一種輪履復(fù)合用腿行走機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輪履移動機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種輪履復(fù)合用腿行走機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]輪履復(fù)合式移動機構(gòu)將輪式移動和履帶式移動相結(jié)合，綜合利用了輪式移動方式靈活機動、工作空間小、行走速度快和工作效率高以及履帶式移動方式接地比壓小、具有良好的越障能力和很好的環(huán)境適應(yīng)性的優(yōu)點。采用復(fù)合型移動機構(gòu)既能兼顧上述單一移動機構(gòu)的優(yōu)點，又能消除單一移動機構(gòu)存在的不足，提高了機器人的環(huán)境適應(yīng)能力，也使機器人具有更好地跨越障礙的能力，使得輪履復(fù)合式移動機器人在反恐排爆、災(zāi)難救援、環(huán)保清潔、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研宄等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，因而受到國內(nèi)外科研人員的廣泛關(guān)注。
[0003]目前，關(guān)于針對特定環(huán)境下的復(fù)合型移動機構(gòu)的機器人的研宄，國內(nèi)外已有相關(guān)的研宄。例如 Y.Maeda 等的多功能機器人(Maeda Y Tsutani S, Hagihara S.Prototype ofmultifunct1nal robot vehicle.1n: Proc.0f Int.Conf.0n Advanced Robotics,1985:421-428)以及中科院沈陽自動化所研制的CUMBER(王挺，王越超，趙憶文.多機構(gòu)復(fù)合智能移動機器人的研制.機器人，2004，26(4): 289-294)，為復(fù)合型移動機構(gòu)的機器人在復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)環(huán)境下行走方面做了有益的探索，取得了一定的研宄成果，但是復(fù)合式移動機構(gòu)的機器人由于自由度多，結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜，能效轉(zhuǎn)化率低，而且對復(fù)雜路面自適應(yīng)能力差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀設(shè)計一種針對復(fù)雜路面具有較好的自適應(yīng)能力、結(jié)構(gòu)簡單和能量集中在末端的輪履復(fù)合用腿行走機構(gòu)。
[0005]一種輪履復(fù)合用腿行走機構(gòu)，包括左邊齒輪組件、中間齒輪組件、右邊齒輪組件和履帶組件，所述左邊齒輪組件的第三左邊齒輪與中間齒輪組件的第二中間齒輪相嚙合，中間齒輪組件的第一中間齒輪與右邊齒輪組件的第三右邊齒輪相嚙合，中間齒輪組件的第一齒輪通過第一松緊皮帶與履帶組件的第二齒輪平行相聯(lián)，中間齒輪組件的第三齒輪通過第二松緊皮帶與履帶組件的第四齒輪平行相聯(lián)；所述第一松緊皮帶和第一松緊齒輪構(gòu)成松緊傳動裝置，把動力傳遞給第二齒輪；所述第二松緊皮帶和第二松緊齒輪構(gòu)成松緊傳動裝置，把動力傳遞給第四齒輪；所述中間齒輪組件與履帶組件之間還連有上臂關(guān)節(jié)上支架和上臂關(guān)節(jié)下支架。
[0006]所述左邊齒輪組件，包括左邊馬達安裝在左邊固定架上，左邊固定架安裝在底板上，左邊馬盤安裝在左邊馬盤座上，第一左邊齒輪同中心地安裝在左邊馬盤的軸上，第二左邊齒輪通過左邊皮帶和第一左邊齒輪平行相聯(lián)，第三左邊齒輪和第二左邊齒輪通過同一個圓頭平鍵與左邊馬達的軸同中心地相聯(lián)并實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動。
[0007]所述右邊齒輪組件，包括右邊馬達安裝在右邊固定架上，右邊固定架安裝在底板上，右邊馬盤安裝在右邊馬盤座上，第一右邊齒輪同中心地安裝在右邊馬盤的軸上，第一右邊齒輪通過右邊皮帶和第二右邊齒輪平行相聯(lián)，第三右邊齒輪和第二右邊齒輪通過同一個圓頭平鍵與右邊馬達的軸同中心地相聯(lián)并實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動。
[0008]所述中間齒輪組件，包括中間馬達安裝在中間固定架上，中間固定架安裝在底板上，聯(lián)軸器的上端通過圓頭平鍵與中間馬達的軸同中心地相聯(lián)，聯(lián)軸器的下端通過圓頭平鍵與內(nèi)軸的上端同中心地相聯(lián)，內(nèi)軸的下端通過圓頭平鍵和第三齒輪同中心地相聯(lián)并帶動第三齒輪同步轉(zhuǎn)動；所述內(nèi)軸外部套設(shè)有中間空心軸，中間空心軸的上端和第二中間齒輪通過螺釘和圓柱銷相聯(lián)并同步轉(zhuǎn)動，中間空心軸的下端和第一齒輪通過螺釘和圓柱銷相聯(lián)并同步轉(zhuǎn)動，中間空心軸外部還套設(shè)有固定架和外層空心軸；第一中間齒輪、上臂關(guān)節(jié)上支架左端以及外層空心軸的上端通過螺釘和圓柱銷同中心地相聯(lián)；外層空心軸的下端和上臂關(guān)節(jié)下支架的左端通過螺釘和圓柱銷同中心地相聯(lián)，外層空心軸、上臂關(guān)節(jié)上支架和上臂關(guān)節(jié)下支架構(gòu)成上臂關(guān)節(jié)，右邊馬達驅(qū)動上臂關(guān)節(jié)繞著中間空心軸轉(zhuǎn)動。
[0009]所述履帶組件，包括履帶關(guān)節(jié)上蓋板、履帶關(guān)節(jié)下蓋板、長軸、短軸、大滾輪、小滾輪、履帶、第二齒輪和第四齒輪，所述履帶關(guān)節(jié)上蓋板和履帶關(guān)節(jié)下蓋板通過連接架相連，履帶關(guān)節(jié)上蓋板和履帶關(guān)節(jié)下蓋板的大端設(shè)有大滾輪，長軸一端與履帶關(guān)節(jié)上蓋板相連，另一端穿過大滾輪與履帶關(guān)節(jié)下蓋板相連；履帶關(guān)節(jié)上蓋板和履帶關(guān)節(jié)下蓋板的小端設(shè)有小滾輪，短軸一端與履帶關(guān)節(jié)上蓋板相連，另一端穿過小滾輪與履帶關(guān)節(jié)下蓋板相連；第四齒輪通過位于長軸下端的圓頭平鍵槽中的圓頭平鍵和長軸的下端同中心地相聯(lián)，第二齒輪和履帶關(guān)節(jié)下蓋板的大端上的T形空心圓柱體通過螺釘和圓柱銷相聯(lián)，第二齒輪驅(qū)動履帶關(guān)節(jié)繞著長軸轉(zhuǎn)動；大滾輪通過履帶帶動小滾輪轉(zhuǎn)動。
[0010]中間空心軸內(nèi)表面的下端和內(nèi)軸下端第二段軸的外表面之間通過第一深溝球軸承相聯(lián)，中間空心軸內(nèi)表面的上端和內(nèi)軸上端第二段軸的外表面之間通過第二深溝球軸承相聯(lián)；中間空心軸上端空心圓柱體的外表面的下端和固定架內(nèi)表面的下端之間通過第三深溝球軸承相聯(lián)，中間空心軸上端空心圓柱體的外表面的上端和固定架內(nèi)表面的上端之間通過第四深溝球軸承相聯(lián)；中間空心軸下端空心圓柱體的外表面的下端和外層空心軸內(nèi)表面的下端之間通過第五深溝球軸承相聯(lián)，中間空心軸下端空心圓柱體的外表面的上端和外層空心軸內(nèi)表面的上端之間通過第六深溝球軸承相聯(lián)。
[0011 ] 第一深溝球軸承內(nèi)圈的上端面緊貼著內(nèi)軸下端的第二軸肩，第一深溝球軸承內(nèi)圈的下端面緊貼著位于內(nèi)軸下端的第四軸用彈性擋圈槽中的軸用彈性擋圈；第一深溝球軸承外圈的上端面緊貼著中間空心軸內(nèi)表面下端的凹槽面，第一深溝球軸承外圈的下端面緊貼著第一齒輪上的環(huán)形凹槽的凹槽面。
[0012]第二深溝球軸承內(nèi)圈的上端面緊貼著位于內(nèi)軸上端的第五軸用彈性擋圈槽中的軸用彈性擋圈，第二深溝球軸承內(nèi)圈的下端面緊貼著內(nèi)軸上端的第二軸肩；第二深溝球軸承外圈的上端面緊貼著位于中間空心軸內(nèi)表面上端的第三軸用彈性擋圈槽中的軸用彈性擋圈，第二深溝球軸承外圈的下端面緊貼著中間空心軸內(nèi)表面上端的凹槽面。
[0013]第三深溝球軸承內(nèi)圈的下端面緊貼著中間空心軸上的圓柱體凸臺的上端面，第三深溝球軸承外圈的上端面緊貼著固定架內(nèi)表面下端的凹槽面。
[0014]第四深溝球軸承內(nèi)圈的上端面緊貼著位于中間空心軸外表面上端中的第二軸用彈性擋圈槽中的軸用彈性擋圈，第四深溝球軸承外圈的下端面緊貼著固定架內(nèi)表面上端的凹槽面。
[0015]第五深溝球軸承內(nèi)圈的下端面緊貼著位于中間空心軸外表面上下端的第一軸用彈性擋圈槽中的軸用彈性擋圈；第五深溝球軸承外圈的上端面緊貼著外層空心軸內(nèi)表面下端的凹槽面，第五深溝球軸承外圈的下端面緊貼著第一環(huán)形擋圈的上端面。
[0016]第六深溝球軸承內(nèi)圈的上端面緊貼著中間空心軸上的圓柱體凸臺的下端面；第六深溝球軸承外圈的上端面緊貼著第二環(huán)形擋圈的下端面，第六深溝球軸承外圈的下端面緊貼著外層空心軸內(nèi)表面上端的凹槽面。
[0017]長軸下端的第二段軸的外表面和履帶關(guān)節(jié)下蓋板上的T形空心圓柱體的內(nèi)表面之間通過第七深溝球軸承相聯(lián)，第七深溝球軸承內(nèi)圈的上端面緊貼著長軸下端的第二個軸肩，第七深溝球軸承外圈的下端面緊貼著位于履帶關(guān)節(jié)下蓋板上的T形空心圓柱體的內(nèi)表面中的第六軸用彈性擋圈槽中的軸用彈性擋圈；長軸上端的第一段軸的外表面和履帶關(guān)節(jié)上蓋板之間通過第八深溝球軸承相聯(lián)，第八深溝球軸承內(nèi)圈的下端面緊貼著長軸上端的軸肩，第八深溝球軸承外圈的上端面緊貼著位于履帶關(guān)節(jié)上蓋板中的軸用彈性擋圈槽中的軸用彈性擋圈。
[0018]上臂關(guān)節(jié)下支架的右端和履帶關(guān)節(jié)下蓋板上的T形空心圓柱體的外表面之間通過第九深溝球軸承相聯(lián)，第九深溝球軸承外圈的下端面緊貼著上臂關(guān)節(jié)下支架上的沉孔的臺階面，第九深溝球軸承內(nèi)圈的上端面緊貼著履帶關(guān)節(jié)下蓋板上的T形空心圓柱體外表面上的臺階面；上臂關(guān)節(jié)上支架的右端和履帶關(guān)節(jié)上蓋板上的T形空心圓柱體的外表面之間通過第十深溝球軸承相聯(lián)，第十深溝球軸承外圈的上端面緊貼著上臂關(guān)節(jié)上支架上的沉孔的臺階面，第十深溝球軸承內(nèi)圈的下端面緊貼著履帶關(guān)節(jié)上蓋板右端上的T形空心圓柱體外表面上的臺階面。
[0019]所述大滾輪為由連接筋把內(nèi)外圈兩個空心圓柱體連接起來的滾輪，大滾輪的外表面為類齒輪狀；大滾輪的內(nèi)圈空心圓柱體的內(nèi)表面上開有一個與大滾輪等厚度的鍵槽，在連接筋上對稱地開有六個相同的圓通孔。
[0020]所述小滾輪內(nèi)表面的上端和短軸外表面的上端通過第十一深溝球軸承相聯(lián)，第十一深溝球軸承內(nèi)圈的上端面緊貼著位于短軸外表面上端的軸用彈性擋圈槽中的軸用彈性擋圈，第十一深溝球軸承內(nèi)圈的下端面緊貼著短軸外表面上端的軸肩，第十一深溝球軸承外圈的下端面緊貼著小滾輪內(nèi)表面上端的凹槽面；小滾輪內(nèi)表面的下端和短軸外表面的下端通過第十二深溝球軸承相聯(lián)，第十二深溝球軸承外圈的上端面緊貼著小滾輪內(nèi)表面下端的凹槽面，第十二深溝球軸承內(nèi)圈的上端面緊貼著短軸外表面下端的軸肩，第十二深溝球軸承內(nèi)圈的下端面緊貼著位于短軸外表面下端的軸用彈性擋圈槽中的軸用彈性擋圈。
[0021]所述長軸為由四個長度各不相同的圓柱體組成的階梯軸，從左端起第二個圓柱體和第四個圓柱體的直徑相同。
[0022]本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有如下積極效果:
I)本發(fā)明既能以輪式運動模式在平坦硬質(zhì)路面上運動，也能以履帶式運動模式在松軟、陡峭和崎嶇的復(fù)雜地形上行走，輪履復(fù)合用腿行走機構(gòu)能夠以合理的運動模式在不同復(fù)雜地況中高效快速地行走。
[0023]2)本發(fā)明還能以履腿復(fù)合模式在有障礙物、臺階等復(fù)雜路況上運動，既克服了單純腿式機構(gòu)結(jié)構(gòu)和控制的復(fù)雜性，又增大了與地面的接觸面積，提高了越障性能，機動靈活，對復(fù)雜地形適應(yīng)性好。
[0024]3)本發(fā)明在復(fù)雜路面上行走時，輪履復(fù)合用腿行走機構(gòu)能夠?qū)崟r地根據(jù)地形的變化而通過自身機構(gòu)的調(diào)整實現(xiàn)履腿式運動、輪式-履帶式互換，需要三個相互獨立的液壓馬達來控制，