本發(fā)明涉及一種四履帶自適應(yīng)路況可調(diào)重心機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在便攜式履帶機(jī)器人研究方面，美國(guó)走在了世界前列，它具有獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)性無(wú)人作戰(zhàn)機(jī)器人計(jì)劃，加上近年來(lái)反恐及城市巷戰(zhàn)的需要，小型智能履帶機(jī)器人研制工作受到了軍方高度重視。美國(guó)在微小型機(jī)器人研制方面投入了大量的人力和物力，特別是新型、高機(jī)動(dòng)、高可靠性移動(dòng)載體研究方面。如美國(guó)戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)機(jī)器人(TMR)計(jì)劃中的便攜式機(jī)器人系統(tǒng)(MPRS)。該類(lèi)機(jī)器人主要用于城市戰(zhàn)斗與搜救。

國(guó)內(nèi)針對(duì)便攜式履帶機(jī)器人研究主要集中在警用、民用等非作戰(zhàn)系統(tǒng)領(lǐng)域。近十多年來(lái)我國(guó)出于經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，對(duì)該類(lèi)型機(jī)器人研究成果頗豐。

清華大學(xué)精儀系機(jī)器人及其自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的微小型QH-1型履帶式機(jī)器人主要用于實(shí)現(xiàn)軌跡及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤、視覺(jué)信息的分析與處理、地面軌跡圖像的計(jì)算機(jī)理解與處理。中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化所研制的復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人—“靈晰-B”型排爆機(jī)器人進(jìn)入服役期。

本發(fā)明設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)新穎、具有獨(dú)創(chuàng)性的可攜帶、抗沖擊智能履帶移動(dòng)能力。可以采用模塊化設(shè)計(jì)，便于拆卸維修，可以分段自適應(yīng)復(fù)雜路面，并可主動(dòng)控制兩側(cè)履帶的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)器人姿態(tài)變化，輔助爬坡、越障和跨溝；機(jī)器人經(jīng)過(guò)合理的結(jié)構(gòu)布局和設(shè)計(jì)后具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力、機(jī)動(dòng)能力并能抵抗一定高度的掉落沖擊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了提供一種四履帶自適應(yīng)路況可調(diào)重心機(jī)構(gòu)，適用于路況復(fù)雜、多變的環(huán)境。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：在主體模塊下方對(duì)稱(chēng)設(shè)置有四個(gè)機(jī)械腿，每個(gè)機(jī)械腿包括與主體模塊鉸接的連接臂、與連接臂下端鉸接的履帶足、設(shè)置在主體模塊上的氣壓缸一、與氣壓缸一的活塞連接的連接桿一、設(shè)置在連接臂上的氣壓缸二、與氣壓缸二的活塞連接的連接桿二，連接桿一的端部與連接臂連接，連接桿二的端部與對(duì)應(yīng)的履帶足的前履帶輪軸連接。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.所述履帶足是后驅(qū)的。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明適用于環(huán)境多變，路況復(fù)雜的場(chǎng)所，并可主動(dòng)控制兩側(cè)履帶的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)器人姿態(tài)變化，輔助爬坡、越障和跨溝，可運(yùn)用現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)或者地震等環(huán)境惡劣的偵查和搜救。本發(fā)明的4個(gè)連接臂分別由四個(gè)氣壓缸一控制，可單獨(dú)改變?nèi)我庖粭l連接臂的姿態(tài)，使機(jī)器人順利能通過(guò)寬度較小的障礙物。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的越障足部變形圖；

圖3是本發(fā)明的登臺(tái)階變形圖；

圖4是本發(fā)明的改變重心圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

結(jié)合圖1，本發(fā)明的四履帶自適應(yīng)路況可調(diào)重心機(jī)器人由主體模塊1、氣壓缸一2、連接桿一3、履帶足4、連接臂5、氣壓缸二6、連接桿二7、履帶輪8組成，該機(jī)器人采用可采用模塊化設(shè)計(jì)，可迅速拆裝，適合單兵攜帶和進(jìn)行維護(hù)，具有良好的機(jī)動(dòng)性，在越障、跨溝、攀爬方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，生存能力強(qiáng)、適應(yīng)水、陸環(huán)境等特點(diǎn)。機(jī)器人加載監(jiān)視設(shè)備、機(jī)械手臂、輕型武器等裝置，可軍民兩用。

結(jié)合圖1，四履帶自適應(yīng)路況可調(diào)重心機(jī)器人采用四條履帶充當(dāng)行走足部，可使機(jī)器人在復(fù)雜惡劣的路況行走，四條履帶分別由四個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，履帶采用后驅(qū)形式，主動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)，使履帶轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)四條履帶的速度相同時(shí)，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)前進(jìn)或后退移動(dòng)；當(dāng)四條履帶的速度不同時(shí)，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，由于采用四履帶差動(dòng)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向能力強(qiáng)，動(dòng)力大，負(fù)載能力比一般機(jī)器人強(qiáng)。

本發(fā)明的主體模由四個(gè)相同的機(jī)械腿支撐，四個(gè)履帶足分別由四個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以便機(jī)器人獲得足夠的動(dòng)力，履帶足采用后驅(qū)模式。主體模塊1通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與連接臂5連接，連接臂可以圍繞主體模塊轉(zhuǎn)動(dòng)，主體模塊1上固定四個(gè)相同的氣壓缸一2，四個(gè)相同的連接桿一3連接氣壓缸一2和連接臂5，氣壓缸一2通過(guò)連接桿一3控制連接臂5的旋轉(zhuǎn)，改變機(jī)器人的姿態(tài)，調(diào)節(jié)機(jī)器人的重心，有利于機(jī)器人通過(guò)不同的路況。連接臂5與履帶足4通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，履帶足可以圍繞連接臂旋轉(zhuǎn)，每個(gè)連接臂上都裝有一個(gè)氣壓缸二6，連接桿二7連接氣壓缸二6和履帶輪8，氣壓缸二6可以通過(guò)連接桿二7控制履帶足4，使之與水平面成一斜角，以便順利通過(guò)障礙物，大大提高機(jī)器人的越障能力，也即氣壓缸二6用于控制履帶足4的旋轉(zhuǎn)，以便在遇到障礙物時(shí)，履帶足能調(diào)整角度，順利通過(guò)障礙物。

機(jī)器人的四條腿(連接臂5和履帶足4)與機(jī)器人的主體模塊1通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在一起，機(jī)器腿可以繞主體模塊自由轉(zhuǎn)動(dòng)，氣壓缸一2可以控制連接臂5轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)重心。

履帶足4與連接臂5通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，履帶足4可以圍繞連接臂5自由旋轉(zhuǎn)，氣壓缸二6控制履帶足4的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)越障。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述：

結(jié)合圖1，四履帶自適應(yīng)路況可調(diào)重心機(jī)器人主體模塊1內(nèi)安裝有機(jī)器人的控制模塊、監(jiān)控模塊以及通訊電路模塊?？刂颇K控制機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、氣壓缸一2和氣壓缸二6，監(jiān)控模塊監(jiān)控和收集實(shí)時(shí)路況信息，反饋給控制模塊。

結(jié)合圖1，氣壓缸一2安裝在主體模塊1上，氣壓缸一2的活塞通過(guò)連接桿一3與連接臂5連接，并且控制連接臂5的運(yùn)動(dòng)，每個(gè)氣壓缸一2分別控制一條機(jī)械腿，氣壓缸由控制系統(tǒng)控制，系統(tǒng)可以根據(jù)路況，及時(shí)調(diào)整每條機(jī)械臂的位置，使機(jī)器人順利通過(guò)不同的路段；氣壓缸二6安裝在連接臂5上，氣壓缸二6的活塞與連接桿4連接，連接桿的另一端與履帶足連接，氣壓缸由控制系統(tǒng)控制，系統(tǒng)通過(guò)控制活塞的運(yùn)動(dòng)，就可以控制履帶足的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)不同高度的障礙物，氣壓缸二6可以控制調(diào)整履帶的姿態(tài)。

結(jié)合圖1、2，四履帶自適應(yīng)路況可調(diào)重心機(jī)器人的連接臂5與履帶足4采用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，機(jī)械人的控制系統(tǒng)可以控制提供履帶足4旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)模塊氣壓缸二6，用于進(jìn)行履帶足旋轉(zhuǎn)的姿態(tài)調(diào)整，控制模塊連接氣壓缸驅(qū)動(dòng)模塊和對(duì)外檢測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集的監(jiān)控模塊，使機(jī)器人正確調(diào)節(jié)履帶足的姿態(tài)，通過(guò)障礙物。

結(jié)合圖1、3，四履帶自適應(yīng)路況可調(diào)重心機(jī)器人的主體模塊1與連接臂5采用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，連接臂5由氣壓缸一2提供動(dòng)力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)整機(jī)器人的重心高低，氣壓缸一2由控制系統(tǒng)控制，監(jiān)控模塊采集信息，反饋給控制系統(tǒng)，控制模塊根據(jù)反饋信息，控制氣壓缸的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的重心調(diào)整，以便機(jī)器人通過(guò)復(fù)雜惡劣的路況。

結(jié)合圖1、4，四履帶自適應(yīng)路況可調(diào)重心機(jī)器人通過(guò)控制模塊控制氣壓缸一2調(diào)整機(jī)器人的重心，降低重心，避免機(jī)器人側(cè)翻，控制模塊控制氣壓缸7使履帶足4旋轉(zhuǎn)，履帶與水平線成一定角度，增加履帶機(jī)器人的越障能力，通過(guò)調(diào)整機(jī)器人的重心和履帶足的姿態(tài)使機(jī)器人順利通過(guò)臺(tái)階。

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用于環(huán)境多變，路況復(fù)雜的四履帶機(jī)器人的設(shè)計(jì)，采用可采用模塊化設(shè)計(jì)，可迅速拆裝，適合單兵攜帶和進(jìn)行維護(hù)，具有良好的機(jī)動(dòng)性，在越障、跨溝、攀爬方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，此外，機(jī)器人還具有體積小、攜帶方便、低成本、隱蔽性好、快速反應(yīng)、機(jī)動(dòng)性高、生存能力強(qiáng)、適應(yīng)水、陸環(huán)境等特點(diǎn)。機(jī)器人加載監(jiān)視設(shè)備、機(jī)械手臂、輕型武器等裝置，可軍民兩用。該機(jī)器人的最大優(yōu)點(diǎn)是具有良好的越障性能、環(huán)境適應(yīng)性能并具備全地形通過(guò)能力。