一种全地形履带车及其全向驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种全地形履带车及其全向驱动方法。本发明专利技术的一种全地形履带车，其包括并排安装的两个动力模块。动力模块包括内部履带机构和外部履带机构。所述的内部履带机构包括安装支架、第二转轴和第三转轴；外部履带机构包括沿着对外传动带的长度方向依次排列的多个外部行进单元。外部行进单元包括外部支架、第一履轮和第一履带；本发明专利技术能够沿任意方向进行运动，且能够进行原地转向，并将所有动力元件均集成在履带车的内部，通过内部传动带与对外传动带的配合运动，实现履带车向不同方向的运动驱动。此外，本发明专利技术通过单个动力元件就实现了多个外部行进单元的同步运动，简化了履带车的结构复杂度。履带车的结构复杂度。履带车的结构复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种全地形履带车及其全向驱动方法


[0001]本专利技术属于机器人
，具体涉及全地形履带车及其全向驱动方法。

技术介绍

[0002]在狭窄的空间里，全向移动是一种常见的移动方式。特别是履带式平面全向爬行器，它可以穿越不平整或泥泞的地形。由于履带与地面之间的接触面积较大，履带式平面全向爬行器能够装载重物并且向各个方向移动而不会被卡住。促进机器人的全方位运动，这对机器人在工厂、配送中心、仓库以及在灾难现场的软土地上的使用具有重要意义。本专利技术设计了一种全地形履带车，可进行两轴交叉驱动。履带底座上仅设置两个电机用于X和Y方向的平移，并设置两个内部履带机构用于转弯。采用了防脱轨机构和锥形履带。全地形履带车可以穿越各种类型的粗糙地形。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种全地形履带车及其全向驱动方法。
[0004]本专利技术的一种全地形履带车，其包括并排安装的两个动力模块。动力模块包括内部履带机构和外部履带机构。所述的内部履带机构包括安装支架、第二转轴和第三转轴；第二转轴与第三转轴同轴设置，并转动连接在安装支架的同一端；第二转轴和第三转轴由两个动力元件分别驱动。第二转轴上固定连接有第二带轮。第三转轴上固定有第四带轮；安装支架的另一端转动连接有第一带轮和第三带轮。第一带轮与第二带轮通过第一内部传送带传动连接；第三带轮和第四带轮通过对外传动带传动连接。
[0005]所述外部履带机构包括沿着对外传动带的长度方向依次排列的多个外部行进单元。外部行进单元包括外部支架、第一履轮和第一履带；外部支架与第一内部传送带固定。外部支架上转动连接有相互平行的第一传动轴和第二传动轴。第一传动轴和第二传动轴上均安装有通过第一履带连接的第一履轮。
[0006]第一内部传送带的运动方向与第一履带的运动方向不平行。所述外部支架上转动连接有带齿传动轮；带齿传动轮与第一传动轴或第二传动轴传动连接。对外传动带上设置有与带齿传动轮啮合传动的锯齿。
[0007]作为优选，所述的内部履带机构还包括第五带轮和第六带轮；第六带轮在转动连接在第三转轴上；第五带轮转动连接在机架上；第五带轮与第一带轮对齐并固定。第五带轮与第六带轮通过第二内部传送带传动连接。对外传动带位于第一内部传送带与第二内部传送带之间。外部支架与第二内部传送带的外侧面固定。
[0008]作为优选，所述的内部履带机构还包括第一转轴；第一转轴转动连接在安装支架上。第一带轮和第五带轮均固定在第一转轴上。第四带轮转动连接在第一转轴上。
[0009]作为优选，所述的安装支架上固定有第一电机和第二电机；所述的第一电机的输出轴通过第一锥齿轮机构与第二转轴传动连接；第二电机的输出轴通过第二锥齿轮机构与第三转轴传动连接。
[0010]作为优选，所述外部支架上转动连接有第三传动轴和第四传动轴；第三传动轴位于第一传动轴与第二传动轴之间。第四传动轴位于第三传动轴远离第二传动轴的一侧。第三传动轴、第二传动轴和第四传动轴呈V形排布。第二传动轴、第三传动轴和第四传动轴上均安装有第二履轮；三个第二履轮通过第二履带传动连接。
[0011]作为优选，所述第一传动轴和第二传动轴上均间隔设置有两个第一履轮。第一传动轴上的两个第一履轮与第二传动轴上的两个第一履轮分别通过间隔设置的两条第一履带连接。第二履带设置在两条第一履带之间。
[0012]作为优选，所述第一内部传送带的运动方向与第一履带的运动方向相互垂直。
[0013]作为优选，所述外部支架上间隔设置有两个带齿传动轮；对外传动带的两侧边缘均设置有锯齿；两个带齿传动轮分别位于对外传动带的两侧。两个带齿传动轮与对外传动带的两侧的锯齿分别啮合。
[0014]作为优选，两个对外传动带通过齿轮或其他传动结构进行反向等速传动。
[0015]作为优选，外部支架的转角位置安装有第一张紧轮；第一张紧轮抵住第二履带的外侧面靠近第二传动轴的位置。
[0016]作为优选，所有的履轮均采用双排轮齿结构。
[0017]该全地形履带车的全向驱动方法，具体如下：
[0018]设定第一履带和第二履带的运动方向为前后方向；设定第一内部传送带的运动方向为左右方向。
[0019]控制单个动力模块沿前后方向行进的过程为：该动力模块中的第一内部传送带静止，仅对外传动带转动，所有外部行进单元上的第一履带进行同步运动，且所有外部行进单元在安装支架上的位置保持静止；使得动力模块沿前后方向运动。
[0020]控制单个动力模块沿左右方向行进的过程为：该动力模块中的第一内部传送带和对外传动带同步等速转动，所有外部行进单元在第一内部传送带的带动下，绕安装支架运动，且第一履带在外部行进单元中保持相对静止。使得动力模块沿左右方向运动。
[0021]控制单个动力模块沿倾斜方向行进的过程为：该动力模块中的第一内部传送带与对外传动带不同的转速或转向进行运动，外部行进单元绕安装支架运动，同时第一履带相对于外部行进单元运动，使得动力模块向倾斜方向运动。
[0022]当全地形履带车需要向前后方向、左右方向或倾斜方向运动时，两个动力模块进行沿指定方向的同步运动。
[0023]当全地形履带车进行转向时，两个动力模块进行异步的左右方向运动，使得全地形履带车发生旋转。
[0024]本专利技术具有的有益效果是：
[0025]1.本专利技术能够沿任意方向进行运动，且能够进行原地转向，并将所有动力元件均集成在履带车的内部，通过内部传动带与对外传动带的配合运动，实现履带车向不同方向的运动驱动。此外，本专利技术通过单个动力元件就实现了多个外部行进单元的同步运动，简化了履带车的结构复杂度。
[0026]2.本专利技术提供的全地形履带车的四周均覆盖有履带，提高了其在复杂地形的通过能力，配合其原地转向的能力，能够穿越狭窄且崎岖地形进行搜索和救援。
[0027]3、本专利技术可以在例如雪地、触觉铺路、鹅卵石、草、砾石、沙子和木屑等崎岖的地形
上实现全向运动。本专利技术中的履轮和履带均采用双排轮齿结构，使得履带更不易脱轨。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0029]图2为本专利技术中单个动力模块的示意图；
[0030]图3为本专利技术的大履带示意图；
[0031]图4位本专利技术的H形支架示意图；
[0032]图5为本专利技术的小履带示意图；
[0033]图6为本专利技术的小履带剖视图。
具体实施方式
[0034]以下结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0035]如图1
‑
4所示，一种全地形履带车，包括相互对称且并排固定在一起的两个动力模块。两个动力模块中的安装支架1
‑
1固定在一起。动力模块包括内部履带机构1和外部履带机构5；内部履带机构1用于转向和沿前后方向进行直线运动；所述的外部履带机构5环绕在内部履带机构1的外侧，所述的外部履带机构5能沿直线运动。
[0036]内部履带机构1包括安装支架1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全地形履带车，其特征在于：包括并排安装的两个动力模块；动力模块包括内部履带机构(1)和外部履带机构(5)；所述的内部履带机构(1)包括安装支架(1
‑
1)、第二转轴(1
‑
3)和第三转轴(1
‑
4)；第二转轴(1
‑
3)与第三转轴(1
‑
4)同轴设置，并转动连接在安装支架(1
‑
1)的同一端；第二转轴(1
‑
3)和第三转轴(1
‑
4)由两个动力元件分别驱动；第二转轴(1
‑
3)上固定连接有第二带轮(1
‑
6)；第三转轴(1
‑
4)上固定有第四带轮(1
‑
8)；安装支架(1
‑
1)的另一端转动连接有第一带轮(1
‑
5)和第三带轮(1
‑
7)；第一带轮(1
‑
5)与第二带轮(1
‑
6)通过第一内部传送带(4
‑
1)传动连接；第三带轮(1
‑
7)和第四带轮(1
‑
8)通过对外传动带(4
‑
2)传动连接；所述外部履带机构(5)包括沿着对外传动带(4
‑
2)的长度方向依次排列的多个外部行进单元；外部行进单元包括外部支架(5
‑
1)、第一履轮(5
‑
2)和第一履带(5
‑
3)；外部支架(5
‑
1)与第一内部传送带(4
‑
1)固定；外部支架(5
‑
1)上转动连接有相互平行的第一传动轴(5
‑
5)和第二传动轴(5
‑
6)；第一传动轴(5
‑
5)和第二传动轴(5
‑
6)上均安装有通过第一履带(5
‑
3)连接的第一履轮(5
‑
2)；第一内部传送带(4
‑
1)的运动方向与第一履带(5
‑
3)的运动方向不平行；所述外部支架(5
‑
1)上转动连接有带齿传动轮(5
‑
11)；带齿传动轮(5
‑
11)与第一传动轴(5
‑
5)或第二传动轴(5
‑
6)传动连接；对外传动带(4
‑
2)上设置有与带齿传动轮(5
‑
11)啮合传动的锯齿(5
‑
12)。2.根据权利要求1所述的一种全地形履带车，其特征在于：所述的内部履带机构(1)还包括第五带轮(1
‑
9)和第六带轮(1
‑
10)；第六带轮(1
‑
10)在转动连接在第三转轴(1
‑
4)上；第五带轮(1
‑
9)转动连接在机架上；第五带轮(1
‑
9)与第一带轮(1
‑
5)对齐并固定；第五带轮(1
‑
9)与第六带轮(1
‑
10)通过第二内部传送带(4
‑
3)传动连接；对外传动带(4
‑
2)位于第一内部传送带(4
‑
1)与第二内部传送带(4
‑
3)之间；外部支架(5
‑
1)与第二内部传送带(4
‑
3)的外侧面固定。3.根据权利要求2所述的一种全地形履带车，其特征在于：所述的内部履带机构(1)还包括第一转轴(1
‑
2)；第一转轴(1
‑
2)转动连接在安装支架(1
‑
1)上；第一带轮(1
‑
5)和第五带轮(1
‑
9)均固定在第一转轴(1
‑
2)上；第四带轮(1
‑
8)转动连接在第一转轴(1
‑
2)上。4.根据权利要求1所述的一种全地形履带车，其特征在于：所述的安装支架(1
‑
1)上固定有第一电机(3
‑
1)和第二电机(3
‑
2)；所述的第一电机(3
‑
1)的输出轴通过第一锥齿轮机构(3
...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明，张帝，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：