履带式移动装置的制作方法

1.本发明涉及机械工程技术领域，尤其是涉及一种履带式移动装置。


背景技术：

2.目前，为了提高履带式移动机器人的在非结构化环境下的通过能力，有很多学者已经对履带式移动机器人的悬挂机构、可变构型车身、变形轮结构进行了研究。现有的履带式移动机器包括单节双履带式、双节双履带式和多节多履带式结构，但是它们都存在自身的局限性。单节双履带式移动机器人大多都是类坦克式结构，重心较低，稳定性能优越，但是其机动能力和越障的能力不足。双节双履带式和多节多履带式移动机器人，具有良好的越障能力，运动比较平稳，机动性也较强，但其自由度较多，控制比较复杂。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种履带式移动装置，以缓解了现有技术中单节双履带式移动机器人机动能力和越障的能力不足以及双节双履带式和多节多履带式移动机器人因其自由度较多，控制比较复杂的技术问题。
4.本发明提供的履带式移动装置，包括车身本体，所述车身本体的相对两侧分别设置有一行走机构，所述行走机构包括变形驱动机构、履带以及间隔设置的第一摆臂组件和第二摆臂组件；
5.所述第一摆臂组件和所述第二摆臂组件分别与所述车身本体的侧向铰接；所述履带依次绕设在所述第一摆臂组件和所述第二摆臂组件上；
6.所述变形驱动机构分别与所述第一摆臂组件和所述第二摆臂组件连接，所述变形驱动机构用于调整所述第一摆臂组件和所述第二摆臂组件相对于所述车身本体的转动角度。
7.进一步的，所述变形驱动机构设置在所述第一摆臂组件与所述第二摆臂组件之间，所述变形驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构；
8.所述第一驱动机构的一端与所述车身本体铰接，另一端与所述第一摆臂组件铰接；
9.所述第二驱动机构的一端与所述车身本体铰接，另一端与所述第二摆臂组件铰接。
10.进一步的，所述第一驱动机构和/或第二驱动机构为伸缩缸。
11.进一步的，所述第一摆臂组件包括第一支撑件、导向轮、第一减震结构和第一转轴；所述第一转轴的一端与所述车身本体固定连接，所述第一支撑件可转动的连接在所述第一转轴上，所述导向轮可转动的连接在所述第一支撑件的一端，所述第一减震结构连接在所述第一支撑件的另一端；
12.所述第二摆臂组件包括第二支撑件、驱动轮、行走驱动机构、第二减震结构和第二转轴；所述行走驱动机构的驱动端与所述驱动轮连接，用于驱动所述驱动轮转动；所述第二
转轴的一端与所述车身本体固定连接，所述第二支撑件可转动的连接在所述第二转轴上，所述驱动轮可转动的连接在所述第二支撑件的一端，所述第二减震结构连接在所述第二支撑件的另一端。
13.进一步的，所述第一减震结构包括第一弹性件、第一连接件、第一减震轮；
14.所述第一连接件的一端与所述第一支撑件铰接，所述第一连接件的另一端与所述第一弹性件的一端铰接，所述第一减震轮可转动的连接在所述第一连接件上；
15.所述第二减震结构包括第二弹性件、第二连接件、第二减震轮；
16.所述第二连接件的一端与所述第二支撑件铰接，所述第二连接件的另一端与所述第二弹性件的一端铰接，所述第二减震轮可转动的连接在所述第二连接件上。
17.进一步的，所述第一弹性件和/或所述第二弹性件为减震弹簧。
18.进一步的，所述车身本体包括顶梁组件以及沿横向延伸且沿纵向间隔设置的两个第一横梁；所述顶梁组件位于两个所述第一横梁的上方，且所述顶梁组件的第一端通过一个悬挂结构分别与两个所述第一横梁的第一端连接；所述顶梁组件的第二端通过一个悬挂结构分别与两个所述第一横梁的第二端连接；
19.所述第一摆臂组件和第二摆臂组件分别与所述第一横梁的侧向铰接。
20.进一步的，每个所述悬挂结构包括一个悬挂安装件一、两个悬挂弹簧以及两个悬挂安装件二；所述悬挂安装件一的底端分别与两个所述悬挂安装件二铰接，两个所述悬挂弹簧分别连接在两个所述悬挂安装件二与所述悬挂安装件一之间；
21.所述顶梁组件的第一端和第二端分别与两个所述悬挂结构的所述悬挂安装件一连接，两个所述第一横梁的第一端分别与一个所述悬挂结构的两个所述悬挂安装件二连接，两个所述第一横梁的第二端分别与另一个所述悬挂结构的两个所述悬挂安装件二连接。
22.进一步的，所述顶梁组件包括安装板、机箱和第二横梁；
23.所述机箱通过所述安装板连接在所述第二横梁上，所述第二横梁的两端底部分别与两个所述悬挂结构的所述悬挂安装件一连接。
24.进一步的，所述第二横梁为弓形梁。
25.本发明提供的履带式移动装置，包括车身本体，所述车身本体的相对两侧分别设置有一行走机构，所述行走机构包括变形驱动机构、履带以及间隔设置的第一摆臂组件和第二摆臂组件；所述第一摆臂组件和所述第二摆臂组件分别与所述车身本体的侧向铰接；所述履带依次绕设在所述第一摆臂组件和所述第二摆臂组件上；所述变形驱动机构分别与所述第一摆臂组件和所述第二摆臂组件连接，所述变形驱动机构用于调整所述第一摆臂组件和所述第二摆臂组件相对于所述车身本体的转动角度。与现有技术相比，本发明提供的履带式移动装置的有益效果包括：
26.本发明通过变形驱动机构驱动与其连接的第一摆臂组件和第二摆臂组件相对于车身本体旋转，从而使行走机构的形状发生变化，例如能够变成“一”字形、平行四边形或者梯形，从而使履带式移动装置的重心发生变化，利用相对简单的结构提高履带式移动装置在运动过程中的平稳性和其越障能力。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明实施例提供的履带式移动装置的轴侧视图；
29.图2为本发明实施例提供的履带式移动装置的车身本体的结构图；
30.图3为本发明实施例提供的履带式移动装置的第一摆臂组件的结构图；
31.图4为本发明实施例提供的履带式移动装置的第一摆臂组件的结构图；
32.图5为本发明实施例提供的履带式移动装置的第一减震结构的示意图；
33.图6为本发明实施例提供的履带式移动装置的变形驱动机构的结构图；
34.图7为本发明实施例提供的履带式移动装置的行走机构的第一种构型的结构图；
35.图8为本发明实施例提供的履带式移动装置的行走机构的第二种构型的结构图。
36.图标：1
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车身本体；2
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第一摆臂组件；3
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第二摆臂组件；4
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变形驱动机构；5
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履带；11
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安装板；12
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第二横梁；13
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机箱；14
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悬挂弹簧；15
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悬挂安装件一；16
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悬挂安装件二；17
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第一横梁；21
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第一支撑件；22
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导向轮；23
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第一减震结构；231
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减震弹簧；232
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第一连接件；233
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第一减震轮；24
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第一转轴；31
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第二支撑件；32
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驱动轮；33
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第二减震结构；34
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第二转轴；35
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行走驱动机构；41
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电推杆；42
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安装底座；43
‑
连接板。
具体实施方式
37.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.如图1至图8所示，本实施例提供的履带式移动装置，包括车身本体1，所述车身本体1的相对两侧分别设置有一行走机构，所述行走机构包括变形驱动机构4、履带5以及间隔设置的第一摆臂组件2和第二摆臂组件3；
39.所述第一摆臂组件2和所述第二摆臂组件3分别与所述车身本体1的侧向铰接；所述履带5依次绕设在所述第一摆臂组件2和所述第二摆臂组件3上；
40.所述变形驱动机构4分别与所述第一摆臂组件2和所述第二摆臂组件3连接，所述变形驱动机构4用于调整所述第一摆臂组件2和所述第二摆臂组件3相对于所述车身本体1的转动角度。
41.本发明通过变形驱动机构4驱动与其连接的第一摆臂组件2和第二摆臂组件3相对于车身本体1旋转，从而使行走机构的形状发生变化，例如能够变成“一”字形、平行四边形或者梯形，从而使履带式移动装置的重心发生变化，利用相对简单的结构提高履带式移动装置在运动过程中的平稳性和其越障能力。
42.具体地，本实施例中，两个行走机构关于车身本体1是对称布置的，即，一个行走机构设置在该履带式移动装置的车身本体1的一侧，另一个行走机构设置在车身本体1相对的另一侧，其中，每个行走机构均包括一个第一摆臂组件2、一个第二摆臂组件3和一个变形驱
动机构4。
43.所述变形驱动机构4设置在所述第一摆臂组件2与所述第二摆臂组件3之间，且变形驱动机构4位于行走机构与车身本体1之间，其中，所述变形驱动机构4包括第一驱动机构和第二驱动机构；所述第一驱动机构的一端与所述车身本体1铰接，另一端与所述第一摆臂组件2铰接；具体地，车身本体1上设有安装底座42，第一驱动机构的一端通过安装底座42与车身本体1铰接，另一端通过一个连接板43与第一摆臂组件2铰接；所述第二驱动机构的一端与所述车身本体1铰接，另一端与所述第二摆臂组件3铰接，具体地，第二驱动机构的一端通过安装底座42与车身本体1铰接，另一端通过另一个连接板43与第二摆臂组件3铰接。
44.优选地，所述第一驱动机构和/或第二驱动机构为伸缩杆或者伸缩缸。本实施例中，第一驱动机构和第二驱动机构的结构可以相同，优选地，第一驱动机构和第二驱动机构均可以伸缩杆，也可以为伸缩缸，通过伸缩杆或者伸缩缸的伸缩，从而改变第一摆臂组件2和第二摆臂组件3的旋转角度，以使绕设的履带5构成不同的形状，满足不同的行走路况。注得注意的是，当第一驱动机构以及第二驱动机构为伸缩杆时，该伸缩杆可以为电推杆41，该伸缩缸可以为气缸、液压缸或者电缸，当然，第一驱动机构和第二驱动机构也可以为其他能够实现直线移动结构。
45.进一步的，所述第一摆臂组件2包括第一支撑件21、导向轮22、第一减震结构23和第一转轴24；所述第一转轴24的一端与所述车身本体1固定连接，所述第一支撑件21可转动的连接在所述第一转轴24上，所述导向轮22可转动的连接在所述第一支撑件21的一端，所述第一减震结构23连接在所述第一支撑件21的另一端；
46.所述第二摆臂组件3包括第二支撑件31、驱动轮32、行走驱动机构35、第二减震结构33和第二转轴34；所述行走驱动机构35的驱动端与所述驱动轮32连接，用于驱动所述驱动轮32转动；所述第二转轴34的一端与所述车身本体1固定连接，所述第二支撑件31可转动的连接在所述第二转轴34上，所述驱动轮32可转动的连接在所述第二支撑件31的一端，所述第二减震结构33连接在所述第二支撑件31的另一端。
47.第一减震结构23和第二减震结构33可以吸收在行走过程中多个方向的冲击，从而提高该履带式移动装置的快速通过能力。
48.本实施例中，所述第一减震结构23包括第一弹性件、第一连接件232、第一减震轮233；所述第一连接件232的一端与所述第一支撑件21铰接，所述第一连接件232的另一端与所述第一弹性件的一端铰接，所述第一减震轮233可转动的连接在所述第一连接件232上；
49.所述第二减震结构33包括第二弹性件、第二连接件、第二减震轮；所述第二连接件的一端与所述第二支撑件31铰接，所述第二连接件的另一端与所述第二弹性件的一端铰接，所述第二减震轮可转动的连接在所述第二连接件上。
50.具体地，本实施例提供的第一减震结构23，第一连接件232大体呈“l”形，其一端与第一支撑件21铰接，另一端与第一弹性件铰接，第一弹性件的另一端再与第一支撑件21铰接，第一减震轮233转动连接在第一连接件232的转换处，整体结构采用连杆式设计，能够有效吸收行走机构在运动过程中多个方向的冲击，并于车身本体1的悬挂结构联合作用，增强整体的吸震能力，提高履带式移动装置整体的平稳性。除以上作用外，第一减震结构23还能通过第一弹性件带动第一减震轮233摆动，从而达到一定的张紧履带5作用。另外，第二减震结构33与第一减震结构23相同，也具有同样的作用，这里不再赘述。
51.需要说明的是，本实施例中，第一减震结构23设置在第一支撑件21远离导向轮22的一端，第二减震结构33设置在第二支撑件31远离驱动轮32的一端。履带5依次绕设在驱动轮32、导向轮22、第一减震轮233和第二减震轮上，形成一个闭合的环形，由设置在第二摆臂组件3上的行走驱动机构35驱动与其连接的驱动轮32从而给履带5提供动力，满足该履带式移动装置的行走。
52.所述第一弹性件和/或所述第二弹性件为减震弹簧231。本实施例中，第一弹性件和第二弹性件结构相同，可以均为减震弹簧231，需要说明的是，第一弹性件和第二弹性件也可以一者为减震弹簧231，另一者为能够实现同样功能的现有技术中的弹性结构。
53.进一步的，所述车身本体1包括顶梁组件以及沿横向延伸且沿纵向间隔设置的两个第一横梁17；所述顶梁组件位于两个所述第一横梁17的上方，且所述顶梁组件的第一端通过一个悬挂结构分别与两个所述第一横梁17的第一端连接；所述顶梁组件的第二端通过一个悬挂结构分别与两个所述第一横梁17的第二端连接；所述第一摆臂组件2和第二摆臂组件3分别与所述第一横梁17的侧向铰接。
54.本实施例中，为了更加方便地描述车身本体1的结构以及合部件的连接有关系，将图2所示，将图中的右侧定义为顶梁和第一横梁17的第一端方向，将图中的左侧定义为第二端方向。
55.具体地，每个所述悬挂结构包括一个悬挂安装件一15、两个悬挂弹簧14以及两个悬挂安装件二16；所述悬挂安装件一15的底端分别与两个所述悬挂安装件二16铰接，两个所述悬挂弹簧14分别连接在两个所述悬挂安装件二16与所述悬挂安装件一15之间；
56.所述顶梁组件的第一端和第二端分别与两个所述悬挂结构的所述悬挂安装件一15连接，两个所述第一横梁17的第一端分别与一个所述悬挂结构的两个所述悬挂安装件二16连接，两个所述第一横梁17的第二端分别与另一个所述悬挂结构的两个所述悬挂安装件二16连接。
57.具体地，本实施例中，顶梁组件和两个第一横梁17均沿横向延伸，也即沿车身本体1的行走方向延伸，每个第一横梁17的端部均固定连接有一个悬挂安装件二16，顶梁组件的两端底部均固定连接有一个悬挂安装件一15，在横向方向上，位于同一端的两个第一横梁17上的悬挂安装件二16均与悬挂安装件一15铰接，且悬挂安装件一15和悬挂安装件二16通过设置在两者之间的悬挂弹簧14连接。因此，本实施例中的车身本体1采用柔性悬挂设计，即在第一横梁17与顶梁组件的两端之间分别设置上述的悬挂结构，增加了两个第一横梁17之间的旋转自由度，使履带式移动装置的左右侧的行走机构能够相对于悬挂安装件一15与悬挂安装件二16之间的铰接处小幅摆动，从而更好地提高移动机器人的越障能力。
58.同时，能够提高该装置的抗冲击能力，而且当该履带式移动装置在非结构化环境下运动时，使行走机构的履带5与地面保持良好的接触，从而保证动力的持续输出。
59.该履带式移动装置左右两侧的行走机构的第一支撑件21和第二支撑件31分别与第一转轴24和第二转轴34铰接，其中，第一转轴24和第二转轴34分别与对应位置的悬挂安装件二16固定连接，悬挂安装件二16与所述第一横梁17固定连接，从而使得第一摆臂组件2、第二摆臂组件3和履带5在运行的过程中始终保持在同一平面内，可以保证履带5上的齿形始终与驱动轮32上的齿形啮合良好，不发生脱齿等情况。
60.进一步的，所述顶梁组件包括安装板11、机箱13和第二横梁12；所述机箱13通过所
述安装板11连接在所述第二横梁12上，所述第二横梁12的两端底部分别与两个所述悬挂结构的所述悬挂安装件一15连接。
61.具体地，第二横梁12为两个，沿横向延伸并沿纵向间隔设置，两个第二横梁12同一端均与一个悬挂安装件一15连接，安装板11安装在第二横梁12上，机箱13固定在安装板11上。优选地，本实施例中，所述第二横梁12为弓形梁，该弓形梁各远离第一横梁17的方向弯曲，提高承载能力，同时方便其下方的机箱13的安装。
62.参见图3、图4、图7及图8所示，第一摆臂组件2和第二摆臂组件3通过变形驱动机构4的驱动，可以分别绕第一转轴24和第二转轴34旋转不同的角度，使行走机构可变成不同的构型，诸如“一”字构型，梯形构型，平行四边形构型。“一”字构型可以用于爬坡、爬楼梯、越壕沟等路况，梯形构型用于跌落以及冲击载荷较大的场景，平行四边形构型用于越障和平时行进。
63.综上所述，本发明提供的履带式移动装置，包括车身本体1，所述车身本体1的相对两侧分别设置有一行走机构，所述行走机构包括变形驱动机构4、履带5以及间隔设置的第一摆臂组件2和第二摆臂组件3；所述第一摆臂组件2和所述第二摆臂组件3分别与所述车身本体1的侧向铰接；所述履带5依次绕设在所述第一摆臂组件2和所述第二摆臂组件3上；所述变形驱动机构4分别与所述第一摆臂组件2和所述第二摆臂组件3连接，所述变形驱动机构4用于调整所述第一摆臂组件2和所述第二摆臂组件3相对于所述车身本体1的转动角度。与现有技术相比，本发明通过变形驱动机构4驱动与其连接的第一摆臂组件2和第二摆臂组件3相对于车身本体1旋转，从而使行走机构的形状发生变化，例如能够变成“一”字形、平行四边形或者梯形，从而使履带式移动装置的重心发生变化，利用相对简单的结构提高履带式移动装置在运动过程中的平稳性和其越障能力。
64.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。