履带式机器人减震底盘的制作方法

本实用新型涉及机械设备行走领域,特别涉及一种履带式机器人减震底盘。

背景技术：

为了适应特殊作业，很多场合需要机器人配合操作，对于特种作业机器人，为了取得良好的行走效果，普遍采用履带式行走机构。履带式行走机构与地面接触面积大、越障能力强，但也存在缺点，一方面，履带式机器人底盘现有行业产品类型较少，基本是小型、微型或者教学实验型产品，负荷能力较弱，性能不稳定，防护性能较弱；另一方面，当路面状况不佳或存在较多障碍物时，会造成较大震动，对机器人的正常工作带来不利影响，即越障及跨越能力较弱，减震效果不好，地形适应能力不强。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种履带式机器人减震底盘，其技术方案为：

包括车体（1），车体（1）上部用于安装机械设备，车体（1）两侧分别安装运动悬挂系统（5），传动系统（4）驱动运动悬挂系统（5）运动，所述运动悬挂系统（5）包括履带（a）及设置于履带（a）内的悬挂架组件（b）、驱动轮组件（c）、涨紧轮组件（d）、摆臂组件（e）和托带轮（f），所述悬挂架组件（b）设置在履带(a)中部，并通过车体连接轴安装在车体（1）上，其前部安装涨紧轮组件（d），后部安装驱动轮组件（c），上部安装托带轮（f），下部安装摆臂组件（e）；

所述摆臂组件（e）通过铰接轴（e-5）和减震轴（e-8）安装在悬挂架组件（b）上，摆臂组件（e）包括支重轮、摆臂和减震，所述摆臂为摆臂I（e-4）和摆臂II（e-3），摆臂I（e-4）为三点支撑，其中一个端点通过铰接轴（e-5）安装在悬挂架左下角，另外两个端点通过支撑连接轴安装两个直径不等的支重轮，分别为支重轮I（e-1）和支重轮II（e-2），所述摆臂II（e-3）一端通过铰接轴（e-5）安装在悬挂架上，另一端安装支重轮I（e-1）。

进一步地，所述悬挂架组件（b）由外侧悬挂板（b-3）和内侧悬挂板（b-4）组成，两个悬挂板之间安装连接轴，便于安装涨紧轮组件（d）、摆臂组件（e）和托带轮（f）。

进一步地，驱动轮组件（c）由驱动轮基体（c-1）、滚动轴（c-2）、石墨铜套（c-3）和支撑轮（c-4）组成，所述驱动轮基体（c-1）和支撑轮（c-4）同轴，沿它们圆周等距离安装若干根滚动轴（c-2），且滚动轴（c-2）贯穿驱动轮基体（c-1）和支撑轮（c-4），每根滚动轴（c-2）内外对称安装石墨铜套（c-3）。

进一步地，所述涨紧轮组件（d）包括涨紧轮（d-1）、涨紧架（d-2）、涨紧固定架（d-3）和涨紧顶丝（d-4），涨紧轮（d-1）通过轴安装于涨紧架（d-2）前叉口内，涨紧架（d-2）通过滑槽螺栓（d-5）在涨紧固定架（d-3）的滑槽内由涨紧顶丝（d-4）前后调整。

进一步地，所述驱动轮基体（c-1）、涨紧轮（d-1）、支重轮和托带轮（f）均与履带（a）内壁啮合接触。

进一步地，所述支重轮I（e-1）设置在支重轮II（e-2）后面。

进一步地，所述减震（e-6）的一端与摆臂连接，另一端套接弹簧，并通过减震轴（e-8）安装在悬挂架组件上。

本实用新型的有益效果为：本实用新型为一种履带式机器人减震底盘，与现有技术相比，采用运动悬挂系统内的悬挂架组件、驱动轮组件和涨紧轮组件相结合，采用内侧悬挂板、外侧悬挂板、车体连接轴、悬挂连接轴及相应的支撑轴套多点网格结构，减轻结构上的重量的同时，强度大大增加。采用驱动轮基体、滚动轴、石墨铜套、支撑轮等组合结构，运转平滑，噪音低，寿命长，更换便捷，成本可控。使用涨紧轮组件采用层次组合结构，由涨紧固定架、涨紧架、涨紧轮组件分层组合，占用空间小，涨紧行程大，调整便捷，稳定可靠。本实用新型适用于在该底盘上搭载各种设备，以实现不同的功能，其实用性、稳定性、防护性较高，运动震动过滤效果好，越障及跨越能力、地形适应能力极强，可作为复杂地形移动特殊作业机器人开发平台，应用广泛。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型运动悬挂系统结构示意图；

图3为本实用新型悬挂架组件结构示意图；

图4为本实用新型驱动轮组件结构示意图；

图5为本实用新型涨紧轮组件结构示意图；

图6为本实用新型摆臂组件结构示意图；

图7为本实用新型摆臂I结构示意图；

图8为本实用新型摆臂II结构示意图；

如图所示，1车体，2动力系统，3控制系统，4传动系统，5运动悬挂系统，a履带，b悬挂架组件，c驱动轮组件，d涨紧轮组件，e摆臂组件，b-1车体连接轴，b-2悬挂连接轴，b-3外侧悬挂板，b-4内测悬挂板，b-5支撑轴套，c-1驱动轮，c-2滚动轴，c-3石墨铜套，c-4支撑轮，d-1涨紧轮，d-2涨紧架，d-3涨紧固定架，d-4涨紧顶丝，d-5滑槽螺栓，e-1支重轮I，e-2支重轮II，e-3摆臂II，e-4摆臂I，e-5铰接轴，e-6减震，e-7摆臂套，e-8减震轴。

具体实施方式

如图所示，本实用新型为一种履带式机器人减震底盘，底盘整体由车体1、动力系统2、控制系统3、传动系统4及左右运动悬挂系统5组成，所述动力系统2、控制系统3和传动系统4安装在车体1内部，动力系统2为控制系统3和传动系统4提供电源，传动系统4驱动运动悬挂系统5运动。

车体1为框架方管、加强筋板及复合蒙皮组合结构，重量轻，结构强度高，是底盘的基体。动力系统2采用大容量、高放电率锂离子直流48伏（DC48V）电池，具有重量轻，容量大，寿命长，重复充放电等特点，是底盘的动力来源，置于车体内部。控制系统3由信号源、电机驱动器、编码器、传感器等组成，是机器人底盘的控制机构，可以根据要求进行再次开发，置于车体内部。传动系统4由电机、减速机、轴座、输出轴等组成，将控制系统提供的动力及信号转化成运动形式，置于车体内部。运动悬挂系统5由履带a、悬挂架组件b、驱动轮组件c、涨紧轮组件d、摆臂组件e等组成。传动系统的运动作用于运动悬挂系统，可有效过滤运动行走过程中的震动，适应复杂地形的通过能力。运动悬挂系统5安装于车体1两侧,左右对称装配。

履带a采用橡胶履带内嵌凯夫拉纤维，柔韧又具有极高的抗拉强度，包覆于悬挂架b、驱动轮组件c、涨紧轮组件d、摆臂组件e外部，是悬挂系统运动行走部件。

悬挂架组件b是悬挂系统和车体的连接部件及悬挂系统部件的主要安装基体。采用内侧悬挂板b-4、外侧悬挂板b-3、车体连接轴b-1、悬挂连接轴b-2及相应的支撑轴套b-5多点网格结构，减轻结构上的重量的同时，强度大大增加。内侧悬挂板b-4和外侧悬挂板b-3通过车体连接轴b-1固定在车体1上，悬挂连接轴b-2及支撑轴套b-5保证内侧悬挂板b-4、外侧悬挂板b-3间的距离及整体组合。

驱动轮组件c位于悬挂系统的后部，采用驱动轮基体c-1、滚动轴c-2、石墨铜套c-3和支撑轮c-4组合结构，运转平滑，噪音低，寿命长，更换便捷，成本可控。驱动轮基体c-1和支撑轮c-4上沿圆周方向贯穿滚动轴10根，每根滚动轴上内外对称安装4个石墨铜套c-3，石墨铜套c-3外侧安装垫圈和螺栓，防止石墨铜套脱落。

涨紧轮组件d位于悬挂系统的前部，采用层次组合结构，由涨紧固定架d-3、涨紧架d-2、涨紧轮d-1组件分层组合，占用空间小，涨紧行程大，调整便捷，稳定可靠。涨紧轮d-1通过轴安装于涨紧架d-2前叉口内，涨紧架d-2通过4组滑槽螺栓d-5在涨紧固定架d-3的滑槽内由涨紧顶丝d-4前后调整。

摆臂组件e由共5组摆臂总成组成，第一组总成由摆臂Ie-4、支重轮Ie-1、支重轮IIe-2、减震e-6、摆臂套e-7组成，另外4组结构相同，均由摆臂IIe-3、支重轮Ie-1、减震e-6、摆臂套e-7组成。每组摆臂由铰接轴e-5连接到外侧悬挂板b-3、内侧悬挂板b-4中间；摆臂的减震e-6由减震轴e-8穿轴到外侧悬挂板b-3、内侧悬挂板b-4上。履带a承受的负荷通过支重轮Ie-1、支重轮IIe-2作用到摆臂组件e上，由减震e-6过滤震动。

本实用新型为履带式机器人底盘在控制系统的指令下实现前进、后退、单侧左转、单侧右转、双侧反向原地滑移转向等动作，速度可从零到设计速度无极变速，复杂地形下爬坡、越障。本实用新型实用性、稳定性、防护性较高，运动震动过滤效果好，越障及跨越能力、地形适应能力极强。可搭载较大实用型载荷如武器装备、侦查设备、消防水炮、机械臂等扩展应用。可广泛应用于军工、消防、市政、安防、协同运输等行业。

以上所述是对本实用新型的优选实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和增加，这些改进和增加也视为对本实用新型的保护。