越障能力，通过实施例4，使消防供水机器人能够直接自一定高度路障的顶部越过，提供了直接穿过河流、湖泊等的岸边路障的能力。