【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人行走机构领域，具体是一种履带式机器人的行走机构及行走控制方法。
技术介绍
1、随着社会经济的迅猛发展，移动式机器人在工业、农业和军事领域得到了广泛的应用。履带式机器人因其优异的地形适应能力、良好的通过性能和较高的载重能力，成为这些领域中不可或缺的技术装备。然而，履带式机器人在实际应用中仍存在一些不足，亟需改进。
2、履带式机器人的行驶性能与履带与地面之间的耦合关系密切相关。履带与地面的接触面积越大，行驶阻力也随之增加，导致机器人加速能力降低、最高时速下降，同时转向时的阻力增大，灵活性下降，燃料或能量消耗也随之增加。然而，增大接触面积有利于提高机器人在复杂地形下的承载能力和通过性能，因此存在矛盾需求，如何权衡成为技术难点。
3、cn216185575u公开了一种履带式行走机构，该履带式行走机构能实现“通过支重轮组及减震器与悬挂架的配合起到负载减震作用，履带套设在支重轮组、驱动轮、拖带轮组及涨紧轮的外周，支撑成平行四边形状，使得履带行走时更加稳定，在遇到恶劣地形时，会有前倾和后覆两种极限姿态，由于成平行四边形状的履带通过地形能力强，在机体猛触底时，减震器能很好地抵抗冲击力，保证安全，同时提高越障能力，增加通过性。”这种履带式行走机构，仅通过涨紧轮的移动，使履带呈现前倾和后覆两种极限姿态，履带形状的调节范围有限，仅支持前倾和后覆两种姿态，无法实现大幅度的形状改变，难以满足多样化应用需求。减震器与悬挂架的配合仅能被动实现负载减震作用，无法通过主动调节改变履带的形状，从而限制了机器人的灵活性和适
技术实现思路
1、为解决现有技术的问题，本专利技术提供一种履带式机器人的行走机构，该履带式机器人的行走机构负重轮组、涨紧轮可在液压控制系统的控制下移动，主动改变履带形状；动力总成可在液压控制系统的控制下移动，主动改变履带式机器人的质心；液压控制系统可识别履带式机器人的运行状态，控制负重轮组、涨紧轮、动力总成的移动；在履带式机器人转向和高速运行时，改变行走机构的行走姿态，提升履带式机器人灵活性，加速度、最高时速等动力性能和行驶稳定性。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种履带式机器人的行走机构，包括车体，以及车体两侧设置的履带式行走机构，所述履带式行走机构包括履带、车轮组、摆臂组件，所述车轮组包括驱动轮、涨紧轮、拖带轮、负重轮，所述驱动轮设于车体前端，通过减速机构连接驱动电机，所述驱动电机电连接储能电池，所述涨紧轮设于车体后端，所述涨紧轮上安装速度传感器，所述拖带轮为多个，依次设于驱动轮和涨紧轮之间，所述负重轮多个，依次设于车体下方；各负重轮分别通过一个摆臂组件与车体连接，所述摆臂组件包括摆臂、负重轮控制油缸，所述摆臂一端与负重轮的支承轴固定连接，另一端与车体铰接，所述负重轮控制油缸一端与车体铰接，另一端与摆臂的中段铰接；所述涨紧轮通过涨紧轮控制油缸与车体转动连接，所述负重轮控制油缸和涨紧轮控制油缸均通过液压油管连接液压控制系统，在液压控制系统的控制下使负重轮以及涨紧轮发生位移，改变履带式机器人的行走姿态。
4、优选地，所述液压控制系统包括控制器、伺服阀组、液压油箱、液压油管，所述控制器通过导线连接伺服阀组和液压油箱内的油泵，液压油箱通过伺服阀组经液压油管分别与负重轮控制油缸、涨紧轮控制油缸连接，所述控制器通过导线与速度传感器连接。
5、优选地，所述储能电池与发电机电连接后构成动力总成，所述动力总成通过其设有的滑座滑动配合在车体内设置的滑轨上，所述动力总成与车体内设置的动力总成控制油缸的活塞杆固定连接，所述动力总成控制油缸通过液压油管与液压控制系统连接，在液压控制系统的控制下使动力总成轴向位移，改变履带式机器人的质心位置。
6、优选地，所述涨紧轮控制油缸上设有用于支承涨紧轮车轮轴的支承座，该支承座滑动配合在车体外侧设置的导轨中，所述支承座上设置有速度传感器，该速度传感器与涨紧轮的车轮轴配合，采集履带式行走机构的运行速度。
7、履带式机器人的行走机构的控制方法，包括以下步骤：
8、s1：在控制器设置两侧履带的速度差阈值a，设置履带常规速度阈值b；
9、s2：通过车体两侧履带的速度传感器，识别车体两侧履带的运行速度；
10、s3：判断履带式机器人运行状态并改变履带式机器人的行走姿态和质心位置：
11、当测得两侧履带的运行速度差小于速度差阈值a，车身两侧履带的运行速度均小于速度阈值b时，履带式机器人为低速行驶状态，控制器控制履带式机器人行走姿态和质心位置保持初始状态运行；
12、当测得两侧履带的运行方向相反时，履带式机器人为中心转向状态，控制器控制履带式机器人一侧行走机构前部的负重轮控制油缸收缩，后部的负重轮控制油缸伸长，另一侧行走机构前部的负重轮控制油缸伸长，后部的负重轮控制油缸收缩，两侧的涨紧轮主动油缸伸长，使涨紧轮将履带涨紧，动力总成控制油缸带动动力总成后移，使履带式机器人质心位置后移；
13、当测得两侧履带的运行速度差大于速度差阈值a时，履带式机器人为转弯行驶状态，控制器控制履带式机器人两侧的行走机构前部的负重轮控制油缸收缩，后部的负重轮控制油缸伸长，涨紧轮控制油缸伸长，使涨紧轮将履带涨紧，动力总成控制油缸带动动力总成后移，使履带式机器人质心位置后移；
14、当测得两侧履带的运行速度差小于速度差阈值a，车身两侧履带的运行速度均大于速度阈值b时，履带式机器人为高速行驶状态，控制器控制履带式机器人两侧的行走机构的前部负重轮控制油缸收缩，后部负重轮控制油缸伸长，涨紧轮控制油缸伸长，使涨紧轮将履带涨紧，动力总成控制油缸带动动力总成，使履带式机器人质心位置后移；
15、s4：履带式机器人的状态改变结束后，控制器控制履带式机器人恢复到状态改变前状态。
16、综上所述，本专利技术具有如下优点：
17、1.依据履带式机器人不同的运行状态，主动改变行走机构行走姿态；
18、当低速行驶时，履带式机器人保持初始状态运行，保证履带式机器人的承载能力与通过性；当中心转弯时，履带式机器人一侧的行走机构的前部负重轮控制油缸收缩，后部负重轮控制油缸伸长，另一侧的行走机构的前部负重轮控制油缸伸长，后部负重轮控制油缸收缩，涨紧轮控制油缸伸长，动力总成控制油缸使车辆质心位置后移，减小车辆转向时的阻力，增强车辆的转向灵活性；当转向行驶时，履带式机器人两侧的行走机构的前部负重轮控制油缸收缩，后部负重轮控制油缸伸长，涨紧轮控制油缸伸长，动力总成控制油缸使车辆质心位置后移，减小车辆转向时的阻力，增强车辆的转向灵活性；当高速行驶时，履带式机器人两侧的行走机构的前部负重轮控制油缸收缩，后部负重轮控制油缸伸长，涨紧轮控制油缸伸长，动力总成控制油缸使车辆质心位置后移，减小履带式机器人的行驶阻力，增加后部负重轮的抓地力，增强车辆的动力性能。
19、2.液压控制系统通过车体两侧设置的速度传感器，识别车体两侧履带的运行速度，判断本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种履带式机器人的行走机构，包括车体（1），以及车体两侧设置的履带式行走机构，其特征在于：所述履带式行走机构包括履带（10）、车轮组、摆臂组件，所述车轮组包括驱动轮（4）、涨紧轮（6）、拖带轮（5）、负重轮（3），所述驱动轮（4）设于车体（1）前端，通过减速机构连接驱动电机，所述驱动电机电连接储能电池，所述涨紧轮（6）设于车体后端，所述涨紧轮（6）上安装速度传感器（12），所述拖带轮（5）为多个，依次设于驱动轮（4）和涨紧轮（6）之间，所述负重轮（3）多个，依次设于车体下方；各负重轮（3）分别通过一个摆臂组件与车体连接，所述摆臂组件包括摆臂（7）、负重轮控制油缸（8），所述摆臂（7）一端与负重轮（3）的支承轴固定连接，另一端与车体（1）铰接，所述负重轮控制油缸（8）一端与车体铰接，另一端与摆臂（7）的中段铰接；所述涨紧轮（6）通过涨紧轮控制油缸（9）与车体（1）转动连接，所述负重轮控制油缸（8）和涨紧轮控制油缸（9）均通过液压油管（15）连接液压控制系统，在液压控制系统的控制下使负重轮（3）以及涨紧轮（6）发生位移，改变履带式机器人的行走姿态。
2.如权利要求1所
3.如权利要求1所述的履带式机器人的行走机构，其特征在于：所述储能电池与发电机电连接后构成动力总成（16），所述动力总成（16）通过其设有的滑座滑动配合在车体（1）内设置的滑轨上，所述动力总成（16）与车体（1）内设置的动力总成控制油缸（17）活塞杆固定连接，所述动力总成控制油缸（17）通过液压油管（15）与液压控制系统连接，在液压控制系统的控制下使动力总成（16）轴向位移，改变履带式机器人的质心位置。
4.如权利要求1所述的履带式机器人的行走机构，其特征在于：所述涨紧轮控制油缸（9）上设有用于支承涨紧轮（6）车轮轴的支承座，该支承座滑动配合在车体（1）外侧设置的导轨中，所述支承座上设置有速度传感器，该速度传感器与涨紧轮（6）的车轮轴配合，采集履带式行走机构的运行速度。
5.如权利要求1所述的履带式机器人的行走机构的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种履带式机器人的行走机构，包括车体（1），以及车体两侧设置的履带式行走机构，其特征在于：所述履带式行走机构包括履带（10）、车轮组、摆臂组件，所述车轮组包括驱动轮（4）、涨紧轮（6）、拖带轮（5）、负重轮（3），所述驱动轮（4）设于车体（1）前端，通过减速机构连接驱动电机，所述驱动电机电连接储能电池，所述涨紧轮（6）设于车体后端，所述涨紧轮（6）上安装速度传感器（12），所述拖带轮（5）为多个，依次设于驱动轮（4）和涨紧轮（6）之间，所述负重轮（3）多个，依次设于车体下方；各负重轮（3）分别通过一个摆臂组件与车体连接，所述摆臂组件包括摆臂（7）、负重轮控制油缸（8），所述摆臂（7）一端与负重轮（3）的支承轴固定连接，另一端与车体（1）铰接，所述负重轮控制油缸（8）一端与车体铰接，另一端与摆臂（7）的中段铰接；所述涨紧轮（6）通过涨紧轮控制油缸（9）与车体（1）转动连接，所述负重轮控制油缸（8）和涨紧轮控制油缸（9）均通过液压油管（15）连接液压控制系统，在液压控制系统的控制下使负重轮（3）以及涨紧轮（6）发生位移，改变履带式机器人的行走姿态。
2.如权利要求1所述的履带式机器人的行走机构，其特征在于：所述液压控制系统包括控制器（11）、伺服阀组（...
【专利技术属性】
技术研发人员：李青锋，卢文全，彭涛，曲明，王忠伦，
申请(专利权)人：重庆长安工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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