本發(fā)明涉及機器人，尤其涉及一種履帶式可避障攀爬機器人平臺。

背景技術(shù)：

1、果實采摘、樹木生長檢測、森林環(huán)境件監(jiān)測以及電力維護(hù)等都可能需要進(jìn)行攀爬作業(yè)，基于此，攀爬機器人應(yīng)運而生并得到長足的發(fā)展。

2、攀爬機器人主要以環(huán)抱式、履帶式、纏繞式和多足式為主。環(huán)抱式和履帶式攀爬機器人受力均勻，負(fù)載能力強，通過連續(xù)運動，提供穩(wěn)定的推進(jìn)力，適合快速爬升，但遇到樹杈無法繼續(xù)繼續(xù)向上攀爬，如cn?219269613?u公開了一種爬樹修枝采摘機器人，不能避障；纏繞式和多足式爬樹機器人柔性程度高，越障能力強，但爬升效率低，如cn?107618584?a公開了一種仿生柔性爬樹機器人，上下兩軀干通過連桿連接，爬升速度慢。

3、目前，尚未見有快速爬升，可以實現(xiàn)避障且能適應(yīng)不同直徑樹干的攀爬機器人。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種穩(wěn)定而快速爬桿、爬樹并能實現(xiàn)避障的履帶式變徑機器人。該攀爬機器人分別通過小型直流電動推桿、微型電動推桿、筆式電動推桿的配合，可使伸縮裝置適應(yīng)不同直徑的樹干，使萬向輪能夠緊貼樹干，并能提供足夠大的載荷，使該攀爬機器人平臺穩(wěn)定的在樹干上爬升，且能夠承受較大重量的外設(shè)。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案：一種履帶式可避障攀爬機器人平臺，包括動力裝置、機身、一級夾緊裝置，二級夾緊裝置。動力裝置與一級夾緊裝置分別安裝于機身的前后。二級夾緊裝置安裝于一級夾緊裝置的兩側(cè)。

3、所述動力裝置包括菱形履帶，齒輪固定桿，正齒輪，承重板，行星減速電機，主動輪，圓錐小齒輪，圓錐大齒輪，固定擋板，傾斜板，從動桿，二號電動推桿。承重板通過固定擋板與主動輪連接，其中固定擋板與主動輪間使用軸承連接。圓錐大齒輪通過卡槽與主動輪軸配合，通過齒輪嚙合與圓錐小齒輪配合。圓錐小齒輪通過卡槽與行星減速電機配合。行星減速電機嵌入承重板中固定。一對正齒輪通過齒輪固定桿來保持兩個正齒輪的水平。二號電動推桿固定于一側(cè)的固定擋板上，從動桿通過傾斜板與固定擋板連接，從動桿通過圓柱銷與二號電動推桿同心軸連接。

4、所述機身包括第一基板，固定橫桿，第一支撐桿，第二支撐桿，第一連接件。第一支撐桿與第二支撐桿的下端分別與四個固定擋板的外側(cè)焊接起來。第一支撐桿和第二支撐桿的上端與基板呈垂直關(guān)系相連接，其中第一支撐桿上端呈球形形狀，嵌在第一基板前端的圓弧凹槽處，第二支撐桿上端與第一基板通過銷釘安裝固定。固定橫桿分別焊接于第一支撐桿與第二支撐桿的上端偏下處。

5、所述一級夾緊裝置包括電動推桿，固定柱，方管，第二基板，限位柱，第一齒條，第二連接件，第一導(dǎo)軌固定架，導(dǎo)軌，滑板件，第二導(dǎo)軌固定架，第一正齒輪，伸縮桿，三號電動推桿，第一萬向輪，第三連接件，滑件。電動推桿后端與第二基板通過焊接固定，前端與固定柱重合。電動推桿的延長桿前端與第二連接件上端進(jìn)行間隙配合，第二連接件穿過第二基板槽口與齒條通過銷螺栓連接。限位柱通過銷釘固定于第二基板上，并與齒條槽口配合。方管和第一導(dǎo)軌固定架通過銷釘固定安裝在第二基板上。第二導(dǎo)軌固定架通過螺栓安裝在方管的兩端。導(dǎo)軌通過銷釘固定安裝在第一導(dǎo)軌固定架與第二導(dǎo)軌固定架之間?；寮露伺c導(dǎo)軌同心軸配合，上端與第一齒條端通過螺栓固定，滑板件可跟隨第一齒條的運動而在導(dǎo)軌上滑動。第一正齒輪與第二基板中間突出軸進(jìn)行間隙配合，兩根第一齒條分別在第一正齒輪上下進(jìn)行嚙合。滑件一端通過螺栓固定安裝在第一齒條上，另一端與第二基板的梯形槽口進(jìn)行游隙配合。伸縮桿分別通過銷釘固定于滑板件的兩側(cè)與中間。三號電動推桿與滑板件中間通過螺栓固定，齒輪箱緊貼中間兩根伸縮桿。中間兩根伸縮桿的延長桿與三號電動推桿的延長桿前端通過連接件固定，而前端通過第三連接件分別于外側(cè)兩根伸縮桿的延長桿相連接，四根伸縮桿的延長桿能同步跟隨三號電動推桿的延長桿伸縮。第一萬向輪通過第三連接件分別固定安裝在伸縮桿的外殼前端與其延長桿的前端。

6、所述二級夾緊裝置包括四號電動推桿，第一支撐板，小號電動推桿，第三支撐桿，第三基板，第二萬向輪，第二齒條，第三齒條，二號正齒輪，方形伸縮套管，筆式電動推桿。四號電動推桿后端通過鉸鏈與第一支撐板末端連接，四號電動推桿能向外轉(zhuǎn)動一定角度。第一支撐板和第二支撐桿通過螺栓與方形伸縮套管的延長管前端相連接。第三基板底部分別與第二支撐桿和四號電動推桿的延長桿前端配合形成轉(zhuǎn)動副，第三基板可根據(jù)四號電動推桿延長桿的伸縮來向內(nèi)轉(zhuǎn)動或向外轉(zhuǎn)動。一對第二齒條背面嵌在第三基板的梯形卡槽中，第二齒條可以在第三基板上直線滑動。二號正齒輪與第二齒條、第三齒條嚙合，同時由第三基板固定在合適的高度。第三齒條背面與第三基板的卡槽配合，下端穿過第三基板并與第二萬向輪焊接。一對第二齒條之間通過雙頭螺栓連接，雙頭螺栓與小號電動推桿的伸縮桿前端的孔間隙配合，兩第二齒條跟隨小號電動推桿的伸縮桿的伸縮做前后直線運動，帶動二號正齒輪從而帶動第三齒條上下運動。方形伸縮套管底面與下方伸縮桿的延長桿底面重合，通過焊接固定。筆式電動推桿焊接固定在方形伸縮套管的外管，其延長桿前端通過螺栓連接與方形伸縮套管的延長管固定，方形伸縮套管的延長管可以隨著筆式電動推桿的延長桿上升或下降。

7、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

8、1、動力裝置使用菱形履帶且在內(nèi)部使用兩個行星減速電機進(jìn)行驅(qū)動，與桿、樹等的接觸面積大，摩擦力大，且動力充足。其中內(nèi)置半圓齒使菱形履帶隨著小號電動推桿的伸縮而轉(zhuǎn)彎，從而使機器人在桿、樹上轉(zhuǎn)動，靈活性高。

9、2、一級夾緊裝置使用電動推桿與齒輪和導(dǎo)軌的配合，能夠給機器人夾緊樹干提供充足的壓力，使機器人穩(wěn)固的貼合在樹干上，貼合樹干的桿件還可以通過導(dǎo)軌或伸縮桿調(diào)整寬度，從而適應(yīng)不同直徑的樹干。

10、3、一級夾緊裝置給機器人提供了橫向壓力，二級夾緊裝置的萬向輪貼近樹干后，五號電動推桿收縮，使第二萬向輪向樹干擠壓，從而給機器人提供豎直方向的壓力，使機器人能夠穩(wěn)固的在樹干上活動。同時一級裝置由一號電動推桿所產(chǎn)生的充足推力，使機器人能夠在第一基板上配置更多的外設(shè)，實現(xiàn)更多的功能。

技術(shù)特征：

1.一種履帶式可避障攀爬機器人平臺，其特征在于，包括：動力裝置，所訴動力裝置包括菱形履帶以及驅(qū)動輪，安裝在履帶內(nèi)部的兩個行星減速電機以及與行星減速電機配合從而帶動驅(qū)動輪的圓錐齒輪。兩個二號電動推桿安裝在履帶輪后驅(qū)動輪兩側(cè)，與安裝在履帶驅(qū)動前輪兩側(cè)的桿件形成轉(zhuǎn)動副。履帶中間內(nèi)置一對嚙合的正半圓齒與承重板。

2.按照權(quán)利要求1所訴的一種履帶式可避障爬樹機器人平臺，其特征在于：履帶前驅(qū)動輪所連接的固定擋板的外側(cè)焊接第一支撐桿，履帶后驅(qū)動輪所連接的固定擋板的外側(cè)焊接第二支撐桿。第一與第二支撐桿頂端分別連接第一基板底部，在第一基板底部與第一支撐桿的連接處鑿有弧形槽口，與第一支撐桿的圓頭相嵌合。

3.按照權(quán)利要求1所訴的一種履帶式可避障攀爬機器人平臺，其特征在于：第一基板上部通過四個連接第一連接件與一級夾持裝置連接。一級夾持裝置中的一號正齒輪中心固定于第一基板上部與第二基板下部之間。

4.按照權(quán)利要求1所訴的一種履帶式可避障攀爬機器人平臺，其特征在于：兩條第一齒條與第一正齒輪嚙合，一號電動推桿通過第二連接件穿過第二基板與齒條連接。方管安裝于第二基板上部，兩端與第一，第二導(dǎo)軌固定架配合固定導(dǎo)軌?；寮惭b與導(dǎo)軌上，設(shè)有八根伸縮桿，三號電動推桿設(shè)于中間兩根伸縮桿旁。第一萬向輪安裝于第三連接件上。

5.按照權(quán)利要求1所述的一種履帶式可避障攀爬機器人平臺，其特征在于：伸縮桿的延長桿上設(shè)有方形伸縮套管。方形伸縮套管上設(shè)有筆式電動推桿、第一支撐板、第三支撐桿。第三基板設(shè)于第三支撐桿上，后端與四號電動推桿同心軸配合。

6.按照權(quán)利要求1所述的一種履帶式可避障攀爬機器人平臺，其特征在于：第三基板上設(shè)有梯形卡槽、第二齒條、第三齒條、五號電動推桿、圓齒，圓齒與第二、第三齒條相互嚙合，第三齒條地端焊接第二萬向輪。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種履帶式可避障攀爬機器人平臺，包括：動力裝置、機架，齒輪傳動以及導(dǎo)軌夾緊裝置。所訴的動力裝置為內(nèi)驅(qū)動式單條履帶輪，所裝配的履帶為菱形履帶，通過電動推桿轉(zhuǎn)彎裝置可實現(xiàn)拐彎。所訴齒輪傳動夾緊裝置可調(diào)整推桿的伸縮長度來適應(yīng)不同直徑的樹干，同時夾緊桿上裝配有萬向輪，可隨著履帶輪的傳動方向而轉(zhuǎn)動。遇到樹杈等障礙物時，可通過錯開松開夾緊裝置并配合履帶輪轉(zhuǎn)彎通過。該履帶式爬樹機器人平臺剛性好，爬行穩(wěn)定，負(fù)載高。

技術(shù)研發(fā)人員：周祖鵬,韋貴煌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：桂林電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6