被動(dòng)適應(yīng)地形的履帶式移動(dòng)平臺(tái)及具有其的機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種被動(dòng)適應(yīng)地形的履帶式移動(dòng)平臺(tái)和具有該移動(dòng)平臺(tái)的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]履帶式行走機(jī)構(gòu)被廣泛的應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人。移動(dòng)機(jī)器人的履帶行走機(jī)構(gòu)通常使用剛性懸架，不進(jìn)行減震設(shè)計(jì)，快速通過(guò)復(fù)雜地形時(shí)，震動(dòng)較大。為使履帶式行走機(jī)構(gòu)能夠被動(dòng)的自適應(yīng)地形，減少震動(dòng)，目前采用兩種形式。
[0003]其一，機(jī)器人的左右兩履帶相對(duì)主車體固定，其履帶單元上使用了具有減震功能的結(jié)構(gòu)，對(duì)于小尺寸起伏地形時(shí)，履帶有一定的減震作用。小型履帶機(jī)器人的履帶行走機(jī)構(gòu)的外形尺寸較小，即使其單側(cè)履帶有減震單元，但也只適合起伏程度不大的地形，即對(duì)豎直方向小幅高頻顛簸具有較好的減震效果；對(duì)于起伏較大的地形，履帶適應(yīng)地形的效果差，即對(duì)大幅度低頻的顛簸的減震效果差，會(huì)使履帶平臺(tái)產(chǎn)生較大的橫滾角和俯仰角，易產(chǎn)生較大震動(dòng)或顛覆。
[0004]其二，左右兩履帶單元整體上隨地形起伏做關(guān)聯(lián)擺動(dòng)。如中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研制了一種搖桿式輪履結(jié)合機(jī)器人(公開號(hào):CN101554890)，其履帶行走部總成呈W形，通過(guò)齒輪式差動(dòng)機(jī)構(gòu)與主車體相連；利用差動(dòng)機(jī)構(gòu)使左右兩履帶整體隨著地形變化而相對(duì)主車體擺動(dòng)以被動(dòng)適應(yīng)地形，且保證了機(jī)器人主車體相對(duì)平衡。但目前未有對(duì)于兩側(cè)的履帶未進(jìn)行局部的減震設(shè)計(jì)，因此當(dāng)機(jī)器人在起伏幅度不大的地面上行駛時(shí)，則有較大的震動(dòng)。
[0005]在國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金(批準(zhǔn)號(hào):51205391)的支持下，本發(fā)明人團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步進(jìn)行研究，為克服上述的問(wèn)題，探索一種被動(dòng)適應(yīng)地形的履帶式移動(dòng)平臺(tái)及具有其的機(jī)器人。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種被動(dòng)適應(yīng)地形的履帶式移動(dòng)平臺(tái)，該移動(dòng)平臺(tái)可以被動(dòng)適應(yīng)起伏的地形，同時(shí)具有$父尚的穩(wěn)定性。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的被動(dòng)適應(yīng)地形的履帶式移動(dòng)平臺(tái)，包括:主體；側(cè)轉(zhuǎn)軸，所述側(cè)轉(zhuǎn)軸為兩個(gè)，且兩個(gè)所述側(cè)轉(zhuǎn)軸可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在主體的兩側(cè)；平衡裝置，所述平衡裝置分別與所述主體和所述兩個(gè)側(cè)轉(zhuǎn)軸相連；履帶單元，所述履帶單元為兩個(gè)，所述兩個(gè)履帶單元上分別設(shè)有履帶，且所述履帶單元包括:履帶主架，所述履帶主架與所述側(cè)轉(zhuǎn)軸的一端相連；柔性懸架，所述柔性懸架與履帶主架相連；承重輪，所述承重輪通過(guò)所述柔性懸架與所述履帶主架相連。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的被動(dòng)適應(yīng)地形的履帶式移動(dòng)平臺(tái)，通過(guò)平衡裝置將主體和側(cè)轉(zhuǎn)軸相連，側(cè)轉(zhuǎn)軸與履帶單元相連，而且履帶單元并利用柔性懸架將承重輪和履帶主架相連，從而可以適應(yīng)地形的起伏，進(jìn)而在一定程度上提高可靠性和穩(wěn)定性。
[0009]可選地，所述柔性懸架包括:獨(dú)立懸架，所述承重輪通過(guò)所述獨(dú)立懸架與所述履帶主架相連。
[0010]進(jìn)一步地，所述獨(dú)立懸架包括:獨(dú)立擺臂，所述獨(dú)立擺臂與履帶主架可樞轉(zhuǎn)地相連，所述獨(dú)立擺臂的下端與所述承重輪相連；第一阻尼器，所述第一阻尼器的一端與履帶主架相連，所述第一阻尼器的另一端與所述獨(dú)立擺臂相連。
[0011]可選地，所述柔性懸架包括聯(lián)動(dòng)懸架，所述承重輪通過(guò)所述聯(lián)動(dòng)懸架與所述履帶主架相連。
[0012]進(jìn)一步地，所述聯(lián)動(dòng)懸架包括:支撐搖架，所述支撐搖架與履帶主架可樞轉(zhuǎn)地相連且包括兩個(gè)搖架，兩個(gè)所述搖架可樞轉(zhuǎn)地相連；平衡輪架，所述平衡輪架為兩個(gè)，且兩個(gè)平衡輪架的中部分別與所述兩個(gè)搖架的下端可樞轉(zhuǎn)地相連，所述平衡輪架的兩端設(shè)有所述承重輪；第二阻尼器，所述第二阻尼器的兩端分別與所述兩個(gè)搖架相連。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述履帶主架包括:主架側(cè)板，所述主架側(cè)板與所述側(cè)轉(zhuǎn)軸相連，所述主架側(cè)板為豎向設(shè)置的兩個(gè)，所述兩個(gè)主架側(cè)板的一端設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪組件接口，另一端設(shè)有改向輪組件接口，且兩個(gè)所述主架側(cè)板通過(guò)連接件平行地相連。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述履帶單元還包括:驅(qū)動(dòng)輪組件，所述驅(qū)動(dòng)輪組件與所述驅(qū)動(dòng)輪組件借口相連且包括驅(qū)動(dòng)輪；驅(qū)動(dòng)件，所述驅(qū)動(dòng)件與所述驅(qū)動(dòng)輪相連，以驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)；改向輪組件，所述改向輪組件與所述該向輪組件借口相連且包括改向輪；張緊裝置，所述張緊裝置構(gòu)造為常推動(dòng)所述改向輪以張緊所述履帶；至少一個(gè)托帶輪，所述拖帶輪與所述履帶主架相連。
[0015]可選地，所述平衡裝置為連桿式平衡裝置，所述連桿式平衡裝置包括:搖桿，所述搖桿的中部與所述主體可樞轉(zhuǎn)地相連；側(cè)連桿，所述側(cè)連桿為兩個(gè)，所述兩個(gè)側(cè)連桿的一端分別與所述搖桿的一端以第一球副相連，所述兩個(gè)側(cè)連桿的另一端分別與所述兩個(gè)側(cè)轉(zhuǎn)軸的另一端以第二球副相連，且所述第二球副與所述側(cè)轉(zhuǎn)軸的軸線存在一偏距。
[0016]可選地，所述平衡裝置為錐齒輪式平衡裝置，所述錐齒輪式平衡裝置包括:殼體，所述殼體與所述主體相連；兩個(gè)外聯(lián)錐齒輪，所述兩個(gè)外聯(lián)錐齒輪對(duì)稱地設(shè)在所述殼體內(nèi)與所述殼體構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，所述兩個(gè)外聯(lián)錐齒輪的齒數(shù)相同且分別與所述兩個(gè)側(cè)轉(zhuǎn)軸相連；中間錐齒輪，所述中間錐齒輪設(shè)在所述殼體內(nèi)與所述殼體構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，且所述中間錐齒輪與所述兩個(gè)外聯(lián)錐齒輪正交嚙合。
[0017]此外，本發(fā)明還提出了一種機(jī)器人，其包括上述的被動(dòng)適應(yīng)地形的履帶式移動(dòng)平臺(tái)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人，由于設(shè)有上述的被動(dòng)適應(yīng)地形的履帶式移動(dòng)平臺(tái)的緣故，從而能夠適應(yīng)地形的起伏，且穩(wěn)定可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)的立體圖；
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)的中間車體的立體圖；
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)的履帶單元的立體圖；
[0022]圖4是圖3所示本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)的履帶單元的側(cè)視圖；
[0023]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)的履帶單元的履帶主架的立體圖；
[0024]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)較小起伏地面時(shí)的狀態(tài)圖；
[0025]圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)較小起伏地面時(shí)的側(cè)視圖；
[0026]圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)較大起伏地面時(shí)的狀態(tài)圖；
[0027]圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)獨(dú)立懸架與承重輪的立體圖；
[0028]圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)聯(lián)動(dòng)懸架與承重輪的立體圖；
[0029]圖11是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)聯(lián)動(dòng)懸架與承重輪的立體圖；
[0030]圖12是根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)聯(lián)動(dòng)懸架與承重輪的立體圖；
[0031]圖13是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的采用錐齒輪式平衡裝置的移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖14是圖13所示移動(dòng)平臺(tái)實(shí)施例1處的局部放大圖；
[0033]圖15是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)的履帶單元的側(cè)視圖；
[0034]圖16是圖15所示履帶單元的立體圖；
[0035]圖17是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)平臺(tái)的履帶單元的立體圖