一种巡视机器人履带式驱动系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种巡视机器人履带式驱动系统，包括驱动轮组件，驱动轮轴固定件，侧架，履带板，拖链轮，支重轮，端盖，支重轮固定件，导向轮，履带销，张紧螺母，活动件，张紧螺栓，张紧固定件，拖链轮固定件、导向轮支撑件和控制部分；驱动轮轴固定件通过螺栓固定在侧架上，驱动轮组件的轴通过驱动轮轴固定件固定安装在侧架的前端，驱动轮组件与履带链两侧的槽啮合；两个拖链轮通过拖链轮固定件固定在侧架上，四个支重轮通过支重轮固定件固定在侧架上，导向轮通过导向轮支撑件与活动件连接，支重轮和导向轮外侧各固定两个端盖。本发明利用轮毂电机设计了一种有效的履带驱动系统，其结构简单，操作方便，速度控制更加准确。
【专利说明】一种巡视机器人履带式驱动系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种巡视机器人履带式驱动系统，用于驱动巡视履带式移动机器人。【背景技术】
[0002]近年来发生的地震和其他灾害导致的事故越来越频繁，而如何能在事故发生后的最短时间内进行有效的现场探测和救援，已经成为越来越多的学者开始关注的话题。从前苏联切尔诺贝利核电站大爆炸事故到汶川的5.12，再到福岛地震和核电站事故，人们越来越多的运用机器人探测危险事故现场和采取抢救措施。巡视机器人可以代替人和动物进入危险现场探测现场状况，并且将现场信息发送给现场外的操作人员，帮助工作人员进行迅速有效的抢救措施。其中包括履带式巡视机器人，履带式巡视机器人越障能力、地形适应能力强，而且转弯半径小。但是以往的履带式巡视机器人基本都是采用燃油机或者传统电机驱动，因为减速箱、差速器或者电机减速机问题，履带驱动系统的结构复杂，而且速度控制比较复杂。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种巡视机器人履带式驱动系统，简化履带驱动系统的结构，并且更加方便、更加有效的实现速度控制。
[0004]为达到上述目的，本发明的构思是:该履带驱动系统包括巡视机器人的履带移动装置和驱动装置的控制部分。履带移动装置包括:由轮毂电机构建的驱动轮，由履带板和高强度销轴铰接、与驱动轮和从动轮啮合传动的封闭履带链。控制部分包括由dsPIC芯片构成的控制板和控制程序以及MOSFET栅极驱动板。
[0005]根据上述的构思，本发明采用如下技术方案:
一种巡视机器人履带式驱动系统，包括驱动轮组件，驱动轮轴固定件，侧架，履带板，拖链轮，支重轮，端盖，支重轮固定件，导向轮，履带销，张紧螺母，活动件，张紧螺栓，张紧固定件，拖链轮固定件、导向轮支撑件和控制部分；所述履带板通过履带销连接成封闭的履带链；所述驱动轮轴固定件通过螺栓固定在侧架上，所述驱动轮组件的轴通过驱动轮轴固定件固定安装在侧架的前端，所述驱动轮组件与履带链两侧的槽啮合；两个拖链轮通过拖链轮固定件固定在侧架上，四个支重轮通过支重轮固定件固定在侧架上，所述导向轮通过导向轮支撑件与活动件连接，活动件由张紧螺栓和张紧螺母固定位置，所述张紧螺栓通过张紧固定件固定在侧架上，支重轮和导向轮外侧各固定两个端盖，防止灰尘进入。
[0006]所述驱动轮组件包括轮毂电机，电机左外轮，外轮固定件和电机右外轮，所述电机左外轮和电机右外轮通过外轮固定件固定在轮毂电机的两侧，所述电机左外轮和电机右外轮与履带链两侧的槽啮合，将转矩输出到履带链上。
[0007]所述支重轮轴心开有阶梯孔，阶梯孔两外侧直径大于孔中心直径，阶梯孔两外侧分别与两个角接触球轴承的外径过盈配合，角接触球轴承的内径与支重轮固定件的轴过盈配合，所述支重轮固定件的轴末端开螺纹，固定一个轴端螺母。[0008]所述导向轮轴心开有阶梯孔，阶梯孔两外侧直径大于孔中心直径，阶梯孔两外侧分别与两个角接触球轴承的外径过盈配合，角接触球轴承的内径与导向轮支撑件的轴过盈配合，所述导向轮支撑件一端开有螺孔，活动件一侧有螺纹杆，导向轮支撑件和活动件通过螺纹和螺孔配合联接在一起，所述导向轮支撑件的轴末端开螺纹，固定一个轴端螺母。
[0009]所述拖链轮轴心开有阶梯孔，阶梯孔两外侧直径大于孔中心直径，阶梯孔两外侧分别与两个角接触球轴承的外径过盈配合，角接触球轴承的内径与拖链轮固定件的轴过盈配合，所述拖链轮固定件的轴末端开螺纹，固定拖链轮固定盖。
[0010]所述的控制部分采用dsPIC芯片控制。利用电脑串口输出把控制信息通过RS485通讯发送给控制板，控制轮毂电机的启停和方向以及速度。速度反馈利用轮毂电机内置的霍尔位置传感器，霍尔位置传感器得到的输出信号输入到控制板，软件计算实际电机速度以及电机的实际速度和理论速度的差值，差值作为速度反馈信号参与轮毂电机的PID速度调节。
[0011]与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著地优点:
本发明利用轮毂电机设计了一种有效的履带驱动系统，其结构简单，操作方便，速度控制更加准确。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的驱动装置的结构示意图。
[0013]图2是驱动装置的结构的主视图。
[0014]图3是驱动装置的结构的后视图。
[0015]图4是驱动轮组件的结构示意图。
[0016]图5是导向轮和支重轮的结构示意图。
[0017]图6是支重轮固定方式结构示意图。
[0018]图7是拖链轮结构放大图。
[0019]图8是导向轮固定方式结构示意图。
[0020]图9是驱动装置的控制原理示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图，对本发明的具体实施例作进一步的说明。
[0022]如图1、图2、图3所示，一种巡视机器人履带式驱动系统，包括驱动轮组件1，驱动轮轴固定件2，侧架3，履带板4，拖链轮5，支重轮6，端盖7，支重轮固定件8，导向轮9，履带销11，张紧螺母12，活动件13，张紧螺栓14，张紧固定件15，拖链轮固定件16、导向轮支撑件21和控制部分；所述履带板4通过履带销11连接成封闭的履带链；所述驱动轮轴固定件2通过螺栓固定在侧架3上，所述驱动轮组件I的轴通过驱动轮轴固定件2固定安装在侧架3的前端，所述驱动轮组件I与履带链两侧的槽啮合；两个拖链轮5通过拖链轮固定件16固定在侧架3上，四个支重轮6通过支重轮固定件8固定在侧架3上，所述导向轮9通过导向轮支撑件21与活动件13连接，活动件13由张紧螺栓14和张紧螺母12固定位置，所述张紧螺栓14通过张紧固定件15固定在侧架3上，支重轮6和导向轮9外侧各固定两个端盖7，防止灰尘进入。[0023]如图4所示，所述驱动轮组件I包括轮毂电机10，电机左外轮17，外轮固定件18和电机右外轮19，所述电机左外轮17和电机右外轮19通过外轮固定件18固定在轮毂电机10的两侧，所述电机左外轮17和电机右外轮19与履带链两侧的槽啮合，将转矩输出到
履带链上。
[0024]如图5、图6和图8所示，所述支重轮6轴心开有阶梯孔，阶梯孔两外侧直径大于孔中心直径，阶梯孔两外侧分别与两个角接触球轴承20的外径过盈配合，角接触球轴承20的内径与支重轮固定件8的轴过盈配合，所述支重轮固定件8的轴末端开螺纹，固定一个轴端螺母22。
[0025]所述导向轮9轴心开有阶梯孔，阶梯孔两外侧直径大于孔中心直径，阶梯孔两外侧分别与两个角接触球轴承20的外径过盈配合，角接触球轴承20的内径与导向轮支撑件21的轴过盈配合，所述导向轮支撑件21 —端开有螺孔，活动件13 —侧有螺纹杆，导向轮支撑件21和活动件13通过螺纹和螺孔配合联接在一起，所述导向轮支撑件21的轴末端开螺纹，固定一个轴端螺母22。
[0026]如图7所示，所述拖链轮5轴心开有阶梯孔，阶梯孔两外侧直径大于孔中心直径，阶梯孔两外侧分别与两个角接触球轴承20的外径过盈配合，角接触球轴承20的内径与拖链轮固定件16的轴过盈配合，所述拖链轮固定件16的轴末端开螺纹，固定拖链轮固定盖23。
[0027]如图9所示，控制部分采用dsPIC芯片控制，利用电脑串口输出把控制信息通过RS485通讯发送给控制板，控制轮毂电机的启停和方向以及速度。速度反馈利用轮毂电机内置的霍尔位置传感器，霍尔位置传感器得到的输出信号输入到控制板，软件计算实际电机速度以及电机的实际速度和理论速度的差值，差值作为速度反馈信号参与轮毂电机的PID速度调节。
【权利要求】
1.一种巡视机器人履带式驱动系统，其特征在于，包括驱动轮组件(1)，驱动轮轴固定件(2)，侧架(3)，履带板(4)，拖链轮(5)，支重轮(6)，端盖(7)，支重轮固定件(8)，导向轮(9)，履带销(11)，张紧螺母(12)，活动件(13)，张紧螺栓(14)，张紧固定件(15)，拖链轮固定件(16)、导向轮支撑件(21)和控制部分；所述履带板(4)通过履带销(11)连接成封闭的履带链；所述驱动轮轴固定件(2)通过螺栓固定在侧架(3)上，所述驱动轮组件(I)的轴通过驱动轮轴固定件(2 )固定安装在侧架(3 )的前端，所述驱动轮组件(I)与履带链两侧的槽啮合；两个拖链轮(5 )通过拖链轮固定件(16 )固定在侧架(3 )上，四个支重轮(6 )通过支重轮固定件(8)固定在侧架(3)上，所述导向轮(9)通过导向轮支撑件(21)与活动件(13)连接，活动件(13)由张紧螺栓(14)和张紧螺母(12)固定位置，所述张紧螺栓(14)通过张紧固定件(15)固定在侧架(3)上，支重轮(6)和导向轮(9)外侧各固定两个端盖(7)，防止灰尘进入。
2.根据权利要求1所述的一种巡视机器人履带式驱动系统，其特征在于，所述驱动轮组件(I)包括轮毂电机(10 )，电机左外轮(17 )，外轮固定件(18 )和电机右外轮(19 )，所述电机左外轮(17 )和电机右外轮(19 )通过外轮固定件(18 )固定在轮毂电机(10 )的两侧，所述电机左外轮(17)和电机右外轮(19)与履带链两侧的槽啮合，将转矩输出到履带链上。
3.根据权利要求1所述的一种巡视机器人履带式驱动系统，其特征在于，所述支重轮(6)轴心开有阶梯孔，阶梯孔两外侧直径大于孔中心直径，阶梯孔两外侧分别与两个角接触球轴承(20)的外径过盈配合，角接触球轴承(20)的内径与支重轮固定件(8)的轴过盈配合，所述支重轮固定件(8)的轴末端开螺纹，固定一个轴端螺母(22)。
4.根据权利要求1所述的一种巡视机器人履带式驱动系统，其特征在于，所述导向轮(9)轴心开有阶梯孔，阶梯孔两外侧直径大于孔中心直径，阶梯孔两外侧分别与两个角接触球轴承(20)的外径过盈配合，角接触球轴承(20)的内径与导向轮支撑件(21)的轴过盈配合，所述导向轮支撑件(21)—端开有螺孔，活动件(13)—侧有螺纹杆，导向轮支撑件(21)和活动件(13)通过螺纹和螺孔配合联接在一起，所述导向轮支撑件(21)的轴末端开螺纹，固定一个轴端螺母(22 )。
5.根据权利要求1所述的一种巡视机器人履带式驱动系统，其特征在于，所述拖链轮(5)轴心开有阶梯孔，阶梯孔两外侧直径大于孔中心直径，阶梯孔两外侧分别与两个角接触球轴承(20)的外径过盈配合，角接触球轴承(20)的内径与拖链轮固定件(16)的轴过盈配合，所述拖链轮固定件(16)的轴末端开螺纹，固定拖链轮固定盖(23)。
6.根据权利要求1所述的一种巡视机器人履带式驱动系统，其特征在于，所述的控制部分采用dsPIC芯片控制。
【文档编号】B62D55/08GK103465977SQ201310444208
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】张震, 崔久强, 赵瑞丰, 冯玉豹, 李洪强, 曹亚飞 申请人:上海大学