本發(fā)明屬于履帶式爬樓搬運小車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低沖擊、高穩(wěn)定性的履帶式爬樓搬運小車行走機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

履帶式行走機(jī)構(gòu)是一種較為常見爬樓或越障行走機(jī)構(gòu)，在爬樓小車、機(jī)器人和工程機(jī)械等領(lǐng)域具有極其廣泛的應(yīng)用，與輪式和腿式行走機(jī)構(gòu)相比，其具有越野性能好，爬坡、爬樓、越障、跨溝等優(yōu)點，對非結(jié)構(gòu)環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。然而，現(xiàn)有履帶式行走機(jī)構(gòu)以整體式為主，在爬樓過程中的穩(wěn)定性方面主要存在以下問題：開始爬上樓梯時，履帶與樓梯側(cè)面易產(chǎn)生撞擊且沖擊較大，離開樓梯時履帶前半部分與樓梯不接觸，當(dāng)整個小車重心越過小車與樓梯邊緣支撐點時，小車前半部分履帶也會與地面產(chǎn)生沖擊；同理，履帶式行走機(jī)構(gòu)爬下樓過程中開始下樓和離開樓梯時亦會產(chǎn)生較大沖擊，嚴(yán)重影響著爬樓行走機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明公開了一種履帶式爬樓搬運小車穩(wěn)定行走機(jī)構(gòu)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：履帶式爬樓搬運小車穩(wěn)定行走機(jī)構(gòu)，包括履帶、上固定桿、主動輪、中固定桿、上伸縮桿、前從動輪、下伸縮桿、中從動輪、下固定桿和后從動輪，主動輪、前從動輪和后從動輪的回轉(zhuǎn)中心構(gòu)成三角狀且中從動輪回轉(zhuǎn)中心位于前從動輪與后從動輪回轉(zhuǎn)中心的連線上；主動輪、前從動輪、中從動輪、后從動輪纏繞履帶；中固定桿上下兩端分別轉(zhuǎn)動配合主動輪、中從動輪；上伸縮桿的兩端分別轉(zhuǎn)動配合主動輪、前從動輪；上固定桿的兩端分別轉(zhuǎn)動配合主動輪、后從動輪；下伸縮桿的兩端分別轉(zhuǎn)動配合前從動輪、中從動輪；下固定桿的兩端分別轉(zhuǎn)動配合后從動輪、中從動輪。

優(yōu)選的，主動輪由動力源驅(qū)動而轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選的，動力源通過鏈傳動、齒輪傳動或帶傳動驅(qū)動主動輪轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選的，主動輪、前從動輪、后從動輪呈等腰三角形狀，所述的中從動輪位于前從動輪與后從動輪回轉(zhuǎn)中心連線的中心點。

優(yōu)選的，上伸縮桿或/和下伸縮桿采用絲杠螺母機(jī)構(gòu)、氣缸或液壓缸驅(qū)動而作伸縮運動。

優(yōu)選的，上伸縮桿或下伸縮桿包括第一連接件、滑桿、套筒、絲杠、第二連接件、齒輪減速器、電機(jī)，第一連接件與主動輪相連并能繞主動輪的回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，滑桿通過第一連接件與前從動輪相連，且第一連接件能繞前從動輪的回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動；電機(jī)通過齒輪減速器驅(qū)動絲杠沿其軸線旋轉(zhuǎn)，滑桿與絲杠螺紋旋接，滑桿與套筒滑動式配合，套筒通過齒輪減速器的箱體固定在第二連接件。

本發(fā)明通過調(diào)節(jié)前從動輪高度使履帶前后兩部分相對轉(zhuǎn)動并形成一定角度，可消除履帶行走機(jī)構(gòu)在爬樓開始時履帶與樓梯的沖擊，提高爬樓搬運小車行走機(jī)構(gòu)運動的穩(wěn)定性和安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種優(yōu)選的履帶式爬樓搬運小車穩(wěn)定行走機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明上、下伸縮桿結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明一種優(yōu)選的履帶式爬樓搬運小車穩(wěn)定行走機(jī)構(gòu)爬下樓過程示意圖。

圖4是本發(fā)明一種優(yōu)選的履帶式爬樓搬運小車穩(wěn)定行走機(jī)構(gòu)爬上樓過程示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。

如圖1所示，本實施例履帶式爬樓搬運小車穩(wěn)定行走機(jī)構(gòu)，包括履帶1、上固定桿2、主動輪3、中固定桿4、上伸縮桿5、前從動輪6、下伸縮桿7、中從動輪8、下固定桿9和后從動輪10，主動輪3可通過鏈傳動、齒輪傳動或帶傳動等傳動機(jī)構(gòu)與動力源電機(jī)相連。

中固定桿4呈豎向設(shè)置，其上端轉(zhuǎn)動配合主動輪3，下端轉(zhuǎn)動配合中從動輪8。行走機(jī)構(gòu)初始狀態(tài)時，主動輪3、前從動輪6和后從動輪10回轉(zhuǎn)中心構(gòu)成普通三角形且中從動輪8回轉(zhuǎn)中心位于前從動輪6和后從動輪10回轉(zhuǎn)中心的連線上。本實施例中，主動輪3、前從動輪6、后從動輪10呈等腰三角形狀。主動輪3、前從動輪6、中從動輪8、后從動輪10纏繞履帶1。

下固定桿9的兩端分別轉(zhuǎn)動配合中從動輪8、后從動輪10，上固定桿2的兩端分別轉(zhuǎn)動配合主動輪3、后從動輪10，兩固定桿可沿后從動輪10回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。上固定桿2、中固定桿4和下固定桿9在行走機(jī)構(gòu)前進(jìn)過程中長度固定。

前從動輪6轉(zhuǎn)動配合于上伸縮桿5、下伸縮桿7的一端且兩伸縮桿可沿前從動輪6回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。上伸縮桿5的另一端轉(zhuǎn)動配合主動輪3，上伸縮桿5可沿主動輪3回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。

中從動輪8轉(zhuǎn)動配合下伸縮桿7，下伸縮桿7、中固定桿4和下固定桿9可沿中從動輪8回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。

在上樓和下樓過程中前從動輪6在前、后從動輪10在后，即前從動輪6先于后從動輪10與樓梯接觸。

上伸縮桿5和下伸縮桿7在行走機(jī)構(gòu)前進(jìn)過程中長度可調(diào)，根據(jù)搬運小車不同負(fù)載要求可采用絲杠螺母機(jī)構(gòu)、氣缸或液壓缸等傳動機(jī)構(gòu)。本實施例以絲杠螺母機(jī)構(gòu)為例對上伸縮桿5和下伸縮桿7作詳細(xì)說明。

如圖2所示，伸縮桿5與伸縮桿7的結(jié)構(gòu)相類似，均由連接件11、滑桿12、套筒13、絲杠14、連接件15、齒輪減速器16和電機(jī)17等部件組成，伸縮桿5的連接件15與主動輪3相連并可繞主動輪3回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，伸縮桿7的連接件15與中從動輪8相連并可繞中從動輪8回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。伸縮桿5和伸縮桿7的滑桿12各通過一連接件11與前從動輪6相連，兩連接件11可繞前從動輪6回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。電機(jī)17可選用步進(jìn)電機(jī)(低負(fù)載情況下)或直流伺服電機(jī)(高負(fù)載情況下)并通過齒輪減速器16驅(qū)動絲杠14沿其軸線旋轉(zhuǎn)，滑桿12與絲杠14螺紋旋接，滑桿12與套筒13滑動式配合，由于套筒13通過齒輪減速器16的箱體固定在連接件15上，因此，滑桿12在電機(jī)17的驅(qū)動下通過絲杠14的螺紋推動可沿軸線作前進(jìn)或后退運動。

行走機(jī)構(gòu)爬樓過程可分為爬上樓和爬下樓兩個基本過程，本實施例履帶式爬樓搬運小車行走機(jī)構(gòu)在上述兩個基本過程均可提高爬樓穩(wěn)定性，其基本原理分別如圖3和圖4所示，分述如下(本實施例中，爬樓搬運小車可通過紅外測距傳感器檢測小車將進(jìn)行的爬上樓過程還是爬下樓過程)：

行走機(jī)構(gòu)爬上樓過程如圖3所示，初始狀態(tài)下，上伸縮桿5與上固定桿2的長度相同，下伸縮桿7與下固定桿9的長度相同，即由主動輪3、前從動輪6和后從動輪10三者回轉(zhuǎn)中心構(gòu)成的三角形為等腰三角形，且中從動輪8位于前從動輪6和后從動輪10回轉(zhuǎn)中心的連線上(圖3(a))；當(dāng)行走機(jī)構(gòu)開始接觸第一節(jié)臺階時，上伸縮桿5縮短而下伸縮桿7伸長，兩者的伸長和縮短比例可在履帶長度不變的限制條件下通過各幾何構(gòu)件的長度尺寸計算得到，此時，前從動輪6將向上抬起一定高度，抬起高度的大小可根據(jù)所檢測單節(jié)樓梯的高度確定(圖3(b))；當(dāng)中從動輪8開始接觸第一節(jié)臺階時，上伸縮桿5伸長而下伸縮桿7縮短，行走機(jī)構(gòu)恢復(fù)初始狀態(tài)形狀在樓梯上行走(圖3(c))；當(dāng)前從動輪6越過最后一節(jié)臺階時，上伸縮桿5伸長而下伸縮桿7縮短，此時，前從動輪6將向下傾斜直至其觸碰最后一節(jié)臺階表面(圖3(d))；當(dāng)后從動輪10越過最后一節(jié)臺階時，上伸縮桿5縮短、下伸縮桿7伸長，行走機(jī)構(gòu)恢復(fù)初始狀態(tài)形狀在平地上行走。

同理，行走機(jī)構(gòu)爬下樓過程如圖4所示，圖4(a)所示為行走機(jī)構(gòu)接觸樓梯前處于初始狀態(tài)；當(dāng)前從動輪6開始離開第一節(jié)臺階時，上伸縮桿5伸長、下伸縮桿7縮短，此時，前從動輪6將向下傾斜直至其觸碰第二節(jié)臺階表面(圖4(b))；當(dāng)中從動輪8離開第一節(jié)臺階邊緣時，上伸縮桿5縮短、下伸縮桿7伸長，行走機(jī)構(gòu)恢復(fù)初始狀態(tài)形狀在樓梯上行走(圖4(c))；當(dāng)前從動輪6開始觸碰最后一節(jié)臺階(平地)時，上伸縮桿5縮短、下伸縮桿7伸長，此時，前從動輪6將向上抬起一定高度，抬起高度的大小可根據(jù)所檢測單節(jié)樓梯的高度確定(圖4(d))；當(dāng)后從動輪10完全離開樓梯時，上伸縮桿5伸長、下伸縮桿7縮短，行走機(jī)構(gòu)恢復(fù)初始狀態(tài)形狀在平地上行走(圖4(e))。

本發(fā)明履帶式爬樓搬運小車穩(wěn)定行走機(jī)構(gòu)在行走過程中，通過控制前從動輪抬起一定高度使履帶前后兩部分相對轉(zhuǎn)動并形成一定角度，可消除履帶行走機(jī)構(gòu)在爬樓開始時履帶與樓梯的沖擊，提高爬樓搬運小車的行走穩(wěn)定性和安全性。