行星差動(dòng)越障式履帶機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及移動(dòng)機(jī)器人，具體涉及一種行星差動(dòng)越障式履帶機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]履帶式機(jī)器人在爬坡、越障和跨壕溝等方面具有優(yōu)越性，常被應(yīng)用于軍事、消防及核工業(yè)等領(lǐng)域。欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)可提高機(jī)械系統(tǒng)靈活性、降低成本和能源消耗等，已逐漸成為機(jī)器人領(lǐng)域研宄的熱點(diǎn)。若將欠驅(qū)動(dòng)技術(shù)、模塊化技術(shù)與履帶式移動(dòng)機(jī)器人相結(jié)合，使其具有自適應(yīng)復(fù)雜地面環(huán)境、多運(yùn)動(dòng)模式、多運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、控制便捷和低能耗的特點(diǎn)，可使移動(dòng)機(jī)器人在空間探測(cè)、災(zāi)難搜救、軍事行動(dòng)等領(lǐng)域獲得更為廣泛的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種行星差動(dòng)越障式履帶機(jī)器人，將欠驅(qū)動(dòng)技術(shù)運(yùn)用到履帶式移動(dòng)機(jī)器人，增強(qiáng)其適應(yīng)復(fù)雜地形環(huán)境的能力；驅(qū)動(dòng)輪組件行駛和越障僅需要一個(gè)電機(jī)，且采用封閉的模塊化設(shè)計(jì)，易于密封和更換。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]本實(shí)用新型包括驅(qū)動(dòng)輪組件、車(chē)體組件、機(jī)械臂組件和末端執(zhí)行器組件；所述的車(chē)體組件兩側(cè)固接有四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪組件，所述的機(jī)械臂組件與車(chē)體組件的頂部固接，機(jī)械臂組件驅(qū)動(dòng)末端執(zhí)行器組件。
[0006]所述的驅(qū)動(dòng)輪組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、錐齒輪對(duì)、軸承、主軸、主動(dòng)輪、第一減速器、第二減速器、第一齒輪對(duì)、第二齒輪對(duì)、齒輪軸、第三齒輪對(duì)、編碼器、電機(jī)箱、擺臂、從動(dòng)輪和履帶；所述的第一減速器包括太陽(yáng)輪、行星輪、行星架和齒圈。所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝于電機(jī)箱的電機(jī)支撐套中；主軸通過(guò)軸承支承在電機(jī)箱內(nèi)，并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸固接，通過(guò)錐齒輪對(duì)傳輸動(dòng)力；所述的太陽(yáng)輪與主軸固接，行星架鉸接在主軸上，行星輪鉸接在行星架上；所述的主動(dòng)輪與行星架固接；所述的齒圈與行星輪構(gòu)成齒輪副，并與第一齒輪對(duì)通過(guò)第二減速器傳輸動(dòng)力；所述的第一齒輪對(duì)與齒輪軸通過(guò)第二齒輪對(duì)傳遞動(dòng)力；擺臂的一端固接在齒輪軸上，且兩側(cè)臂之間通過(guò)連接桿連接；從動(dòng)輪鉸接在擺臂的另一端；所述的主動(dòng)輪與從動(dòng)輪通過(guò)履帶連接；所述的齒輪軸給第三齒輪對(duì)傳輸動(dòng)力，編碼器檢測(cè)第三齒輪對(duì)的轉(zhuǎn)速。
[0007]所述的機(jī)械臂組件包括機(jī)械臂舵機(jī)、支架、推力球軸承，臂座、肩關(guān)節(jié)舵機(jī)、大臂、臂關(guān)節(jié)舵機(jī)、中臂、肘關(guān)節(jié)舵機(jī)、小臂和腕關(guān)節(jié)舵機(jī)。所述的支架固接于車(chē)體組件頂部，機(jī)械臂舵機(jī)固接于支架，其輸出軸與臂座固接；所述的臂座通過(guò)推力球軸承支承于支架，臂座與支架構(gòu)成周轉(zhuǎn)副；兩個(gè)肩關(guān)節(jié)舵機(jī)均固接于臂座，大臂的兩側(cè)與兩個(gè)肩關(guān)節(jié)舵機(jī)的輸出軸固接；所述的臂關(guān)節(jié)舵機(jī)固接于中臂，臂關(guān)節(jié)舵機(jī)的輸出軸與大臂的一側(cè)固接，大臂的另一側(cè)與中臂鉸接；所述的肘關(guān)節(jié)舵機(jī)固接于中臂；小臂的一側(cè)與肘關(guān)節(jié)舵機(jī)的輸出軸固接，另一側(cè)與中臂鉸接；所述的腕關(guān)節(jié)舵機(jī)固接于小臂。
[0008]所述的末端執(zhí)行器組件包括執(zhí)行器舵機(jī)、爪盤(pán)、第一連桿、第二連桿和手爪。所述的爪盤(pán)固接于腕關(guān)節(jié)舵機(jī)的輸出軸，爪盤(pán)與小臂構(gòu)成周轉(zhuǎn)副；所述的執(zhí)行器舵機(jī)固接于爪盤(pán)，第一連桿的中部固接于執(zhí)行器舵機(jī)的輸出軸，兩端分別與一根第二連桿的一端鉸接；兩只手爪對(duì)中設(shè)置，中部均與爪盤(pán)的滑道構(gòu)成移動(dòng)副，尾部分別與一根第二連桿的另一端鉸接。
[0009]所述的車(chē)體組件包括底板、上板、左板、右板、后板和前板；所述左板、右板、前板和后板的底部均固接于底板，頂部均與上板固接；所述機(jī)械臂組件的支架固接于車(chē)體組件的上板，四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪組件的電機(jī)箱均固接于底板上。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:
[0011]1、本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)輪組件采用行星差動(dòng)式欠驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)，行駛、越障僅需一個(gè)動(dòng)力源；
[0012]2、本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)輪組件采用模塊化設(shè)計(jì)，易于密封和更換；
[0013]3、本實(shí)用新型的末端執(zhí)行器組件采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞，執(zhí)行器舵機(jī)靠近執(zhí)行端的手爪，操作穩(wěn)定性好。
[0014]4、本實(shí)用新型的四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪組件為獨(dú)立驅(qū)動(dòng)模塊，增加了履帶機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)靈活性，通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪組件間的差速可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的零半徑轉(zhuǎn)向。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型中驅(qū)動(dòng)輪組件的傳動(dòng)原理圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型中驅(qū)動(dòng)輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型中車(chē)體組件的各個(gè)零件示意圖；
[0019]圖5為本實(shí)用新型中機(jī)械臂組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6為本實(shí)用新型中機(jī)械臂組件各個(gè)零件間的運(yùn)動(dòng)副示意圖；
[0021]圖7為本實(shí)用新型中末端執(zhí)行器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖8為本實(shí)用新型的行駛狀態(tài)示意圖；
[0023]圖9為本實(shí)用新型的作業(yè)狀態(tài)示意圖；
[0024]圖10為本實(shí)用新型的越障狀態(tài)示意圖；
[0025]圖11為本實(shí)用新型的越障恢復(fù)狀態(tài)示意圖。
[0026]圖中:1、驅(qū)動(dòng)輪組件，2、車(chē)體組件，3、機(jī)械臂組件，4、末端執(zhí)行器組件，1-1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，1-2、錐齒輪對(duì)，1-3、軸承，1-4、主軸，1-5、主動(dòng)輪，1-6、第一減速器，1_7、第二減速器，1-8、第一齒輪對(duì)，1-9、第二齒輪對(duì)，1-10、齒輪軸，1-11、第三齒輪對(duì)，1-12、編碼器，1-13,電機(jī)箱，1-14、連接桿，1-15、擺臂，1-16、從動(dòng)輪，1-17、太陽(yáng)輪，1-18,行星輪，1_19、行星架，
1-20、齒圈，1-21、履帶，2_1、底板，2_2、上板，2_3、左板，2_4、右板，2_5、后板，2_6、前板，
3-1、機(jī)械臂舵機(jī)，3-2、支架，3-3、推力球軸承，3-4、臂座，3-5、肩關(guān)節(jié)舵機(jī)，3-6、大臂，3-7、臂關(guān)節(jié)舵機(jī)，3-8、中臂，3-9、肘關(guān)節(jié)舵機(jī)，3-10、小臂，3-11、腕關(guān)節(jié)舵機(jī)，4-1、執(zhí)行器舵機(jī)，
4-2、爪盤(pán)，4-3、第一連桿，4-4、第二連桿，4-5、手爪。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]如圖1所示，行星差動(dòng)越障式履帶機(jī)器人，包括驅(qū)動(dòng)輪組件1、車(chē)體組件2、機(jī)械臂組件3和末端執(zhí)行器組件4 ;車(chē)體組件2兩側(cè)固接有四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪組件1，機(jī)械臂組件3與車(chē)體組件2的頂部固接，機(jī)械臂組件3驅(qū)動(dòng)末端執(zhí)行器組件4。
[0029]如圖2和圖3所示，驅(qū)動(dòng)輪組件I包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-1、錐齒輪對(duì)1-2、軸承1_3、主軸1-4、主動(dòng)輪1-5、第一減速器1-6、第二減速器1-7、第一齒輪對(duì)1-8、第二齒輪對(duì)1_9、齒輪軸1-10、第三齒輪對(duì)1-11、編碼器1-12、電機(jī)箱1-13、擺臂1_15、從動(dòng)輪1_16和履帶1_21 ;第一減速器1-6包括太陽(yáng)輪1-17、行星輪1-18、行星架1-19和齒圈1_20。驅(qū)動(dòng)電機(jī)1_1安裝于電機(jī)箱1-13的電機(jī)支撐套中；主軸1-4通過(guò)軸承1-3支承在電機(jī)箱1-13內(nèi)，并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-1的輸出軸通過(guò)錐齒輪對(duì)1-2傳輸動(dòng)力；太陽(yáng)輪1-17與主軸1-4固接，行星架1-19鉸接在主軸1-4上，行星輪1-18鉸接在行星架1-19