变形履带机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种变形履带机器人，包括机架和装设于机架上的机身，所述机架两侧各装有一套变形履带行走机构，所述变形履带行走机构包括行进驱动轴、履带变形驱动轴、履带和变形摆杆机构，所述行进驱动轴和履带变形驱动轴平行布置于机架上，所述变形摆杆机构一端与履带变形驱动轴固接，另一端经轴承支承于行进驱动轴上，所述行进驱动轴上装设有主动履带轮，所述履带变形驱动轴和变形摆杆机构上均装设有从动履带轮，所述主动履带轮和各从动履带轮均与履带啮合。该变形履带机器人行驶平稳、具有很强的越障、爬坡能力，且结构简单、工作稳定、控制可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及履带机器人，尤其涉及具有履带变形功能的机器人。
技术介绍
在执行反恐、排爆、搜索、救援、侦察等危险任务时，常用到履带机器人，为了适应 复杂多变的环境，要求履带机器人具有足够的机动能力，而履带变形机构是关系到履带机 器人机动能力的关键因素。在现有履带机构中，单节双履带式、双节双履带式和多节多履带 式履带机构可以适应复杂地形。其中，单节双履带式履带变形机构实现运动和控制简单，其 主要包括倒梯形和扁长形两种结构，倒梯形履带其机动性能较优越，能够攀爬较高的障碍 物，但是由于其重心较高且履带与坡面或楼梯接触长度短，运动稳定性差，而扁长形履带结 构重心较低，其稳定性能优越，但其灵活性、机动性和攀爬障碍的能力却受到限制，另外，两 种结构的支撑轮系构架与机车固定为一体，严重限制了减震的效果；双节双履带式和多节 多履带式履带变形机构具有良好的越障爬坡能力，机动性强，运动也比较平稳，但由于其变 形结构自由度太多，实现运动和控制比较复杂，应用受到较大的限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种行驶平稳、具有很强的越障、爬坡能力，且结构简单、工作稳定、控制可靠的变形履带机器人。 为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案 —种变形履带机器人，包括机架和装设于机架上的机身，所述机架两侧各装有一 套变形履带行走机构，所述变形履带行走机构包括行进驱动轴、履带变形驱动轴、履带和变 形摆杆机构，所述行进驱动轴和履带变形驱动轴平行布置于机架上，所述变形摆杆机构一 端与履带变形驱动轴固接，另一端经轴承支承于行进驱动轴上，所述行进驱动轴上装设有 主动履带轮，所述履带变形驱动轴和变形摆杆机构上均装设有从动履带轮，所述主动履带 轮和各从动履带轮均与履带啮合。 所述变形摆杆机构为由主动摆杆、从动摆杆和摆动连杆组成的平行四边形四杆机 构，所述主动摆杆与履带变形驱动轴固接，所述从动摆杆经轴承支承于行进驱动轴上，所述 摆动连杆一端与主动摆杆铰接，另一端与从动摆杆铰接，所述摆动连杆两端的铰接点上分 别装设有一件从动履带轮。 所述履带变形驱动轴与从动摆杆之间设有从动摆杆辅助装置，所述从动摆杆辅助 装置包括辅助主动链轮、辅助从动链轮、辅助链条、副摆杆和销轴，所述辅助主动链轮与履 带变形驱动轴键连接，所述辅助从动链轮通过轴承支承于行进驱动轴上，辅助从动链轮经 辅助链条与辅助主动链轮连接，所述副摆杆一端与辅助从动链轮固接，另一端经销轴与从 动摆杆连接。 所述行进驱动轴由行进动力装置驱动，所述行进动力装置包括行进电机、行进主 动链轮、行进从动链轮和行进传动链条，所述行进电机装设于机身上，所述行进主动链轮装设于行进电机的输出轴上，所述行进从动链轮装设于行进驱动轴上，行进主动链轮与行进 从动链轮通过行进传动链条连接。 所述履带变形驱动轴由变形动力装置驱动，所述变形动力装置包括变形电机、变 形主动链轮、变形从动链轮和变形传动链条，所述变形电机装设于机身上，所述变形主动链 轮装设于变形电机的输出轴上，所述变形从动链轮装设于履带变形驱动轴上，变形主动链 轮与变形从动链轮通过变形传动链条连接。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于本专利技术通过行进驱动轴驱动机器人行进，并 通过履带变形驱动轴和变形摆杆机构控制变形摆杆机构上从动履带轮的位置，利用从动履 带轮的位置变化控制履带的变形，使变形履带机器人通过变形的履带适应多种复杂地形， 提高机器人的越障能力和运动平稳性。变形摆杆机构为由主动摆杆、从动摆杆和摆动连杆 组成的平行四边形四杆机构，主动摆杆和从动摆杆保持平行，在履带变形驱动轴的驱动下， 主动摆杆和从动摆杆分别绕履带变形驱动轴和行进驱动轴作360°的回转，使摆动连杆两 端铰接点上的从动履带轮分别绕履带变形驱动轴和行进驱动轴作圆周运动，达到控制履带 变形的目的，并且在履带变形的过程中，可时刻保持履带张紧，使主动摆杆和从动摆杆停止 在任意角度时机器人都可实现平稳行进；同时，利用平行四边形四杆机构的变形特点，可以 使履带机器人本身具有良好的减震作用。在履带变形驱动轴与从动摆杆之间设有从动摆杆 辅助装置，该从动摆杆辅助装置通过链传动将履带变形驱动轴的旋转动力传递到副摆杆， 再由副摆杆传递到从动摆杆上，确保从动摆杆保持与主动摆杆同向转动，使履带变形的动 力分布更加均匀，从而提高变形摆杆机构的变形能力，防止变形摆杆机构受地形和自身形 态的限制而出现卡死状态。用于驱动行进驱动轴的行进电机和用于驱动履带变形驱动轴的 变形电机均装设于机身上，使行进电机和变形电机受机身保护，减少机器人动力部分的故 障率，使机器人的运转稳定可靠。附图说明图l是本专利技术的立体结构示意图；图2是本专利技术双侧变形抬高摆动连杆后的立体结构示意图;图3是本专利技术双侧变形抬高机架后的立体结构示意图；图4是本专利技术单侧变形抬高摆动连杆后的立体结构示意图;图5是本专利技术单侧变形抬高机架后的立体结构示意图；图6是本专利技术的主视图；图7是图6的A-A剖面视图；图8是本专利技术行进动力装置和变形动力装置的机构简图；图9是本专利技术驱动系统机构简图；图10是行进驱动轴系的放大示意图；图11是履带变形驱动轴系的放大示意图；图12是本专利技术翻越普通突起型障碍的机构运动示意图；图13是本专利技术翻越较高突起型障碍的机构运动示意图；图14是本专利技术抬高机架跨过突起型障碍的机构运动示意15是本专利技术翻越普通壕沟型障碍的机构运动示意 图16是本专利技术翻越较宽壕沟型障碍的机构运动示意图； 图17是本专利技术潜行通过河流型障碍的机构运动示意图； 图18是本专利技术穿越河流型障碍的机构运动示意图； 图19是本专利技术翻越台阶型障碍的机构运动示意图。 图中各标号表示 1、机架 3、变形履带行走机构 302、履带变形驱动轴 304、变形摆杆机构 306、从动履带轮 308、辅助从动链轮 310、副摆杆 312、行进动力装置 3041、主动摆杆 3043、摆动连杆 3122、行进主动链轮 3124、行进传动链条 3132、变形主动链轮 3134、变形传动链条具体实施例方式如图1至图11所示，本专利技术的变形履带机器人，包括机架1和装设于机架1上的 机身2，机架1两侧各装有一套变形履带行走机构3，变形履带行走机构3包括行进驱动轴 301、履带变形驱动轴302、履带303和变形摆杆机构304，行进驱动轴301和履带变形驱动 轴302平行布置于机架1上，变形摆杆机构304 —端与履带变形驱动轴302固接，另一端经 轴承支承于行进驱动轴301上，行进驱动轴301上装设有主动履带轮305，履带变形驱动轴 302和变形摆杆机构304上均装设有从动履带轮306，主动履带轮305和各从动履带轮306 均与履带303啮合。本专利技术通过行进驱动轴301驱动机器人行进，并通过履带变形驱动轴 302和变形摆杆机构304控制变形摆杆机构304上从动履带轮306的位置，利用从动履带 轮306的位置变化控制履带303的变形，使变形履带机器人通过变形的履带303适应多种 复杂地形，提高机器人的越障能力和运动平稳性。 本实施例中，变形摆杆机构304为平行四边形四杆机构，它由主动摆杆3041、从动 摆杆3042和摆动连杆3043组成，机架1为该平行四边形四杆机构的固定杆，主动摆杆3041 与履带变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变形履带机器人，包括机架（１）和装设于机架（１）上的机身（２），其特征在于：所述机架（１）两侧各装有一套变形履带行走机构（３），所述变形履带行走机构（３）包括行进驱动轴（３０１）、履带变形驱动轴（３０２）、履带（３０３）和变形摆杆机构（３０４），所述行进驱动轴（３０１）和履带变形驱动轴（３０２）平行布置于机架（１）上，所述变形摆杆机构（３０４）一端与履带变形驱动轴（３０２）固接，另一端经轴承支承于行进驱动轴（３０１）上，所述行进驱动轴（３０１）上装设有主动履带轮（３０５），所述履带变形驱动轴（３０２）和变形摆杆机构（３０４）上均装设有从动履带轮（３０６），所述主动履带轮（３０５）和各从动履带轮（３０６）均与履带（３０３）啮合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尚建忠，罗自荣，徐小军，黑沫，赵希庆，谢惠详，杨军宏，王卓，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]