一种新型履带式全地形车制造技术

一种新型履带式全地形车，包括四个三角履带轮、驱动系统和模式转换系统；通过步进电机驱动传动轴Ⅰ，使主动齿轮、传动齿轮、从动齿轮、主动齿轮Ⅰ、从动齿轮Ⅰ、主动履带轮及两个从动履带轮产生联动，在较为平缓的地形情况下，以履带模式运行；通过打开模式转换电机驱动锥齿轮副，带动模式转换传动轴，使模式转换齿轮、上齿条、下齿条、传动轴Ⅱ、主动齿轮Ⅱ和从动齿轮Ⅱ产生联动，在复杂地形情况下，以轮式模式运行；四个驱动轮组分别由四台步进电机驱动，通过左右两侧驱动轮组速度差来实现转向；在平坦路面上时，只驱动其中两个步进电机，改为两驱模式；本实用新型专利技术具有工作效率高、实用性强、经济节约及活动灵活的优点。

A new type of tracked all terrain vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种新型履带式全地形车
本技术涉及一种机器人，具体涉及一种新型履带式全地形车。
技术介绍
随着科技的发展，机器人技术越来越成熟，机器人已经被用于工业周期性机械化生产中，在军事、水下探测、空间探测、抢险救灾、核工业等领域也都被用于在复杂、恶劣路况下完成作业任务。因此对能够在特殊环境下积极适应并灵活移动的“特种机器人”的研究越来越受到各个国家的一致重视。现有的机器人主要分为四类：轮式、腿式、履带式、复合式(如轮腿式、轮履式等)，其中轮式和履带式使用最为广泛，轮式机器人移动速度快、控制灵活，尤其转向比较容易实现，但是应对复杂、恶劣路况适应性较差。履带式机器人，适应性强，履带与地面接触面积大，但运动速度较慢，不够灵活，机动性较差，且往往能量消耗较大。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种新型履带式全地形车，通过机身内的模式转换系统，实现轮-履交替工作，能够有效跨越高度差较大的障碍物，提高了对复杂地形的适应性，移动更加灵活，动力更充沛，具有越障能力及续航能力强、经济节能、实用性强的优点。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种新型履带式全地形车，包括安装于机架1上的四个可轮-履切换的三角履带轮、驱动系统和模式转换系统；所述三角履带轮包括两个呈正三角形的对称设置的履带轮支架2，履带轮支架2的三个顶端分别与主动履带轮3及两个从动履带轮4的中心轴固定连接，两个履带轮支架2中心之间轴固定有主动齿轮5，所述主动齿轮5与传动齿轮6相啮合，所述传动齿轮6与从动齿轮7相啮合，主动履带轮3对称设置于从动齿轮7两侧，与从动齿轮7同轴固定在一起，所述主动齿轮5外侧，同轴设置有与履带轮支架2固定连接的齿轮槽8；所述驱动系统包括四个步进电机10，所述步进电机10的动力输出轴与无级变速器12的动力输入端相连接，无级变速器12的动力输出端与传动轴Ⅰ13的动力输入端相连接，传动轴Ⅰ13上固定设置有主动齿轮Ⅰ14及主动齿轮Ⅱ15，其中主动齿轮Ⅱ15位于传动轴Ⅰ13末端；所述模式转换系统包括模式转换电机11，所述模式转换电机11的动力输出轴与相互啮合的锥齿轮副的第一锥齿轮16固定连接，锥齿轮副的第二锥齿轮17与模式转换传动轴18的正中轴固定连接，所述模式转换传动轴18的两端分别设置有模式转换齿轮19，模式转换齿轮19分别与上齿条20及下齿条21相啮合，上齿条20及下齿条21滑动连接于机架1上固定设置的滑槽内，所述上齿条20与下齿条21运动方向相反的一侧分别通过连杆与其同侧的特制十字头万向节22的齿条连接端铰接，特制十字头万向节22的转轴连接端与传动轴Ⅱ23的动力输入端相连接，所述传动轴Ⅱ23上设置有从动齿轮Ⅰ24和从动齿轮Ⅱ25，所述传动轴Ⅱ23动力输出端与三角履带轮中心的主动齿轮5的轴心固定连接；所述从动齿轮Ⅰ24与主动齿轮Ⅰ14构成一对齿轮副，所述从动齿轮Ⅱ25与主动齿轮Ⅱ15构成一对齿轮副。所述主动齿轮Ⅰ14与从动齿轮Ⅰ24模数相同，齿数比为1：1，主动齿轮Ⅱ15与从动齿轮Ⅱ25模数相同，齿数比为2：1。所述主动齿轮Ⅰ14与从动齿轮Ⅰ24啮合时，主动齿轮Ⅱ15与从动齿轮Ⅱ25轴向间距为10mm-30mm，同理，当主动齿轮Ⅱ15与从动齿轮Ⅱ25啮合时，主动齿轮Ⅰ14与从动齿轮Ⅰ24轴向间距为10mm-30mm。所述主动齿轮5与齿轮槽8之间间距10mm-30mm。所述主动履带轮3及两个从动履带轮4的外表面与履带9内表面设置有相互吻合的齿槽。所述履带9外表面设置有履带纹。所述特制十字头万向节22包括齿条连接端的十字头万向节26，十字头万向节26与转轴连接端的轴承座27的一端铰接或螺纹连接，轴承座27的另一端与轴承28外圈相连接，轴承28的内圈与轴套29相连接。所述主动履带轮3及两个从动履带轮4的外表面两侧设置有履带挡板，履带9安装在履带挡板形成的凹槽内，围绕覆盖主动履带轮3及两个从动履带轮4。本技术设置四个可轮-履切换的三角履带轮、驱动系统和模式转换系统，在较为平缓的地形情况下，通过驱动系统中步进电机10驱动传动轴Ⅰ13，进而使主动齿轮5、传动齿轮6、从动齿轮7、主动齿轮Ⅰ14、从动齿轮Ⅰ24、主动履带轮3及两个从动履带轮4产生联动，以履带模式运行；在复杂地形情况下，通过打开模式转换电机11驱动动锥齿轮副，带动模式转换传动轴18，进而使模式转换齿轮19、上齿条20、下齿条21、传动轴Ⅱ23、主动齿轮Ⅱ15和从动齿轮Ⅱ25产生联动。本技术在履带式结构的全地形车基础上，增加轮式履带车的特征，通过模式转换系统，实现轮-履交替工作，四个驱动轮组分别由四台步进电机驱动，通过左右两侧驱动轮组速度差来实现转向，使机器人移动更加灵活，动力更充沛；当机器人通过泥泞土地和沙漠时，步进电机单独驱动四个三角履带轮以履带模式工作；当跨越壕沟、攀爬楼梯和台阶时，将四个三角履带轮切换到轮式工作模式，跨越性能更强；在平坦路面上时，单独驱动其中两个履带轮，将四驱模式改为两驱模式，节省动力，续航能力更强。本技术轮-履式切换式全地形移动机器人，更适用于复杂多变的地形，具有工作效率高、实用性强、经济节约及活动灵活的优点。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术三角轮履带结构示意图。图3是本技术三角轮履带轮式模式工作示意图。图4是本技术三角轮履带及支架结构立体示意图。图5是本技术三角轮履带及履带齿轮组结构立体示意图。图6是本技术三角轮履带正视图。图7是本技术模式转换齿轮与上齿条、下齿条连接示意图。图8是本技术十字头万向联轴器结构示意图。图中：1、机架；2、履带轮支架；3主动履带轮、；4、从动履带轮；5、主动齿轮；6、传动齿轮；7、从动齿轮；8、齿轮槽；9、履带；10、步进电机；11、模式转换电机；12、无级变速器；13、传动轴Ⅰ；14、主动齿轮Ⅰ；15、主动齿轮Ⅱ；16、第一锥齿轮；17、第二锥齿轮；18、模式转换传动轴；19、模式转换齿轮；20、上齿条；21、下齿条；22、特制十字头万向节；23、传动轴Ⅱ；24、从动齿轮Ⅰ；25、从动齿轮Ⅱ；26、十字头万向节；27、轴承座；28、轴承；29、轴套。具体实施方式下面结合附图对本技术的结构原理和工作原理做详细说明。参见图1、图2，一种新型履带式全地形车，包括安装于机架1上的四个可轮-履切换的三角履带轮、驱动系统和模式转换系统；参见图4至图6，所述三角履带轮包括两个呈正三角形的对称设置的履带轮支架2，履带轮支架2的三个顶端分别与主动履带轮3及两个从动履带轮4的中心轴固定连接，两个履带轮支架2中心之间轴固定有主动齿轮5，所述主动齿轮5与传动齿轮6相啮合，所述传动齿轮6与从动齿轮7相啮合，主动履带轮3对称设置于从动齿轮7两侧，通过轴、键与从动齿轮7同轴固定在一起，所述主动齿轮5外侧，同轴设置有与履带轮支架2固定连接的齿轮槽8；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型履带式全地形车，包括安装于机架(1)上的四个可轮-履切换的三角履带轮、驱动系统和模式转换系统；其特征在于：所述三角履带轮包括两个呈正三角形的对称设置的履带轮支架(2)，两个履带轮支架(2)中心之间轴固定有主动齿轮(5)，履带轮支架(2)的三个顶端分别与主动履带轮(3)及两个从动履带轮(4)的中心固定连接，所述主动齿轮(5)与传动齿轮(6)相啮合，所述传动齿轮(6)与从动齿轮(7)相啮合，主动履带轮(3)对称设置于从动齿轮(7)两侧，与从动齿轮(7)同轴固定在一起，所述主动齿轮(5)外侧，同轴设置有与履带轮支架(2)固定连接的齿轮槽(8)；/n所述驱动系统包括四个步进电机(10)，所述步进电机(10)的动力输出轴与无级变速器(12)的动力输入端相连接，无级变速器(12)的动力输出端与传动轴Ⅰ(13)的动力输入端相连接，传动轴Ⅰ(13)上固定设置有主动齿轮Ⅰ(14)及主动齿轮Ⅱ(15)，其中主动齿轮Ⅱ(15)位于传动轴Ⅰ(13)末端；/n所述模式转换系统包括模式转换电机(11)，所述模式转换电机(11)的动力输出轴与相互啮合的锥齿轮副的第一锥齿轮(16)固定连接，锥齿轮副的第二锥齿轮(17)与模式转换传动轴(18)的正中轴固定连接，所述模式转换传动轴(18)的两端分别设置有模式转换齿轮(19)，模式转换齿轮(19)分别与上齿条(20)及下齿条(21)相啮合，上齿条(20)及下齿条(21)滑动连接于机架(1)上设置的滑槽内，所述上齿条(20)与下齿条(21)运动方向相反的一侧分别通过连杆与其同侧的特制十字头万向节(22)的齿条连接端铰接，所述特制十字头万向节(22)的转轴连接端与传动轴Ⅱ(23)的动力输入端相连接，所述传动轴Ⅱ(23)上设置有从动齿轮Ⅰ(24)和从动齿轮Ⅱ(25)，所述传动轴Ⅱ(23)动力输出端与三角履带轮中心的主动齿轮(5)的轴心固定连接；所述从动齿轮Ⅰ(24)与主动齿轮Ⅰ(14)构成一对齿轮副，所述从动齿轮Ⅱ(25)与主动齿轮Ⅱ(15)构成一对齿轮副。/n...

【技术特征摘要】
1.一种新型履带式全地形车，包括安装于机架(1)上的四个可轮-履切换的三角履带轮、驱动系统和模式转换系统；其特征在于：所述三角履带轮包括两个呈正三角形的对称设置的履带轮支架(2)，两个履带轮支架(2)中心之间轴固定有主动齿轮(5)，履带轮支架(2)的三个顶端分别与主动履带轮(3)及两个从动履带轮(4)的中心固定连接，所述主动齿轮(5)与传动齿轮(6)相啮合，所述传动齿轮(6)与从动齿轮(7)相啮合，主动履带轮(3)对称设置于从动齿轮(7)两侧，与从动齿轮(7)同轴固定在一起，所述主动齿轮(5)外侧，同轴设置有与履带轮支架(2)固定连接的齿轮槽(8)；
所述驱动系统包括四个步进电机(10)，所述步进电机(10)的动力输出轴与无级变速器(12)的动力输入端相连接，无级变速器(12)的动力输出端与传动轴Ⅰ(13)的动力输入端相连接，传动轴Ⅰ(13)上固定设置有主动齿轮Ⅰ(14)及主动齿轮Ⅱ(15)，其中主动齿轮Ⅱ(15)位于传动轴Ⅰ(13)末端；
所述模式转换系统包括模式转换电机(11)，所述模式转换电机(11)的动力输出轴与相互啮合的锥齿轮副的第一锥齿轮(16)固定连接，锥齿轮副的第二锥齿轮(17)与模式转换传动轴(18)的正中轴固定连接，所述模式转换传动轴(18)的两端分别设置有模式转换齿轮(19)，模式转换齿轮(19)分别与上齿条(20)及下齿条(21)相啮合，上齿条(20)及下齿条(21)滑动连接于机架(1)上设置的滑槽内，所述上齿条(20)与下齿条(21)运动方向相反的一侧分别通过连杆与其同侧的特制十字头万向节(22)的齿条连接端铰接，所述特制十字头万向节(22)的转轴连接端与传动轴Ⅱ(23)的动力输入端相连接，所述传动轴Ⅱ(23)上设置有从动齿轮Ⅰ(24)和从动齿轮Ⅱ(25)，所述传动轴Ⅱ(23)动力输出端与三角履带轮中心的主动齿轮(5)的轴心固定连接；所述从动齿轮Ⅰ(...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔璐，吴鹏，康文泉，李臻，程嘉瑞，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61