参见图4)均为L形框架，在前支撑架205的L形框架的长边顶点上设有履带驱动轮安装孔2051，通过该履带驱动轮安装孔与履带驱动轮203连接，L形框架的短边处从上往下依次设有主轴安装孔2052和前传动轴安装孔2053，其中位于外侧的前支撑架205下方还设有主动车轮轴安装孔2054，所述主轴209通过轴承安装在前支撑架205和机器人本体I的相应安装孔上，主轴一端伸入机器人本体I内，并装有第二齿轮216，该第二齿轮216与减速器107上的第一齿轮103相互啮合;在两个前支撑架205之间的主轴209上安装有第三齿轮210;所述主动车轮轴218—端与主动车轮212固定连接，另一端通过轴承依次安装于主动车轮架214和外侧的前支撑架205上的主动车轮轴安装孔2054上，在主动车轮架214和前支撑架205之间的主动车轮轴218上设有同步带轮;所述主动车轮架214通过连接架与外侧的前支撑架205固定连接；
[0032]在后支撑架204(参加图5)上从左至右依次设有履带支撑轮安装孔2041、后传动轴安装孔2042和滑块轴安装孔2043;所述传动轴208通过轴承安装在两个前支撑架205、两个后支撑架204和主动车轮架214的相应安装孔上(参见图6)，在两个后支撑架204之间的传动轴208上安装有第四齿轮217和一个同步带轮206，该同步带轮206经同步带与履带驱动轮203相连接，第四齿轮217与主轴上的第三齿轮210相互啮合;在外侧的后支撑架204与主动车轮架214之间的传动轴208上设有一个同步带轮206，该同步带轮经同步带与主动车轮轴218上的同步带轮相连接；
[0033]四个履带支撑轮202中的三个并排安装在机器人本体I的箱体板101上，位于移动平台的下部，另一个通过履带支撑轮安装孔2041安装在后支撑架204的上端，四个履带支撑轮202和一个履带驱动轮203分布在同一个平面上，履带201环绕安装在四个履带支撑轮202和一个履带驱动轮203上，使得履带201的外轮廓为倒梯形(参见图3);所述从动车轮架207通过螺钉安装在后支撑架204上，从动车轮架207下部安装有从动车轮213;
[0034]所述滑块机构215 (参见图7)包括滑块轴2151、滑块2152和滑槽2153，所述滑槽2153通过螺钉固定在机器人本体I的箱体板101上，所述滑块轴2151通过轴承安装在两个后支撑架204的相应滑块轴安装孔2043上，滑块轴2151靠近滑槽2153的一端安装有滑块2152，滑块2152伸入滑槽2153中并可在滑槽2153内左右移动;所述弹簧211—端与滑块轴2151相连，另一端与机器人本体I的箱体板101相连。
[0035]本实用新型的进一步特征在于所述滑块2152为圆柱形，且与滑槽2153的上侧或下侧内表面保持线接触，在简化结构的同时还减小了滑块机构的摩擦，使履带的变形更容易实现。
[0036]本实用新型的进一步特征在于所述滑槽2153内的两端均装有半圆橡胶垫圈2154(参见图7)，半圆橡胶垫圈2154对滑块2152在滑槽2153中的左右移动起限位作用，从而约束履带201的变形(参见图9、图10);同时由于橡胶具有弹性，可减缓滑块2152到达行程终点时的冲击，使移动平台移动更稳定。
[0037]本实用新型所述的基于曲柄滑块结构的履带可变形机器人移动平台中，曲柄滑块结构是指由曲柄、连杆和滑块机构215组成的结构，其中两个前支撑架205通过主轴209与机器人本体I相铰接，两个前支撑架205与两个后支撑架204通过传动轴208相铰接，两个前支撑架205位于两铰接处的部分作为前述曲柄滑块结构中的曲柄;两个后支撑架204位于传动轴208和滑块机构215之间的部分为前述曲柄滑块结构中的连杆;滑块机构215即为曲柄滑块结构中的滑块。
[0038]本实用新型中由传动轴208、主轴209、主动车轮轴218及其上的齿轮和同步带轮组成的传动结构为移动平台的传动机构(参见图6)。本实用新型滑槽2153内的凹槽形状与滑块2152的规格尺寸相配合，且滑块能在滑槽内左右移动。
[0039]本实用新型的工作原理及工作过程为:在平整路面上行走时，移动平台做轮式运动(参见图3)，主动车轮212和从动车轮213与地面接触，并由主动车轮212驱动移动平台实现前进、转弯等运动，此时履带201空转；当移动平台前方遇到障碍物时，环境约束力作为一种助力作用在履带201上，使所述曲柄滑块结构发生变形，即前支撑架205和安装在其上面的构件绕着主轴209逆时针转动一定角度，滑块2152沿着滑槽2154移动一定距离，弹簧211拉伸并产生恢复力，从而后支撑架204以及位于其上的履带支撑轮202和前支撑架205上的履带驱动轮203均抬高，主动车轮212和从动车轮213抬起，此时履带201接触地面，移动平台做履带式运动，并能翻越高于自身的障碍物(参加图8);当履带201的前部脱离障碍后，在弹簧211的作用下各构件恢复到初始位置，从而移动平台又恢复到轮式运动。
[0040]如图9、图10分别为滑块2152左、右两个限位位置，左限位位置时，移动平台做轮式运动模式，右限位位置时，移动平台做履带式运动模式;在滑槽2154中安装有两半圆橡胶垫圈2153，可起到限位和减缓冲击的作用，使两种运动模式切换更平滑，移动平台行进更稳定。
[0041]本实用新型具有被动自适应的能力，轮、履两运动模式切换不需要人为干预，大大减小了其对于传感系统和控制系统的依赖程度，增强对环境的适应能力;在轮式运动时，主动车轮和从动车轮同时与地面接触，避免了履带与地面的线接触，提高了移动平台的行进速度和可靠性。
[0042]本实用新型未尽之处适用于现有技术。
【主权项】
1.一种基于曲柄滑块结构的履带可变形机器人移动平台，包括机器人本体和两个轮-履复合模块，两个轮-履复合模块左右对称布置在机器人本体的两侧； 所述机器人本体包括箱体板、电源、电机驱动器和两个反向安装的驱动系统，电源、电机驱动器和两个驱动系统均安装在箱体板内，两个驱动系统驱动相应的轮-履复合模块运动； 其特征在于所述轮-履复合模块包括履带、履带驱动轮、同步带轮、从动车轮架、传动轴、主轴、第三齿轮、弹簧、主动车轮、从动车轮、主动车轮架、滑块机构、第二齿轮、第四齿轮、主动车轮轴、两个前支撑架和两个后支撑架及四个履带支撑轮;两个前支撑架通过连接架连接，两个后支撑架通过连接架连接； 所述两个前支撑架均为L形框架，在前支撑架的L形框架的长边顶点上设有履带驱动轮安装孔，通过该履带驱动轮安装孔与履带驱动轮连接，L形框架的短边处从上往下依次设有主轴安装孔和前传动轴安装孔，其中位于外侧的前支撑架下方还设有主动车轮轴安装孔，所述主轴通过轴承安装在前支撑架和机器人本体的相应安装孔上，主轴一端伸入机器人本体内，并装有第二齿轮，该第二齿轮与相应驱动系统上的第一齿轮相互啮合;在两个前支撑架之间的主轴上安装有第三齿轮;所述主动车轮轴一端与主动车轮固定连接，另一端通过轴承依次安装于主动车轮架和外侧的前支撑架上的主动车轮轴安装孔上，在主动车轮架和前支撑架之间的主动车轮轴上设有同步带轮;所述主动车轮架通过连接架与外侧的前支撑架固定连接； 在后支撑架上从左至右依次设有履带支撑轮安装孔、后传动轴安装孔和滑块轴安装孔;所述传动轴通过轴承安装在两个前支撑架、两个后支撑架和主动车轮架的相应安装孔上，在两个后支撑架之间的传动轴上安装有第四齿轮和一个同步带轮，该同步带轮经同步带与履带驱动轮相连接，第四齿轮与主轴上的第三齿轮相互啮合;在外侧的后支撑架与主动车轮架之间的传动轴上设有一个同步带轮，该同步带轮经同步带与主动车轮轴上的同步带轮相连接； 四个履带支撑轮中的三个并排安装在机器人本体的箱体板上，位于移动平台的下部，另一个通过履带支撑轮安装孔安装在后支撑架的上端，四个履带支撑轮和一个履带驱动轮分布在同一个平面上，履带环绕安装在四个履带支撑轮和一个履带驱动轮上;所述从动车轮架通过螺钉安装在后支撑架上，从动车轮架下部安装有从动车轮； 所述滑块机构包括滑块轴、滑块和滑槽，所述滑槽通过螺钉固定在机器人本体的箱体板上，所述滑块轴通过轴承安装在两个后支撑架的相应滑块轴安装孔上，滑块轴靠近滑槽的一端安装有滑块，滑块伸入滑槽中并可在滑槽内左右移动;所述弹簧一端与滑块轴相连，另一端与机器人本体的箱体板相连。2.根据权利要求1所述的基于曲柄滑块结构的履带可变形机器人移动平台，其特征在于所述滑块为圆柱形，且与滑槽的上侧或下侧内表面保持线接触。3.根据权利要求1或2所述的基于曲柄滑块结构的履带可变形机器人移动平台，其特征在于所述滑槽内的两端均装有半圆橡胶垫圈。
【专利摘要】本实用新型涉及基于曲柄滑块结构的履带可变形机器人移动平台，包括机器人本体和两个轮-履复合模块，两个轮-履复合模块左右对称布置在机器人本体的两侧；所述机器人本体包括箱体板、电源、电机驱动器和两个反向安装的驱动系统，电源、电机驱动器和两个驱动系统均安装在箱体板内，两个驱动系统驱动相应的轮-履复合模块运动；其特征在于所述轮-履复合模块包括履带、履带驱动轮、同步带轮、从动车轮架、传动轴、主轴、第三齿轮、弹簧、主动车轮、从动车轮、主动车轮架、滑块机构、第二齿轮、第四齿轮、主动车轮轴、两个前支撑架和两个后支撑架及四个履带支撑轮；两个前支撑架通过连接架连接，两个后支撑架通过连接架连接。
【IPC分类】B62D55/08, B62D55/04
【公开号】CN205168674
【申请号】CN201521049898
【发明人】田颖, 高春艳, 吕晓玲, 张明路, 李凡, 卢钰仁
【申请人】河北工业大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月16日