專利名稱：適應(yīng)復(fù)雜地形機(jī)器人移動(dòng)載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
目前能在復(fù)雜地形上行駛的機(jī)器人移動(dòng)載體，也可稱之為移動(dòng)式機(jī)器人。它通過人的遠(yuǎn)距離控制，與安裝在它上面的機(jī)械手或其它設(shè)備相配合，可以在危險(xiǎn)、惡劣、有害的場(chǎng)所代替人作一些諸如觀察、檢查、搬運(yùn)、裝卸、操作及作業(yè)處理等工作，可以廣泛用于核工業(yè)、化工、鐵路、廠礦等場(chǎng)所。
由于以上部門的作業(yè)場(chǎng)所和地形都比較復(fù)雜，因此對(duì)機(jī)器人的行駛能力提出了很高的要求，如要能上下樓梯，過障礙、跨壕溝、轉(zhuǎn)彎半徑小等等。美國(guó)REMOTECWC公司生產(chǎn)的ANDROS－MARK機(jī)器人(美國(guó)專利4，932，831)基本上解決了以上問題。它的移動(dòng)載體是六條履帶結(jié)構(gòu)。中間左右兩條履帶是主驅(qū)動(dòng)履帶，分別由兩個(gè)電機(jī)和兩組減速器驅(qū)動(dòng)，可以前進(jìn)、后退，也可以利用左右兩邊履帶轉(zhuǎn)動(dòng)的速度差實(shí)行左右轉(zhuǎn)彎或原地自轉(zhuǎn)。其基本功能與普通坦克車的兩條履帶相同。另外，它在載體的前后還各有兩條付履帶。這前后兩對(duì)付履帶分別通過兩個(gè)電機(jī)和兩組減速器，可以在±90°范圍內(nèi)上下擺動(dòng)成任意角度，以適合上下樓梯、過障礙等復(fù)雜地形行駛的需要，它較好的解決了復(fù)雜地形的行駛問題。
但是，在實(shí)行使用中還存在兩個(gè)不足的問題首先，該類機(jī)器人大部分時(shí)間是在正常地面上行駛，而像上下樓梯、過障礙等極復(fù)雜地形工作機(jī)會(huì)較少，而在正常地面上行駛，履帶式結(jié)構(gòu)比輪式結(jié)構(gòu)行駛效率低得多，而且由于履帶上齒形間隙等影響，在平地上行駛也會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，行駛速度越高，振動(dòng)越大。其次，履帶結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)彎時(shí)，履帶與地面要產(chǎn)生較大的相對(duì)滑動(dòng)，特別在原地轉(zhuǎn)彎時(shí)，相對(duì)滑動(dòng)更大，由于履帶與地面接觸面積很大，即使在一般的平地上，摩擦力也很大，因此需要較大的驅(qū)動(dòng)功率。而在比較毛糙的水泥地上、石子或沙地上，凹凸不平的其它地面上等場(chǎng)合，其轉(zhuǎn)彎時(shí)就更困難，常常會(huì)出現(xiàn)履帶脫落現(xiàn)象，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生電機(jī)因長(zhǎng)時(shí)間堵轉(zhuǎn)而燒壞或履帶撕裂等嚴(yán)重問題發(fā)生。
為了解決以上之不足，本實(shí)用新型提供了一種簡(jiǎn)單四履帶一輪式機(jī)器人移動(dòng)載體，利用履帶與行輪相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，有效的實(shí)現(xiàn)了既保持了上下臺(tái)階，過障礙等復(fù)雜地形上的行駛能力又克服了其在普通平地上行駛效率不高、振動(dòng)以及在毛糙地面上轉(zhuǎn)彎困難和履帶易脫落等缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是這樣實(shí)現(xiàn)的本裝置采用簡(jiǎn)單四履帶一輪式結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單四履帶是相對(duì)四條履帶可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，獨(dú)立擺動(dòng)，甚至可以獨(dú)立扭轉(zhuǎn)的復(fù)雜四履帶結(jié)構(gòu)而言的，主要是為了減少車體重量、體積、成本以及控制的復(fù)雜性。詳細(xì)結(jié)構(gòu)是機(jī)器人載體中間裝有兩個(gè)互相平行方向相對(duì)的電機(jī)，兩電機(jī)之輸出端各與行星減速器相接，減速器通過蝸輪、蝸桿與主動(dòng)軸連接，該軸以軸承支撐，兩電機(jī)之減速器同時(shí)通過各自的鏈輪與兩側(cè)的履帶支架連接，支架在±90°范圍內(nèi)可上下擺動(dòng)，減速器連接的兩主動(dòng)軸外部各裝有一個(gè)主帶輪，分別連接左右兩個(gè)鏈條、鏈輪組，在鏈輪組外面套有四條履帶，在四條履帶主帶輪上分別各加裝了一個(gè)行輪。其此種結(jié)構(gòu)使前后四條履帶既起主驅(qū)動(dòng)作用，又起上下擺動(dòng)以適應(yīng)復(fù)雜地形行駛需要的功能，四個(gè)行輪使運(yùn)動(dòng)載體在普通平地上發(fā)揮輪式結(jié)構(gòu)移動(dòng)的功能。
本實(shí)用新型之優(yōu)點(diǎn)1.普通平地上行駛效率高、平穩(wěn)。
2.毛糙等地面上轉(zhuǎn)彎時(shí)不會(huì)產(chǎn)生困難，更不會(huì)履帶脫落。
3.復(fù)雜地形上仍發(fā)揮履帶結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)。
4.四個(gè)輪子可以方便拆卸和更換，去掉四個(gè)輪子后的簡(jiǎn)單四履帶結(jié)構(gòu)仍保持六履帶功能，且轉(zhuǎn)彎時(shí)比六履帶結(jié)構(gòu)方便得多。
本實(shí)用新型的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，工作原理由下實(shí)施例及附圖給出。


圖1為適應(yīng)復(fù)雜地形機(jī)器人移動(dòng)載體結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為適應(yīng)復(fù)雜地形機(jī)器人移動(dòng)載體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
其結(jié)構(gòu)由
圖1所示1)電機(jī)5，連接行星減速器6，11為蝸輪，7為蝸桿，帶動(dòng)軸19旋轉(zhuǎn)。該軸以軸承18為支撐，帶動(dòng)前部?jī)蓚€(gè)履帶的支架12，15在±90°范圍內(nèi)上下擺動(dòng)，以適應(yīng)復(fù)雜地形上行駛的需要。
2)電機(jī)23通過行星減速器24，蝸輪27，蝸桿25，帶動(dòng)軸26旋轉(zhuǎn)，該軸以軸承30為支撐，帶動(dòng)后部?jī)蓚€(gè)履帶的支架31、34在±90°范圍內(nèi)上下擺動(dòng)，以適應(yīng)復(fù)雜地形上行駛的需要。
3)電機(jī)3，通過行星減速器4，鏈輪38，10，33，鏈條37，同時(shí)驅(qū)動(dòng)左面兩條履帶的主帶輪2，9，使安裝在主帶輪上的履帶13，35循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)載體移動(dòng)。
4)電機(jī)21，通過行星減速器22和鏈輪36、16，鏈條37、39，同時(shí)驅(qū)動(dòng)右面兩條履帶的主帶輪17、28，使安裝在主帶輪上的履帶14，32循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)載體移動(dòng)。
5)四個(gè)行輪1、8、20、29，分別用螺栓固定在四個(gè)主帶輪的外側(cè)上，可分別隨各個(gè)主帶輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)。由于四個(gè)輪子的半徑均大于主帶輪上履帶的旋轉(zhuǎn)半徑，所以在一般平地上，只要前后四條履帶保持水平或上擺，該移動(dòng)載體就成了四輪式結(jié)構(gòu)小車。在不平或復(fù)雜地形上，只要適當(dāng)選擇前后履帶的擺動(dòng)角度，該載體就成了簡(jiǎn)單四履帶結(jié)構(gòu)小車。
權(quán)利要求1.一種含有履帶結(jié)構(gòu)的機(jī)器人移動(dòng)載體，其特征在于該裝置采用簡(jiǎn)單四履帶一輪式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)是機(jī)器人載體中間裝有兩個(gè)互相平行方向相對(duì)的電機(jī)(1)和(3)，兩電機(jī)(1)(3)輸出端各與行星減速器(4)(22)相接，減速器(4)(22)通過蝸輪(11)(27)、蝸桿(7)(25)與主動(dòng)軸(19)(26)連接，減速器(4)(22)同時(shí)通過各自的鏈輪(16)(33)與兩側(cè)的履帶支架(12)(15)(31)(34)連接，兩主動(dòng)軸(19)(26)外面各裝有一個(gè)主帶輪(2)(9)(17)(28)，外面套有4條履帶(13)(14)(32)(35)，在每個(gè)主帶輪(2)(9)(17)(28)上各加裝一個(gè)行輪(1)(29)(8)(20)。
2.按權(quán)利要求1所述之機(jī)器人移動(dòng)載體，其特征在于減速器(4)(22)連接的兩主動(dòng)軸外部各裝有一個(gè)主帶輪(2)(9)(17)(18)分別連接左右兩個(gè)鏈條(37)(39)和鏈輪組(36)(38)。
3.按權(quán)利要求1所述之機(jī)器人移動(dòng)載體，其特征在于減速器連接的履帶支架(12)(15)(31)(34)在±90°范圍內(nèi)可上下擺動(dòng)。
專利摘要本裝置為一種能適應(yīng)復(fù)雜地形的機(jī)器人移動(dòng)載體，其結(jié)構(gòu)是將原履帶結(jié)構(gòu)改進(jìn)為簡(jiǎn)單履帶一輪式結(jié)構(gòu)，通過載體中間兩電機(jī)、行星減速器連接主軸及主帶輪，帶動(dòng)履帶支架，在主帶輪外面加有四個(gè)行輪，由于鏈條、鏈輪作用，使前后四個(gè)履帶起主驅(qū)動(dòng)作用，又起上下擺動(dòng)以適應(yīng)復(fù)雜地形行駛需要，主帶輪外加有行輪，使運(yùn)動(dòng)載體在普通平地上發(fā)揮輪式結(jié)構(gòu)的功能。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合在各種場(chǎng)合使用。
文檔編號(hào)B25J5/00GK2186639SQ9322850
公開日1995年1月4日 申請(qǐng)日期1993年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月18日
發(fā)明者楊汝清, 肖天富, 張選琪 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所