[发明专利]一种多节全地形行驶装置

说明书

本发明涉及一种多节全地形行驶装置，属于隧道机器人技术领域。本装置远离地面一端设置控制平台，靠近地面一端包括转向机构、两个驱动轮I、电源供应器、桥用电机、中间轴、行驶状态切换结构、万向节、传动轴、驱动桥与两个驱动轮II；控制平台与电源供应器、行驶状态切换结构和转向机构相接；转向机构设置于装置下方前侧，两端各设有一个驱动轮I；电源供应器连接转向机构、桥用电机、行驶状态切换结构与控制平台；桥用电机透过中间轴上齿轮与行驶状态切换结构相接；行驶状态切换结构透过万向节与传动轴相接；驱动桥与传动轴相接；驱动桥的两端各安装一个驱动轮II。本发明提升了桥用电机的动力传输并减少行驶耗能，强化装置的全地形行驶能力。

技术领域

本发明属于隧道机器人技术领域，涉及一种多节全地形行驶装置。

背景技术

地下铁路、隧道，矿道以及各种地下建筑目前普遍采用喷浆支护。与传统支护方法相比，喷浆支护不仅节省大量木材和钢材，而且具有施工速度快、支护效果好等优点。但喷浆支护也存在一些待解决的问题，如人工喷浆时，回弹造成的飞沙走石使工人不敢抬头睁眼，造成喷浆效果不佳、劳动强度大与职业病高发等问题。如此不仅会浪费材料，还容易使得混凝土结构疏密不一，不能保证喷层的质量。另外，对大断面隧道来说，人工喷浆还需要搭脚手架，影响施工进度，既费工又费料。因此，采用机器人执行喷浆任务，可以大程度地解决问题。近年来已有许多喷浆机器人被开发与应用，但在机器人下方移动装置的开发与设计仍有很大的进步空间。

使用油缸引擎的行驶装置透过油气在汽缸内不断燃爆带动曲轴旋转，一旦发动便得维持最基本的转速才能确保持续运行，若停止运转，便得透过外力再次推动引擎运转才能重新运转，因此变速箱的功能之一便是确保装置静止时能断开引擎与驱动轮之间的链接，脱离来自驱动轮的负载以达到稳定的怠速运转。电动马达因为有自身启动的特性，不必靠外力就能自行启动，因此不需要变速箱也能正常行驶。然而，普通电机最高转速一般在10000-15000rpm之间。如果直接让电机输出轴驱动驱动轮，转速为10000rpm时的对应车速将达到800-1000km/h，这显然是不合理的。目前主流的电动车电机最大扭矩在250-350Nm之间，在没有变速器的情况下换算成轮上驱动约为1000N，虽能维持车辆在120-150km/h左右稳定行驶，但在加速和爬坡的表现则会非常差，因此需要一个变速箱来完成减速增扭的工作。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多节全地形行驶装置。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多节全地形行驶装置，装置远离地面一端设置控制平台，装置靠近地面一端包括转向机构、两个驱动轮I、电源供应器、桥用电机、中间轴、行驶状态切换结构、万向节、传动轴、驱动桥与两个驱动轮II；控制平台与电源供应器、行驶状态切换结构和转向机构以讯号线相接，以控制平台行驶的桥用电机动力、行驶动力与方向；转向机构设置于装置靠近地面一端前侧，转向机构两端各设有一个驱动轮I，以执行行驶装置的转向；电源供应器连接转向机构、桥用电机、行驶状态切换结构与控制平台以供电；桥用电机透过中间轴上至少两个齿轮与行驶状态切换结构啮合相接，以将桥用电机产生之动力传递给行驶状态切换结构；行驶状态切换结构透过万向节与传动轴相接，以将行驶状态切换结构输出的行驶动力传递给传动轴；驱动桥设置于装置下方后侧与传动轴相接，以将传动轴传递的动力透过驱动桥传递给两个驱动轮II；驱动桥的两端各安装一个驱动轮II，配合驱动轮I使装置得以行驶。

所述控制平台进一步地包含动力模块、方向控制模块与行驶状态切换模块；

动力模块在输入指定动力后，输出动力讯号给电源供应器，以调节电源供应器的输出电压与输出频率来控制桥用电机的输出动力；

方向控制模块在输入指定方向后，输出转向讯号给转向机构以执行行驶装置的方向控制；

行驶状态切换模块在输入指定行驶状态后，输出行驶状态切换讯号给行驶状态切换结构，以控制行驶装置的行驶状态。