專利名稱：一種六輪全驅動的消防機器人移動載體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于消防設備技術領域，具體涉及一種六輪全驅動的消防機器人移動載體。
背景技術：
消防機器人主要用于替代消防隊員進入危險場所(如石化區(qū)、隧道等)進行滅火、偵察、救援、排煙、洗消、供電、冷卻等各種消防作業(yè)，由于環(huán)境的復雜地形，其機動性能，如直線跑偏量、原地轉彎半徑、越障高度等，均有較高的要求，同時由于作業(yè)功能模塊一般體積重量均較大，而且會受到作業(yè)后的反作用力影響，如排煙風機重量在500千克到I噸，消 防水炮作業(yè)時會受到水柱的強大反作用力，這就要求移動載體需要足夠的垂直承載能力和橫向載荷承受能力。現(xiàn)有技術中的消防救援機器人行走底盤，其采用了鏈傳動的方式驅動兩對車輪，兩對車輪的越野性能受到車輪相對位置的限制，同時車輪沒有浮動量，難以適應崎嶇地面，同時焊接的框架結構難以保證左右兩側車輪的平行度，導致機器人在直線行走過程中有較大的跑偏量，兩對車軸的存在也導致了機器人發(fā)動機等部件在空間安裝時需放置在軸上，導致機器人重心偏高，影響爬坡性能；而火星探路者之類的六輪驅動機器人，雖然采用了平衡桿耦合式結構，對地面具有良好的適應性，但是其連桿式的結構方式剛度有限，在載重能力遠不能適應消防機器人的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單，地形適應力強、跑偏量小、載重能力強的六輪全驅動的消防機器人移動載體。本發(fā)明提供的六輪全驅動的消防機器人移動載體，其主要由輪子I、輪邊液壓馬達2、橫梁3、前中梁4a、后中梁4b、中軸5、擺桿6、壓緊螺母7、蓋板8、彈簧9和對開式滑動軸承座10組成。其中，
所述橫梁3有兩個，其主體為拱橋形梁，拱形頂面設置有多個安裝面；所述橫梁3水平方向上依次設置有法蘭面I、法蘭面II和法蘭面III ;所述法蘭面I設置在橫梁3的尾端，所述法蘭面II和法蘭面III分別設置在所述橫梁3主體拱橋形的兩端，且在同一水平面上,如圖3所示；
所述前中梁4a兩端各設有一個法蘭面，分別與兩個橫梁3的法蘭面III內側連接；所述后中梁4b兩端各設有一個法蘭面，分別與兩個橫梁3的法蘭面I內側連接。如圖I所示。法蘭面的連接方式與位置確保了整個移動載體的剛度和承載能力。所述擺桿6主要由矩形管、槽鋼和導柱組成；其中，
所述兩根矩形管平行排列，通過若干根槽鋼連接，所述導柱有兩個，設置在一根槽鋼上，且導柱上設有螺紋；如圖4所示；
所述擺桿6的寬度小于兩根橫梁3的間距；所述擺桿6的兩個矩形管的一端各連接一個對開式滑動軸承座10，所述的兩個對開式滑動軸承座10再同前中梁4a活動連接；所述擺桿6的兩個矩形管的另一端也各連接一個對開式滑動軸承座10，所述的兩個對開式滑動軸承座10再同所述中軸5活動連接；
所述彈簧9有兩個，分別套置在兩個導柱上；
所述蓋板8為矩形長條，與所述槽鋼等長，其兩端分別架設固定在兩個橫梁3上；蓋板8上設置有兩個和導柱等間距的安裝孔，且套有彈簧9的導柱可以從蓋板8下方向上穿過安裝孔，彈簧9在蓋板8的下方；
所述壓緊螺母7有兩個，通過螺紋分別安裝于兩個導柱上，且位于蓋板8上方，以此使蓋板8卡在螺母7和彈簧9之間，起到限位作用。所述中軸5兩端各設置一法蘭面，中軸5同前中梁4a和后中梁4b互相平行且等長；且位于橫梁3的拱橋下方，并在法蘭面II和法蘭面III的水平間距的中心位置。
所述兩個橫梁3上的法蘭面II、法蘭面III和中軸5的法蘭面的外側各設有一個輪邊液壓馬達2，所述輪子I共6個，分別同輪邊液壓馬達2連接。安裝在法蘭面III上的一組輪子為前輪，安裝在中軸5的法蘭面上的一組輪子為中輪，安裝在法蘭面II上的一組輪子為后輪。所述法蘭面I與法蘭面II水平間距為200mnT400mm，法蘭面II與法蘭面III水平間距為 1400mnT2300mm。所述法蘭面I、法蘭面II和法蘭面III的直徑不小于200mm。所述輪子I采用直徑在54(T650mm的橫溝花紋輪胎，能夠提供優(yōu)良的抓地性能。本發(fā)明工作時，橫梁安裝面上將按照機器人其他元器件如發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，由控制系統(tǒng)控制驅動輪邊液壓馬達，每個輪邊液壓馬達可以獨立驅動，帶動各自的輪子轉動。當兩側輪胎轉向相同時，消防機器人將實現(xiàn)前進、后退等動作，當兩側輪胎轉速相同但轉向相反時，橫梁上三處法蘭面承受水平方向推力，實現(xiàn)機器人原地轉彎。當機器人遭遇復雜地面時，中輪接觸的地面可能與前輪、后輪接觸的地面位置不一樣高，當中輪接觸地面高于前后輪時，擺桿上的彈簧會被壓縮，擺桿以前中梁4a為圓點擺動，中輪上抬，實現(xiàn)一定的浮動量，使橫梁上的安裝面盡量保持水平，保證安裝面上設備的穩(wěn)定，即保證機器人的驅動力。同時可以根據(jù)地面的復雜情況，調整壓緊螺母的位置，實現(xiàn)中輪浮動量的大小調節(jié)。本發(fā)明中，拱橋形的結構保證了橫梁優(yōu)良的受力性能，同時讓開了中軸浮動的空間，安裝平面上用于安裝機器人的發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。法蘭面I后置可以在后軸上方空出大量空間，用于安裝機器人其他元器件如發(fā)動機等，可以極大的降低機器人重心，提高機器人爬坡性能。本發(fā)明中，所示的六輪全驅動消防機器人移動載體，前輪、中輪、后輪三對輪之間具有相互耦合的連接關系，適合在復雜地面行走；左右兩側車輪的平行度可以通過中輪與橫梁的機加工精度保證，控制了機器人直線行走過程中的跑偏量；后中梁的后置式安裝方式使得機器人在后軸上方的空間變大，發(fā)動機等元器件可以安裝在很低的位置，使得機器人重心很低，具有優(yōu)良的爬坡性能；橫梁的拱橋式結構與中梁、橫梁法蘭片的連接方式，都確保了移動載體具備良好的承載能力和優(yōu)秀的橫向載荷承受能力，此外，六輪全驅動的驅動方式也提供了充沛的動力。


圖I為本發(fā)明結構俯視圖。圖2為本發(fā)明A-A剖視圖。圖3為本發(fā)明橫梁的結構圖示。圖4為本發(fā)明擺桿的結構圖示。圖中標號1為輪胎、2為輪邊液壓馬達、3為橫梁、4a為前中梁、4b為后中梁、5為中軸、6為擺桿、7為壓緊螺母、8為蓋板、9為彈簧、10為對開式滑動軸承座。
具體實施方案
下面就結合具體實施方案對本發(fā)明做進一步闡述。按圖I、圖2中的連接關系連接各部件(本領域技術人員均能順利執(zhí)行)。其中，輪子直徑為600_，橫梁采用厚18_的鋼板焊接而成，安裝面上方可以加裝一些加強腹板，橫梁總長2200_，法蘭面II與法蘭面III距離1500_，前后中梁分別采用厚3_的熱軋鋼板與直徑IOOmm的鋼管焊接而成,總長560mm,中軸距離前中梁750mm,彈簧中徑為120mm,直徑為8_，自由高度180_。擺桿、蓋板通過型材焊接而成，對開式滑動軸承座采用JB-對開式四螺柱正滑動軸承座-H4060。移動載體工作時，輪邊液壓馬達轉動帶動輪胎，當兩側輪胎轉向相同時，消防機器人將實現(xiàn)前進、后退等動作，當兩側輪胎轉速相同但轉向相反時，機器人將實現(xiàn)原地轉彎。當機器人在全速前進時欲進行無滑動的轉彎時，只需調節(jié)左右兩側車輪的轉速，即可實現(xiàn)。當機器人遭遇復雜地面時，中輪接觸的地面可能與前輪、后輪接觸的地面位置不一樣高，此時由于自重的關系，彈簧會被壓縮，擺桿繞著前軸轉動，中軸位置上抬，實現(xiàn)一定的浮動量，實現(xiàn)與地面的貼合度，保證機器人的驅動力，同時可以根據(jù)地面的復雜情況，調整壓緊螺母的位置，實現(xiàn)中輪浮動量的大小調節(jié)。
權利要求
1.一種六輪全驅動的消防機器人移動載體，其特征在于主要由輪子(I)、輪邊液壓馬達(2)、橫梁(3)、前中梁(4a)、后中梁(4b)、中軸(5)、擺桿(6)、壓緊螺母(7)、蓋板(8)、彈簧(9)和對開式滑動軸承座(10)組成；其中， 所述橫梁(3)有兩個，其主體為拱橋形梁，拱形頂面設置有多個安裝面；所述橫梁(3)水平方向上依次設置有法蘭面I、法蘭面II和法蘭面III ;所述法蘭面I設置在橫梁(3)的尾端，所述法蘭面II和法蘭面III分別設置在所述橫梁(3)主體拱橋形的兩端； 所述前中梁(4a)兩端各設有一個法蘭面，分別與兩個橫梁(3)的法蘭面III內側連接；所述后中梁(4b)兩端各設有一個法蘭面，分別與兩個橫梁(3)的法蘭面I內側連接；法蘭面的連接方式與位置確保了整個移動載體的剛度和承載能力； 所述擺桿(6)主要由矩形管、槽鋼和導柱組成；其中， 所述兩根矩形管平行排列，通過若干根槽鋼連接，所述導柱有兩個，設置在一根槽鋼上，且導柱上設有螺紋； 所述擺桿(6)的寬度小于兩根橫梁(3)的間距；所述擺桿(6)的兩個矩形管的一端各連接一個對開式滑動軸承座(10)，所述的兩個對開式滑動軸承座(10)再同前中梁(4a)活動連接；所述擺桿(6)的兩個矩形管的另一端也各連接一個對開式滑動軸承座(10)，所述的兩個對開式滑動軸承座(10)再同所述中軸(5)活動連接； 所述彈簧(9)有兩個，分別套置在兩個導柱上； 所述蓋板(8)為矩形長條，其兩端分別架設固定在兩個橫梁(3)上；蓋板(8)上設置有兩個和導柱等間距的安裝孔，且套有彈簧(9)的導柱可以從蓋板(8)下方向上穿過安裝孔，彈簧(9)在蓋板(8)的下方； 所述壓緊螺母(7)有兩個，通過螺紋安裝于導柱上，且位于蓋板(8)上方，以此使蓋板(8)卡在螺母(7)和彈簧(9)之間； 所述中軸(5)兩端各設置一法蘭面，中軸(5)同前中梁(4a)和后中梁(4b)互相平行且等長；且位于橫梁(3)的拱橋下方； 所述兩個橫梁(3)上的法蘭面II、法蘭面III和中軸(5)的法蘭面的外側各設有一個輪邊液壓馬達(2 )，所述輪子(I)共6個，分別同輪邊液壓馬達(2 )連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的六輪全驅動的消防機器人移動載體，其特征在于所述法蘭面I與法蘭面II水平間距為200mnT400mm，法蘭面II與法蘭面III水平間距為1400mnT2300mmo
3.根據(jù)權利要求I所述的六輪全驅動的消防機器人移動載體，其特征在于所述法蘭面I、法蘭面II和法蘭面III的直徑不小于200_。
4.根據(jù)權利要求I所述的六輪全驅動的消防機器人移動載體，其特征在于所述輪子(I)采用直徑在54(T650mm的橫溝花紋輪胎。
全文摘要
本發(fā)明屬于消防設備技術領域，具體為一種六輪全驅動的消防機器人移動載體。其主要由輪子、輪邊液壓馬達、橫梁、前中梁、后中梁、中軸、擺桿、壓緊螺母、蓋板、彈簧和對開式滑動軸承座組成；橫梁主體為拱橋形梁，上設置有三個法蘭面，用于安裝驅動輪子和加強結構的中梁，擺桿由矩形管、槽鋼和導柱組成，其一端與中梁活動連接，另一端連接中輪，彈簧套置在導柱上，蓋板固定在橫梁上；導柱可穿過蓋板上的安裝孔；壓緊螺母安裝于導柱上，使蓋板卡在螺母和彈簧之間限位。本發(fā)明結構簡單，適合在復雜地面行走；橫梁的拱橋式結構與中梁、橫梁法蘭片的連接方式，都確保了移動載體具備良好的承載能力和優(yōu)秀的橫向載荷承受能力。
文檔編號A62C27/00GK102806955SQ20121030096
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權日2012年8月23日
發(fā)明者方戍, 徐琰, 李建中, 劉盛鵬, 張振偉 申請人:公安部上海消防研究所