一種履帶擺臂式越障機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機器人裝置領域，具體涉及一種履帶擺臂式越障機器人。
【背景技術】
[0002]履帶擺臂式越障機器人是一種能夠移動并翻越障礙的設備，是野外環境偵查、巡視、掃雷排險和惡劣危險環境中探測等情況下工作的重要自動化裝備之一，由于該種類型的機器人越障能力和適應室外復雜地形的能力強，在凹凸不平和有障礙物的路面環境中通過性好，所以其應用領域也越來越廣。目前現有的越障機器人產品存在以下缺陷:(1)機器人雖然結構簡單，但是傳輸扭矩不夠大，在翻越障礙時動力不足，這將大大減弱其越障能力；(2)雖然有些機器人運動靈活，但是其需要控制的電機數目較多，從而導致機器人控制系統復雜，功耗增大，機械可靠性低，平均無故障時間短，這在某種程度上為其推廣應用帶來困難；(3)還有一些機器人產品，雖然越障方式新穎，但是其在越障過程中操作繁瑣復雜，越障效率低，在一些需要快速通過障礙物的場合無法應用。
【發明內容】
[0003]為了解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種履帶擺臂式越障機器人，為滿足野外復雜地形偵查、巡視和危險環境探測等工作需要提供裝備，創新設計了機器人內部傳動結構，基于該傳動結構的機器人不僅能夠靈活移動還具有傳輸扭矩大、控制系統簡單、機械可靠性和越障效率高等優點，具有良好的應用前景，值得推廣。
[0004]為解決上述問題，本發明具體采用以下技術方案:
一種履帶擺臂式越障機器人，其特征在于，包括車體，所述車體的兩側分別設有一組運動系統，每組運動系統包括兩個履帶擺臂裝置，分別設于車體一側的兩端，所述履帶擺臂裝置包括擺臂以及設于擺臂上的履帶，所述車體內設有同時控制兩組運動系統中擺臂轉動的第一傳動機構以及控制一側運動系統中履帶轉動的第二傳動機構，所述第一傳動機構設于車體的中部，所述第二傳動機構設為兩組，分別設置于第一傳動機構的兩側。
[0005]前述的一種履帶擺臂式越障機器人，其特征在于，所述第一傳動機構包括第一電機以及由第一電機驅動的第一主動輪，所述第一主動輪的兩側分別依次嚙合于第一從動輪、第二從動輪，所述第二從動輪的轉動軸的兩端分別連接擺臂。
[0006]前述的一種履帶擺臂式越障機器人，其特征在于，所述第二從動輪的轉動軸的兩端分別通過電磁離合器與擺臂相連接。
[0007]前述的一種履帶擺臂式越障機器人，其特征在于，對稱設置于第一傳動機構兩側的第二傳動機構包括第二電機以及由第二電機驅動的第二主動輪，所述第二主動輪的兩側分別與第三從動輪相嚙合，所述第三從動輪與第四從動輪同軸連接，即第三從動輪與第四從動輪共用一個轉動軸或者二者的轉動軸相連接，則第三從動輪與第四從動輪平行，所述第四從動輪嚙合于第五從動輪，所述第五從動輪帶動履帶轉動。
[0008]前述的一種履帶擺臂式越障機器人，其特征在于，所述第五從動輪的中部貫穿有套筒，所述套筒的一端連接于帶動履帶轉動的大履帶輪，所述大履帶輪的一側設有隨大履帶輪轉動的小履帶輪，所述履帶圍設在大履帶輪、小履帶輪的外側。因此，其實，第一主動輪、第二主動輪兩側從動輪的分布均是對稱設置的，亦即說明，第一傳動機構、第二傳動機構本身就為對稱結構。
[0009]前述的一種履帶擺臂式越障機器人，其特征在于，第二從動輪的轉動軸的兩端分別穿過套筒與擺臂相連接。
[0010]前述的一種履帶擺臂式越障機器人，其特征在于，第一電機與第一主動輪、第二電機與第二主動輪之間均設有蝸桿減速器。
[0011]前述的一種履帶擺臂式越障機器人，其特征在于，所述第一電機為小型步進電機，所述第一電機到擺臂的總減速比為80。
[0012]前述的一種履帶擺臂式越障機器人，其特征在于，所述第二電機為小型直流電機，所述第二電機到履帶的總減速比為56。
[0013]本發明的有益效果:本發明提供的一種履帶擺臂式越障機器人，與輪式機器人相比，履帶具有與地面接觸面積大、傳動平穩的特點，這將增大其在凸凹不平的路面上的通過能力。當遇到臺階、路面凸起等障礙時，機器人借助擺臂支撐車體，在此同時機器人履帶仍然可以轉動，從而使機器人越過障礙。當機器人爬坡時，電機輸出動力經過蝸桿減速器減速后，又經過兩級齒輪傳動，最終將動力傳遞致履帶，這將大大增加輸出扭矩，這有助于機器人的越障和爬坡運動。由于蝸桿機構具有反向自鎖的功能，所以當機器人爬坡時或者擺臂處于車體上方，電機停止轉動時，不會因為重力的作用而使機器人和擺臂自由落下，這將使控制變的相對簡單。與現有越障機器人相比，在使用同類電機的情況下，該履帶擺臂式越障機器人能輸出更大扭矩，結構緊湊，運動更靈活，越長能力更強，控制系統相對簡單，通用性強，能滿足不同種類作業對設備的要求，具有良好的應用前景，值得推廣。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的一種履帶擺臂式越障機器人的結構示意圖；
圖2為內部傳動機構結構示意圖；
圖3為車體與履帶擺臂裝置連接結構示意圖；
圖4為該履帶擺臂式越障機器人越障示意圖，其中圖4 Ca)表示該機器人遇到障礙提前將兩個前擺臂抬起，圖4 (b)表示該機器人的前擺臂與障礙物接觸，圖4 (c)表示利用擺臂將車身抬起，圖4 (d)表示該機器人將兩個后擺臂旋轉至形成攻角，圖4 (e)表示后擺臂與障礙物接觸，圖4 (f)表示該機器人翻越障礙。
[0015]附圖標記含義如下:
1:車體；2:履帶擺臂裝置；21:擺臂；22:履帶；3:第一傳動機構；31:第一電機；32:第一主動輪；33:第一從動輪；34:第二從動輪；35:轉動軸；4:第二傳動機構；41:第二電機；
42:第二主動輪；43:第三從動輪；44:第四從動輪；45:第五從動輪；5:電磁離合器；6:套筒；7:大履帶輪；8:小履帶輪；9:蝸桿減速器。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明作進一步描述。
[0017]如圖1和圖2所示，一種履帶擺臂式越障機器人，包括車體1，車體I即為該機器人車體，車體I用于存放電源和該機器人的控制系統，還可以作為機械手臂或其他裝備的底座支撐，所述車體I的兩側分別設有一組運動系統，通過車體I兩側的運動系統相互配合運動，實現該機器人的移動，每組運動系統包括兩個履帶擺臂裝置2，分別設于車體I 一側的兩端，所述履帶擺臂裝置2包括擺臂21以及設于擺臂21上的履帶22，擺臂21和履帶22的運動是分開的，所述車體I內設有同時控制兩組運動系統中擺臂21轉動的第一傳動機構3以及控制一側運動系統中履帶22轉動的第二傳動機構4，所述第一傳動機構3設于車體I的中部，所述第二傳動機構4設為兩組，分別設置于第一傳動機構3的兩側，因此，第一傳動機構3同時控制所有的四個擺臂21的轉動，而每一側的第二傳動機構4分別控制相對應的兩個履帶22的轉動，即實現了履帶22轉動與擺臂21轉動為兩個相互獨立的運動。
[0018]詳細的，所述第一傳動機構3包括第一電機31以及由第一電機31驅動的第一主動輪32，所述第一主動輪32的兩側分別依次嚙合于第一從動輪33、第二從動輪34，所述第二從動輪34的轉動軸35的兩端分別通過電磁離合器5與擺臂21相連接。第一電機31提供動力，驅動第一主動輪32轉動，從而帶動第一從動輪33、第二從動輪34轉動，在第二從動輪34的轉動軸35與擺臂21之間均設置了電磁離合器5，即一個擺臂21對應一個電磁離合器5，每個擺臂21單獨由一個電磁離合器5控制，通過車體I內的控制系統控制電磁離合器5的開關，從而控制每個擺臂21的獨立運動，實現不同擺臂21的轉動。
[0019]詳細的，對稱設置于第一傳動機構3兩側的第二傳動機構4包括第二電機41以及由第二電機41驅動的第二主動輪42，第二傳動機構4設為兩個，其對稱分布在第一傳動機構3的兩側，即對稱分布于車體I內部，每個第二傳動機構4控制一組運動系統內的兩個履帶擺臂裝置2