一种欠驱动履带式机器人移动平台的制作方法_2

文档序号:8214798阅读:来源:国知局
022]图1为本发明实施例的整体三维结构示意图;
[0023]图2为机器人本体机构的三维结构示意图;
[0024]图3为欠驱动变形履带机构在未安装履带时的结构主视图;
[0025]图4为差动齿轮机构的剖面图;
[0026]图5为辅助越障机构在未安装履带时的连接板内侧结构示意图;
[0027]图6为辅助越障机构在未安装履带时的三维结构示意图;
[0028]图中,1-机器人本体机构、2-欠驱动变形履带机构、3-差动齿轮机构、4-辅助越障机构;11-变形履带固定架,12-侧板,13-前板,14-圆弧板,15-差动齿轮机构固定架,16-电机支撑架,17-底板,18-后板,19-驱动电机,110-传动轴,111-支撑轴承,112-斜齿轮;21_地面前支撑杆、22-前支撑连接杆、23-第一前引导杆、24-车体连接杆、25-第二前引导杆、26-中部调整杆、27-后连接杆、28-后支撑板、29-从动履带轮、210-履带支撑轮;31_中心轴、32-第一轴承、33-空心轴、34-第二轴承、35-主动履带轮、36-从传动轴斜齿轮、37-中间传动轴、38-中间传动轴斜齿轮、39-主传动轴斜齿轮、310-轴承套,311-轴承套,312-主传动轴,313-轴承;41_同步履带轮、42-连接板、43-直齿轮、44-同步带轮、45-同步带轮、47-动力输入轴、48-直齿轮、49-同步带、410-支撑轴、411-同步带传动支撑轴、412-安装孔、413-同步带轮轴。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图对本发明实施例做进一步详述:
[0030]一种欠驱动履带式机器人移动平台,如图1所示,包括机器人本体机构1、两个欠驱动变形履带机构2、两个差动齿轮机构3和两个辅助越障机构4。所述机器人车体机构I是移动机器人平台的主要承载机构,内部安装有驱动电机和电源。所述差动齿轮机构3安装在机器人本体机构I的前端并与机器人本体机构I的驱动电机相连接,是机器人平台动力传递的主要机构。所述欠驱动变形履带机构2左右对称安装在机器人车体机构I的两侧并与差动齿轮机构3相连接,欠驱动变形履带机构2是机器人与复杂路况的主要交互机构,完成机器人行走的主要任务。所述辅助越障机构4设置在欠驱动变形履带机构的外侧并与欠驱动变形履带机构2及差动齿轮机构3相连接,辅助越障机构4是机器人与复杂路况的次要交互机构,主要保障机器人行走过程中的平稳,以及越障过程中提高机器人平台的质心高度,以完成越障。
[0031]如图2所示,所述机器人本体机构包括机器人箱体、电机的传动机构和连接架。所述机器人箱体由如下八块基体板构成:一块底板17、一块顶板(图中未不出)、一块前板13、一块后板18、二块侧板12和二块圆弧板14,底板、顶板、前板、后板、左右两块侧板和两块圆弧板共同构成长方形箱体,两款圆弧板分别设置在前板与底板之间以及后板与底板之间;左右二块侧板为基础定位板,其上设计有定位边,分别用于定位圆弧板、底板、前板和后板,二块侧板的板边加厚并设有安装螺栓的孔,而其他板的板边加厚并设有安装螺纹。电机的传动机构主要由电机支撑架16、两台驱动电机19、传动轴110、支撑轴承111和斜齿轮112,其中,电机支撑架固定于前板13内侧,前板上设有加厚部分,其上设计有轴承安装孔和轴承端盖链接螺纹孔等,两台驱动电机固定在电机支撑架上,两台驱动电机分别通过两个传动轴输出动力,两个传动轴分别安装在支撑轴承内,两个传动轴输出端与两个斜齿轮相连接,两个斜齿轮分别与差动齿轮机构相连接。连接架包括变形六个履带固定架11和两个差动齿轮机构固定架15,六个履带固定架一端分别固装在左右侧板中间加厚处,另一端用于固定左右变形履带机构;两个差动齿轮机构固定架固装在前板外侧,在差动齿轮机构固定架上设有轴承安装孔和轴向定位槽,用来安装差动齿轮机构。
[0032]如图3所示,欠驱动变形履带机构包括变形连杆机构、履带驱动支撑系统,具体结构为:
[0033]变形连杆机构包括车体连接杆24、第一前引导杆23、第二前引导杆25、地面前支撑杆21、前支撑连接杆22、后支撑板28、后连接杆27和中部可调整长度的中部调整杆26。车体连接杆由一个长连杆和短杆组成,长连杆主要用于定位履带驱动轮35和从动履带轮29,长连杆中间设计有安装孔,固定于车体连接架上,短杆一端设有从动轮的定位轴孔,另一端通过螺栓固定于车体上。两个前引导杆的长度相等,两个前引导杆的一端设有连接孔并与差动齿轮机构的空心轴33间隙配合,两个前引导杆另一端分别与地面前支撑杆、前支撑连接杆以及中部调整杆铰接,其结构为不对称结构,其连接均通过轴承和轴的形式来完成。在前引导杆和车体连接杆之间安装有复位弹簧(图上未标出)实现变形连杆机构的复位功能。地面前支撑杆为对称机构,由左右各两个连杆对称布置,中间通过连接架固定一起,连杆的两端设有履带支撑轮轴的安装孔。前支撑连接杆由两个完全相同的连杆和中间固定架组成,其一端与地面前支撑杆连接,另一端与前引导杆、中部调整杆通过轴、孔和轴承铰接一起,前支撑连接杆与地面前支撑杆的长度相等。中部调整杆有两组,每一组均由中间杆和两端调节板构成,中间杆与两端调节板通过螺纹连接固定。后连接杆设有三处铰接点,一处与地面前支撑杆铰接,一处与从动履带轮铰接,最后一处与后支撑板铰接。后支撑板也设计为三处铰接,一处与后连接杆铰接,一处与中部调整杆铰接,另一处与履带支撑轮210铰接。
[0034]履带驱动支撑系统由主动履带轮35、从动履带轮29和三个支撑履带轮210组成。主动履带轮、从动履带轮分别安装在车体连接杆的两端,在主动履带轮、从动履带轮上设有同步履带(图中未示出),三个支撑履带轮分别安装在地面支撑杆两端和后支撑板的底端。在机器人行走的过程中,由于其自身的重力,支撑履带轮的轮心三者处于一个水平面上,共同支撑机器人;当行走遇到障碍时,由于地面对前引导杆和地面前支撑杆的作用,使得最前方的支撑履带轮抬起,从而使得主动履带轮的重心位置抬高,而由于中部调整杆拉动后支撑板向前转动,支撑履带轮前行,而从动履带轮重心下降,进一步提高主动履带轮的轮心高度,从而提高越障高度;而车体连接杆的变形使得复位弹簧长度变化,产生复位拉力,当机器人越过障碍后,部分由于复位弹簧的拉力,部分由于机器人自身重力,会使得变形连杆机构复位到原位,继续平稳前进。
[0035]如图4所示,差动齿轮机构由三对斜齿轮组、四根主要传动轴(主传动轴、两根中间传动轴和从传动轴)、外侧主动履带轮以及其他轴向安装定位元件构成。三对斜齿轮组分布于四根主要传动轴上,其中主传动轴312通过轴承313和轴承套311完成定位,主传动轴312上连接的斜齿轮39和中间传动轴上的斜齿轮38啮合传动(第一斜齿轮组),中间传动轴斜齿轮38与中间传动齿轮轴37通过键连接将动力传给铰接于外侧主动履带轮35的另一中间传动轴上,中间传动轴通过轴承套310安装在外侧主动履带轮上,中间传动轴上有两组啮合斜齿轮38,该斜齿轮38和齿轮轴37 (第二斜齿轮组)经啮合将动力传给从传动轴。从传动轴为空心轴33和中心轴31的组合,中心轴31通过第一轴承32同心安装在空心轴33内,从动轴斜齿轮36安装于中心轴31上,该斜齿轮36与中间传动轴上的齿轮轴37啮合传动(第三斜齿轮组)。中间传动轴上的动力包括两组,其中一组将动力传给从传动轴的空心齿轮轴33,再将动力传给变形履带机构的前引导杆25,另一组将动力传给从传动轴的中心轴31,中心轴31的动力成为辅助越障机构上的履带驱动;由于传给变形履带机构的前引导杆25的动力,在机器人本身质量的作用下,限制了前引导杆25的运动,而且外侧主动履带轮35是通过轴承34与主传动轴安装的,因此中间传动轴还将动力传给变形履带机构的主动履带轮35,驱动变形履带运动,成为机器人行走的主要动力。
[0036]如图5及图6所示,辅助越障机构包括两个连接板42、两个主要支撑轴410、一个同步带传动支撑轴411、动力输入轴47、两个同步带轮44、45、同步带49两个直齿轮43、48和六个同步履带轮41。两个连接板42对称设置,两个连接板之间通过两个主要支撑轴410和一个同步带传动支撑轴411来完成定位和固定功能,两个连接板与两个主要支撑轴410和一个同步带传动支撑轴411的连接关系为:每个支撑轴通过固装在连接板外侧的两个轴承套46与连接板安装在一起,六个同步
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1