一种履带摆臂式越障机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机器人装置领域，具体涉及一种履带摆臂式越障机器人。
【背景技术】
[0002]履带摆臂式越障机器人是一种能够移动并翻越障碍的设备，是野外环境侦查、巡视、扫雷排险和恶劣危险环境中探测等情况下工作的重要自动化装备之一，由于该种类型的机器人越障能力和适应室外复杂地形的能力强，在凹凸不平和有障碍物的路面环境中通过性好，所以其应用领域也越来越广。目前现有的越障机器人产品存在以下缺陷:(1)机器人虽然结构简单，但是传输扭矩不够大，在翻越障碍时动力不足，这将大大减弱其越障能力；(2)虽然有些机器人运动灵活，但是其需要控制的电机数目较多，从而导致机器人控制系统复杂，功耗增大，机械可靠性低，平均无故障时间短，这在某种程度上为其推广应用带来困难；(3)还有一些机器人产品，虽然越障方式新颖，但是其在越障过程中操作繁琐复杂，越障效率低，在一些需要快速通过障碍物的场合无法应用。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种履带摆臂式越障机器人，为满足野外复杂地形侦查、巡视和危险环境探测等工作需要提供装备，创新设计了机器人内部传动结构，基于该传动结构的机器人不仅能够灵活移动还具有传输扭矩大、控制系统简单、机械可靠性和越障效率高等优点，具有良好的应用前景，值得推广。
[0004]为解决上述问题，本发明具体采用以下技术方案:
一种履带摆臂式越障机器人，其特征在于，包括车体，所述车体的两侧分别设有一组运动系统，每组运动系统包括两个履带摆臂装置，分别设于车体一侧的两端，所述履带摆臂装置包括摆臂以及设于摆臂上的履带，所述车体内设有同时控制两组运动系统中摆臂转动的第一传动机构以及控制一侧运动系统中履带转动的第二传动机构，所述第一传动机构设于车体的中部，所述第二传动机构设为两组，分别设置于第一传动机构的两侧。
[0005]前述的一种履带摆臂式越障机器人，其特征在于，所述第一传动机构包括第一电机以及由第一电机驱动的第一主动轮，所述第一主动轮的两侧分别依次啮合于第一从动轮、第二从动轮，所述第二从动轮的转动轴的两端分别连接摆臂。
[0006]前述的一种履带摆臂式越障机器人，其特征在于，所述第二从动轮的转动轴的两端分别通过电磁离合器与摆臂相连接。
[0007]前述的一种履带摆臂式越障机器人，其特征在于，对称设置于第一传动机构两侧的第二传动机构包括第二电机以及由第二电机驱动的第二主动轮，所述第二主动轮的两侧分别与第三从动轮相啮合，所述第三从动轮与第四从动轮同轴连接，即第三从动轮与第四从动轮共用一个转动轴或者二者的转动轴相连接，则第三从动轮与第四从动轮平行，所述第四从动轮啮合于第五从动轮，所述第五从动轮带动履带转动。
[0008]前述的一种履带摆臂式越障机器人，其特征在于，所述第五从动轮的中部贯穿有套筒，所述套筒的一端连接于带动履带转动的大履带轮，所述大履带轮的一侧设有随大履带轮转动的小履带轮，所述履带围设在大履带轮、小履带轮的外侧。因此，其实，第一主动轮、第二主动轮两侧从动轮的分布均是对称设置的，亦即说明，第一传动机构、第二传动机构本身就为对称结构。
[0009]前述的一种履带摆臂式越障机器人，其特征在于，第二从动轮的转动轴的两端分别穿过套筒与摆臂相连接。
[0010]前述的一种履带摆臂式越障机器人，其特征在于，第一电机与第一主动轮、第二电机与第二主动轮之间均设有蜗杆减速器。
[0011]前述的一种履带摆臂式越障机器人，其特征在于，所述第一电机为小型步进电机，所述第一电机到摆臂的总减速比为80。
[0012]前述的一种履带摆臂式越障机器人，其特征在于，所述第二电机为小型直流电机，所述第二电机到履带的总减速比为56。
[0013]本发明的有益效果:本发明提供的一种履带摆臂式越障机器人，与轮式机器人相比，履带具有与地面接触面积大、传动平稳的特点，这将增大其在凸凹不平的路面上的通过能力。当遇到台阶、路面凸起等障碍时，机器人借助摆臂支撑车体，在此同时机器人履带仍然可以转动，从而使机器人越过障碍。当机器人爬坡时，电机输出动力经过蜗杆减速器减速后，又经过两级齿轮传动，最终将动力传递致履带，这将大大增加输出扭矩，这有助于机器人的越障和爬坡运动。由于蜗杆机构具有反向自锁的功能，所以当机器人爬坡时或者摆臂处于车体上方，电机停止转动时，不会因为重力的作用而使机器人和摆臂自由落下，这将使控制变的相对简单。与现有越障机器人相比，在使用同类电机的情况下，该履带摆臂式越障机器人能输出更大扭矩，结构紧凑，运动更灵活，越长能力更强，控制系统相对简单，通用性强，能满足不同种类作业对设备的要求，具有良好的应用前景，值得推广。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的一种履带摆臂式越障机器人的结构示意图；
图2为内部传动机构结构示意图；
图3为车体与履带摆臂装置连接结构示意图；
图4为该履带摆臂式越障机器人越障示意图，其中图4 Ca)表示该机器人遇到障碍提前将两个前摆臂抬起，图4 (b)表示该机器人的前摆臂与障碍物接触，图4 (c)表示利用摆臂将车身抬起，图4 (d)表示该机器人将两个后摆臂旋转至形成攻角，图4 (e)表示后摆臂与障碍物接触，图4 (f)表示该机器人翻越障碍。
[0015]附图标记含义如下:
1:车体；2:履带摆臂装置；21:摆臂；22:履带；3:第一传动机构；31:第一电机；32:第一主动轮；33:第一从动轮；34:第二从动轮；35:转动轴；4:第二传动机构；41:第二电机；
42:第二主动轮；43:第三从动轮；44:第四从动轮；45:第五从动轮；5:电磁离合器；6:套筒；7:大履带轮；8:小履带轮；9:蜗杆减速器。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0017]如图1和图2所示，一种履带摆臂式越障机器人，包括车体1，车体I即为该机器人车体，车体I用于存放电源和该机器人的控制系统，还可以作为机械手臂或其他装备的底座支撑，所述车体I的两侧分别设有一组运动系统，通过车体I两侧的运动系统相互配合运动，实现该机器人的移动，每组运动系统包括两个履带摆臂装置2，分别设于车体I 一侧的两端，所述履带摆臂装置2包括摆臂21以及设于摆臂21上的履带22，摆臂21和履带22的运动是分开的，所述车体I内设有同时控制两组运动系统中摆臂21转动的第一传动机构3以及控制一侧运动系统中履带22转动的第二传动机构4，所述第一传动机构3设于车体I的中部，所述第二传动机构4设为两组，分别设置于第一传动机构3的两侧，因此，第一传动机构3同时控制所有的四个摆臂21的转动，而每一侧的第二传动机构4分别控制相对应的两个履带22的转动，即实现了履带22转动与摆臂21转动为两个相互独立的运动。
[0018]详细的，所述第一传动机构3包括第一电机31以及由第一电机31驱动的第一主动轮32，所述第一主动轮32的两侧分别依次啮合于第一从动轮33、第二从动轮34，所述第二从动轮34的转动轴35的两端分别通过电磁离合器5与摆臂21相连接。第一电机31提供动力，驱动第一主动轮32转动，从而带动第一从动轮33、第二从动轮34转动，在第二从动轮34的转动轴35与摆臂21之间均设置了电磁离合器5，即一个摆臂21对应一个电磁离合器5，每个摆臂21单独由一个电磁离合器5控制，通过车体I内的控制系统控制电磁离合器5的开关，从而控制每个摆臂21的独立运动，实现不同摆臂21的转动。
[0019]详细的，对称设置于第一传动机构3两侧的第二传动机构4包括第二电机41以及由第二电机41驱动的第二主动轮42，第二传动机构4设为两个，其对称分布在第一传动机构3的两侧，即对称分布于车体I内部，每个第二传动机构4控制一组运动系统内的两个履带摆臂装置2