一种轻量化折叠式履带机器人底盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动机器人领域，具体涉及一种轻量化折抵式履带机器人底盘。
【背景技术】
[0002]在抗震救灾、地质勘探、矿井、反恐等场合均需要移动机器人的参与，履带机器人以其运动稳定、适应性广、承载能力大等特点，受到比较广泛的应用。
[0003]履带机器人自身结构复杂，行走阻力大，造成其自重较大，整体尺寸大，机动性相较轮式或其他驱动方式较差。如果单从提高动力方式提高其机动性能，又会造成驱动电机、减速器等成本提高，续航能力减弱等其他负面效应。
【发明内容】
[0004]本发明需要解决的技术问题是:为了提高履带机器人的机动性能和场地适应范围，本发明提供一种轻量化的履带机器人底盘设计。本发明提供的履带机器人与传统设计的履带机器人相比，具有以下几种特点:优化驱动系统，简化传动方案，部件分布紧凑，占据空间小；采铝合金、碳纤维等材料，强度高重量小；驱动系统全部采用Maxon电机，功率密度高，负载能力大。
[0005]本发明的技术方案是:设计一种轻量化折叠式履带机器人底盘，包括主履带主动轮、主履带从动轮、副履带主动轮、副履带从动轮、第一驱动装置、第二驱动装置、主动轴和从动轴；主动轴和从动轴相互平行；副履带主动轮对称分布在主履带主动轮的外侧；主履带主动轮通过滚动轴承与主动轴配合，主履带从动轮通过滚动轴承与从动轴配合；副履带主动轮通过滚动轴承与主动轴配合，并通过两端带有花键齿的连接体连接，保持同步旋转；所述第一驱动装置包括第一电机、第一减速器、第一编码器、第一齿轮和第二齿轮，第一编码器控制第一电机，第一电机输出端连接第一减速器，第一减速器输出端驱动第一齿轮；第二齿轮与第一齿轮相互啮合；第二齿轮与主履带主动轮同轴保持同步旋转，所述第二驱动装置包括涡轮蜗杆组件、第二电机、第三齿轮、第四齿轮、第二编码器和第二减速器；蜗轮位于主动轴上，蜗轮的轴线方向与蜗杆的轴线方向相互垂直，蜗轮蜗杆相互啮合且蜗杆驱动蜗轮；第二编码器控制第二电机，第二电机输出端连接第二减速器，第二减速器输出端连接第三齿轮；蜗杆的一端连接第四齿轮，第四齿轮与第三齿轮啮合。
[0006]本发明的进一步技术方案为:还包括底板和侧板，两个侧板相互平行且通过底板进行连接，且底板所在平面方向与侧板所在平面方向相互垂直。
[0007]本发明的进一步技术方案为:主履带主动轮和主履带从动轮的外径相同。
[0008]本发明的进一步技术方案为:副履带主动轮的外径大于副履带从动轮的外径。
[0009]本发明的进一步技术方案为:主履带主动轮的外径和副履带主动轮的外径相同。
[0010]本发明的进一步技术方案为:还包括承重装置，所述承重装置包含两排承重轮、承重轴、承重机架，两排承重轮分别与承重轴通过滚动轴承连接，承重轴一端与承重机架固连，另一端与侧板固连。
[0011]本发明的工作过程为:
[0012]1.行走运动:第一电机与第一编码器构成闭环控制回路，第一电机输出通过第一减速器、第一齿轮、第二齿轮将动力传递到主履带主动轮，主履带主动轮旋转带动副履带主动轮旋转，主、副履带主动轮驱动主、副履带移动，驱动机器人行走。
[0013]2.摆臂运动:第二电机与第二编码器构成闭环控制回路，第二电机输出端通过第二减速器、第三齿轮、第四齿轮、蜗杆、涡轮，将动力传递到主动轴，主动轴驱动两个臂板转动。
[0014]发明效果
[0015]本发明的技术效果在于:本发明提出一种轻量化折叠式履带机器人底盘，构件采用碳纤维或者铝合金复合材料制造，布局紧凑，强度高且可以大大减轻机器人底盘的重量，从而提高移动机动性。此外，摆臂的设计可以增强环境适应性，可以应对苛刻的地形环境。
【附图说明】
[0016]图1是本发明第一驱动装置结构示意图；
[0017]图2是本发明主履带和副履带主动轮连接结构示意图；
[0018]图3是本发明第二驱动装置结构示意图；
[0019]图4是本发明剖面图；
[0020]图5是本发明承重机构结构示意图。
[0021]附图标记说明:1 一第一电机；2—第一编码器；3—第一减速器；4一第一齿轮；5—第二齿轮；6—主履带主动轮；7—主履带从动轮；8—主履带；9一副履带主动轮；10—连接体；11—副履带从动轮；12—副履带；13—第二编码器；14—第二电机；15—第二减速器；16—第二齿轮；17—第四齿轮；18—蜗杆；19一蜗轮；20—蜗杆座；21—轴承盖；22—主动轴；23—臂板；24—第二电机座；25—侧板；26—底板；27—主动轴座；28—从动轴；29_承重轮；30_承重轴；31_承重机架；
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体实施实例，对本发明技术方案进一步说明。
[0023]如附图1-5示，一种轻量化折叠式履带机器人底盘，其特征在于:包括两个左右对称的主履带驱动装置、副履带驱动装置，摆臂驱动装置以及机架。
[0024]所述主履带驱动装置包括第一电机、第一编码器、第一减速器、第一齿轮、第二齿轮、主履带主动轮、主履带从动轮、主履带。
[0025]所述副履带驱动装置包括连接体、副履带主动轮、左副履带从动轮、副履带。
[0026]所述摆臂驱动装置包括第二电机、第二编码器、第二减速器、第三齿轮、第四齿轮、蜗杆、蜗轮、主动轴以及两个对称的臂板。
[0027]所述机架包括底板、第二电机座、蜗杆座、从动轴以及两个左右对称的侧板、承重轮装置、主动轴座。
[0028]进一步的，描述所述主履带驱动装置的连接，所述第一电机末端连接第一编码器，第一电机头端连接第一减速器，第一减速器输出轴端与第一齿轮以平键配合，第一减速器与所述机架中侧板通过螺栓固连，第二齿轮与主履带主动轮固连，并与第一齿轮啮合，主履带主动轮与所述摆臂驱动装置中主动轴通过滚动轴承配合，主履带从动轮与所述机架中从动轮轴通过滚动轴承配合，主履带环绕主履带主动轮、主履带从动轮以同步带形式连接，同步旋转。
[0029]进一步的，描述所述副履带驱动装置的连接，所述副履带驱动装置连接体一端通过花键齿与所述左主履带驱动装置中主履带主动轮上的花键槽插合，另一端通过花键齿与副履带主动轮上的花键槽插合，副履带主动轮与所述摆臂驱动装置中主动轴通过滚动轴承配合，副履带从动轮与所述机架中副履带从动轮轴通过滚动轴承配合，副履带环绕副履带主动轮、副履带从动轮以同步带形式连接，同步旋转。
[0030]进一步的，描述