一种水下机器人履带行走底盘及水下机器人

本发明属于水下机器人技术领域，具体涉及一种水下机器人履带行走底盘及水下机器人。

背景技术：

机器人水底行走的功能需求近年来愈发强烈。传统机器人底盘分为轮式和履带式，轮式底盘接地比压大，易于陷入水底、激起扬尘等；履带式底盘往往采用整体履带和半柔性悬挂，只能应对较平坦的路面，而面对水底石滩等场景并不适用。同时，现有机器人行走底盘设计不能随实际要求扩展功能。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种水下机器人履带行走底盘及水下机器人。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种水下机器人履带行走底盘，包括：

车架，用于安装水下机器人；

履带轮组件，用于驱动所述车架；

防水电机，用于为所述履带轮组件提供动力；所述防水电机设置于所述履带轮组件上，且与其连接；

柔性悬挂组件，用于柔性连接所述车架和所述履带轮组件；所述柔性悬挂组件的第一端与所述车架连接而第二端与所述履带轮组件连接。

优选地，所述车架包括：主体架和支承架，其中，所述主体架与所述柔性悬挂组件的第一端连接，所述支承架设置于所述主体架的顶端。

优选地，所述履带轮组件包括：安装架、护板、导向轮、支撑轮、驱动齿轮和履带，其中，所述安装架与所述柔性悬挂组件的第二端连接，所述护板设置于所述安装架的外侧，所述防水电机设置于所述安装架上，所述导向轮设置于所述安装架上，且伸出所述安装架并与所述履带内侧面抵紧，所述支撑轮设置于所述安装架底部，且与所述履带内侧面抵紧，所述驱动齿轮穿过所述护板与所述防水电机连接，且位于所述安装架的上方，并与所述履带啮合。

优选地，所述导向轮包括：第一导向轮和第二导向轮，其中，所述第一导向轮和所述第二导向轮相对地设置于所述安装架的两侧，所述履带轮组件还包括：张紧件，所述张紧件的第一端与所述第一导向轮连接而第二端与所述第二导向轮连接。

优选地，所述第一导向轮和所述张紧件的第一端之间通过第一安装杆连接。

优选地，所述第二导向轮和所述张紧件的第二端之间通过第二安装杆连接。

优选地，所述安装架向外延伸形成支撑架，所述防水电机设置于所述支撑架上，所述柔性悬挂组件的第二端与所述支撑架连接。

优选地，所述柔性悬挂组件包括：减震器、第一连接杆和第二连接杆，其中，所述减震器的第一端与所述车架中的主体架铰接而第二端与所述第一连接杆的第二端铰接，所述第一连接杆的第一端与所述主体架铰接而第二端与所述履带轮组件中安装架上的支撑架铰接，所述第二连接杆的第一端与所述主体架铰接而第二端与所述支撑架铰接。

优选地，所述主体架上设置有第一铰接杆、第二铰接杆和第三铰接杆，所述支撑架上设置有第四铰接杆和第五铰接杆，其中，所述第一铰接杆与所述减震器的第一端铰接，所述第二铰接杆与所述第一连接杆的第一端铰接，所述第三铰接杆与所述第二连接杆的第一端铰接，所述第四铰接杆与所述第一连接杆的第二端铰接，所述第五铰接杆与所述第二连接杆的第二端铰接。

本发明还提供了一种水下机器人，包括如上述中任一所述的水下机器人履带行走底盘。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请提供的一种水下机器人履带行走底盘及水下机器人，底盘采用柔性悬挂组件连接车架和履带轮组件，结合轮式底盘柔性悬挂结构和履带式底盘接地比压小的特点，且柔性悬挂组件的刚度可调，对于较软的海底沙滩和崎岖复杂的水下路面都具有良好的适应性，有效解决了现有水下机器人行走的问题；车架采用框架结构焊接而成，更加容易添加功能模块。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种水下机器人履带行走底盘的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种水下机器人履带行走底盘中车架的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种水下机器人履带行走底盘的部分结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种水下机器人履带行走底盘的部分结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种水下机器人履带行走底盘的部分结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种水下机器人履带行走底盘中柔性悬挂组件的结构示意图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

如图1-6，在本申请实施例中，本发明提供了一种水下机器人履带行走底盘，包括：

车架10，用于安装水下机器人；

履带轮组件20，用于驱动所述车架10；

防水电机30，用于为所述履带轮组件20提供动力；所述防水电机30设置于所述履带轮组件20上，且与其连接；

柔性悬挂组件40，用于柔性连接所述车架10和所述履带轮组件20；所述柔性悬挂组件40的第一端与所述车架10连接而第二端与所述履带轮组件20连接。

在本申请实施例中，当使用此水下机器人履带行走底盘时，车架10上可以用于安装水下机器人主体结构，防水电机30为履带轮组件20提供动力，能够驱动履带轮组件20转动，履带轮组件20随之带动车架10运动；柔性悬挂组件40柔性地连接车架10和履带轮组件20，柔性悬挂组件40的刚度可调，对于较软的海底沙滩和崎岖复杂的水下路面都具有良好的适应性，有效解决了现有水下机器人水下行走的问题；车架10采用框架结构焊接而成，更加容易添加功能模块，能够根据需要为水下机器人添加辅助功能。

如图1-6，在本申请实施例中，所述车架10包括：主体架11和支承架12，其中，所述主体架11与所述柔性悬挂组件40的第一端连接，所述支承架12设置于所述主体架11的顶端。

在本申请实施例中，主体架11整体呈长方体，由多根钢管焊接形成，支承架12整体呈扁平的长方体，设置于主体架11的顶部，由多根钢管焊接形成，柔性悬挂组件40分别安装于主体架11的左前、左后、右前、右后四端处，可以用于连接四个履带轮组件20。

如图1-6，在本申请实施例中，所述履带轮组件20包括：安装架21、护板22、导向轮23、支撑轮24、驱动齿轮25和履带26，其中，所述安装架21与所述柔性悬挂组件40的第二端连接，所述护板22设置于所述安装架21的外侧，所述防水电机30设置于所述安装架21上，所述导向轮23设置于所述安装架21上，且伸出所述安装架21并与所述履带26内侧面抵紧，所述支撑轮24设置于所述安装架21底部，且与所述履带26内侧面抵紧，所述驱动齿轮25穿过所述护板22与所述防水电机30连接，且位于所述安装架21的上方，并与所述履带26啮合。

在本申请实施例中，当防水电机30工作时能够带动驱动齿轮25转动，驱动齿轮25和履带26啮合，随之可以带动履带26运动，导向轮23安装于安装架21的水平方向侧面上，能够支撑履带26的水平方向部分，支撑轮24安装于安装架21的底部，能够支撑履带26的底部部分，驱动齿轮25位于安装架21的顶部，能够支撑履带26的顶部部分，导向轮23、支撑轮24和驱动齿轮25共同支撑履带26，使其始终保持与地面的紧密贴合，护板22设置于安装架21的外侧，能够遮挡和保护安装架21、导向轮23、支撑轮24和驱动齿轮25。

如图1-6，在本申请实施例中，所述导向轮23包括：第一导向轮231和第二导向轮232，其中，所述第一导向轮231和所述第二导向轮232相对地设置于所述安装架21的两侧，所述履带轮组件20还包括：张紧件27，所述张紧件27的第一端与所述第一导向轮231连接而第二端与所述第二导向轮232连接。

在本申请实施例中，第一导向轮231和第二导向轮232分别安装于安装架21的左侧和右侧，且分别对应支撑履带26水平方向上的左侧部分和右侧部分，张紧件27可以支撑第一导向轮231和第二导向轮232，并始终保持二者之间处于刚性支撑状态，能够保证履带26始终处于张紧状态而不从导向轮23、支撑轮24和驱动齿轮25上脱离。张紧件27可以为弹簧、气缸等。

如图1-6，在本申请实施例中，所述第一导向轮231和所述张紧件27的第一端之间通过第一安装杆233连接。所述第二导向轮232和所述张紧件27的第二端之间通过第二安装杆234连接。

在本申请实施例中，第一安装杆233连接第一导向轮231和张紧件27的第一端，第二安装杆234连接第二导向轮232和张紧件27的第二端。

如图1-6，在本申请实施例中，所述安装架21向外延伸形成支撑架28，所述防水电机30设置于所述支撑架28上，所述柔性悬挂组件40的第二端与所述支撑架28连接。

在本申请实施例中，支撑架28由多根钢管焊接形成，用于安装防水电机30和柔性悬挂组件40。

如图1-6，在本申请实施例中，所述柔性悬挂组件40包括：减震器41、第一连接杆42和第二连接杆43，其中，所述减震器41的第一端与所述车架10中的主体架11铰接而第二端与所述第一连接杆42的第二端铰接，所述第一连接杆42的第一端与所述主体架11铰接而第二端与所述履带轮组件20中安装架21上的支撑架28铰接，所述第二连接杆43的第一端与所述主体架11铰接而第二端与所述支撑架28铰接。

在本申请实施例中，第一连接杆42和第二连接杆43长度相等且互相平行，形成可变的平行四边形结构，第一连接杆42和第二连接杆43共同连接主体架11和支撑架28，而减震器41连接主体架11和第一连接杆42。减震器41的刚性和长度可以根据履带轮组件20所受地面压力(也即地面状态)的不同而自适应地调整，同时减震器41还可以带动平行四边形结构发生形变，从而改变车架10和履带轮组件20之间的距离，能够自适应地满足不同状态的地面。

如图1-6，在本申请实施例中，所述主体架11上设置有第一铰接杆111、第二铰接杆112和第三铰接杆113，所述支撑架28上设置有第四铰接杆281和第五铰接杆282，其中，所述第一铰接杆111与所述减震器41的第一端铰接，所述第二铰接杆112与所述第一连接杆42的第一端铰接，所述第三铰接杆113与所述第二连接杆43的第一端铰接，所述第四铰接杆281与所述第一连接杆42的第二端铰接，所述第五铰接杆282与所述第二连接杆43的第二端铰接。

在本申请实施例中，减震器41、第一连接杆42和第二连接杆43的两端均设置有孔，减震器41和第一连接杆42之间通过螺钉穿孔实现铰接，减震器41通过孔铰接于第一铰接杆111上，第一连接杆42通过孔铰接于第二铰接杆112和第四铰接杆281上，第二连接杆43通过孔铰接于第三铰接杆113和第五铰接杆282上。

在本申请实施例中，本发明还提供了一种水下机器人，包括如图1-6中所述的水下机器人履带行走底盘。

本申请提供的一种水下机器人履带行走底盘及水下机器人，底盘采用柔性悬挂组件连接车架和履带轮组件，结合轮式底盘柔性悬挂结构和履带式底盘接地比压小的特点，且柔性悬挂组件的刚度可调，对于较软的海底沙滩和崎岖复杂的水下路面都具有良好的适应性，有效解决了现有水下机器人行走的问题；车架采用框架结构焊接而成，更加容易添加功能模块。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

总之，以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。