CN109094670A - 一种摆臂式轮履复合移动平台 - Google Patents

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Abstract

一种摆臂式轮履复合移动平台，它涉及机器人技术领域，以解决目前移动机器人平台不能适应各种路况的问题。本发明包括车体、两个行走组件、两个前行走发泡轮、两个后行走发泡轮和四个摆臂组件；两个行走组件对称设置在车体的两侧，每个行走组件上设有两个前行走发泡轮和两个后行走发泡轮，其中两个摆臂组件对称设置在车体前部的两侧,另外两个摆臂组件对称设置在车体后部的两侧，其中两个摆臂组件能绕着前行走发泡轮的轮心摆动，另外两个摆臂组件能绕着后行走发泡轮的轮心摆动。本发明适用于机器人的行走。

Description

一种摆臂式轮履复合移动平台
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种移动平台。
背景技术
在特殊环境作业中，越来越多的用到了特种机器人。因为特种机器人具有精度高，稳定性好，灵活性高，越野能力强，协调性好的优点。提高了应用范围：能灵活自如的避障、越障，适应复杂多变的环境。
在移动机器人移动平台领域中，特种机器人需要的移动平台，通常有几种传动方式：一种履带式方式、一种是轮式方式、履腿复合方式。基于以上情况当遇到特殊环境时就受到了限制如各种路况及复杂多变的环境，需要移动平台在移动当中能缓冲减震作用，目前特种机器人还不能很好的适应各种路况，如越障、地面高低不平、一定宽度的沟壑及复杂多变的环境。
发明内容
本发明为了解决目前移动机器人平台不能适应各种路况的问题，而提供一种摆臂式轮履复合移动平台。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
它包括车体、两个行走组件、两个前行走发泡轮、两个后行走发泡轮和四个摆臂组件；
两个行走组件对称设置在车体的两侧，每个行走组件上设有两个前行走发泡轮和两个后行走发泡轮，其中两个摆臂组件对称设置在车体前部的两侧,另外两个摆臂组件对称设置在车体后部的两侧，其中两个摆臂组件能绕着前行走发泡轮的轮心摆动，另外两个摆臂组件能绕着后行走发泡轮的轮心摆动。
进一步地，每个所述行走组件包括行走电机、减速机、履带、行走电机安装座、主动轮、从动轮、张紧装置和多个承重轮；
行走电机固定在行走电机安装座上，行走电机安装座固定在所述车体上，行走电机的输出轴与减速机的输入端连接，每个所述后行走发泡轮和主动轮分别与减速机的输出端连接，每个所述前行走发泡轮设置在前摆臂组件上并能转动，从动轮与每个所述前行走发泡轮连接，主动轮和从动轮通过履带包覆，所述车体两侧分别设置有数量相等的多个承重轮，履带将主动轮、从动轮和多个承重轮覆，履带通过张紧装置张紧。
进一步地，所述张紧装置包括张紧轮、第一压缩弹簧、张紧轴、张紧壳体、上盖板、下盖板；
张紧轮设置在张紧轴上并能转动，张紧轴上加工有一段方轴，张紧壳体上加工有与方轴配合的滑槽，方轴设置在滑槽内并能上下移动，上盖板和下盖板分别固定在张紧壳体的滑槽的两端，上盖板加工有螺纹孔，螺纹孔内设置有顶丝，顶丝顶在张紧轴上，第一压缩弹簧的两端分别顶在下盖板和张紧轴上，张紧壳体固定在车体上，张紧轮与所述履带的外表面紧贴。
进一步地，每个所述摆臂组件分别包括摆臂、轮架、第一摆臂支撑轮、第二摆臂支撑轮、摆臂轮、摆臂履带和阻尼调节机构；
第一摆臂支撑轮和第二摆臂支撑轮分别设置在轮架上并能转动，摆臂轮通过轴承安装在摆臂上，摆臂和轮架通过阻尼调节机构连接并能使摆臂履带张紧，第一摆臂支撑轮、第二摆臂支撑轮和摆臂轮三者通过摆臂履带包覆，位于所述车体前部的每个摆臂轮与前行走发泡轮连接，位于所述车体后部的每个摆臂轮与后行走发泡轮连接，位于所述车体前部的每个摆臂通过第一驱动组件驱动，位于所述车体后部的每个摆臂通过第二驱动组件驱动。
进一步地，所述阻尼调节机构包括调节螺杆、压缩弹簧和压板；
所述轮架上加工有螺纹孔，螺纹孔内设置有调节螺杆，所述前摆臂上加工有槽口，所述轮架滑动设置在槽口内，压缩弹簧设置在槽口内，压缩弹簧的两端分别顶在调节螺杆和所述前摆臂上，压板固定在槽口的位置。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
一、本发明设置四个摆臂组件配合行走组件，适应不同坡度的路面，根据不同的路面调整摆臂组件的摆角，使本发明能够在不同环境能够灵活自如的行驶，当路面较为平坦时，两个前行走发泡轮和两个后行走发泡轮在行走组件的驱动下行走，当路面崎岖或者有沟壑时，摆臂摆动一定角度使摆臂支起，使行走发泡轮脱离地面，此时四个摆臂上摆臂履带与地面接触行走。
二、本发明设置张紧机构，使张紧轮压紧履带使履带保持一定的张紧力，使履带在不同工况路面行驶时，保证履带不脱落。
三、本发明摆臂组件上设置有阻尼调节机构，在不同路面行驶过程中使前摆臂和轮架发生相对滑动，阻尼调节机构上的压缩弹簧压缩，在颠簸路面起到缓冲的作用。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是发明的侧视图；
图3是图1的A-A剖视图；
图4是行走组件2的示意图。
图5是张紧装置2-8的示意图；
图6是张紧壳体2-8-4的俯视图；
图7是摆臂组件3的主视图；
图8是图7的B-B剖视图；
图9是图3的I处局部放大视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图3来说明本实施方式，本实施方式它包括车体1、两个行走组件2、两个前行走发泡轮5、两个后行走发泡轮6和四个摆臂组件3；
两个行走组件2对称设置在车体1的两侧，每个行走组件2上设有两个前行走发泡轮5和两个后行走发泡轮6，其中两个摆臂组件3对称设置在车体1前部的两侧,另外两个摆臂组件3对称设置在车体1后部的两侧，其中两个摆臂组件3能绕着前行走发泡轮5的轮心摆动，另外两个摆臂组件3能绕着后行走发泡轮6的轮心摆动。
具体实施方式二：结合图1和图4来说明本实施方式，本实施方式每个所述行走组件2包括行走电机2-1、减速机2-2、履带2-3、行走电机安装座2-4、主动轮2-5、从动轮2-6、张紧装置2-8和多个承重轮2-7；
行走电机2-1固定在行走电机安装座2-4上，行走电机安装座2-4固定在所述车体1上，行走电机2-1的输出轴与减速机2-2的输入端连接，每个所述后行走发泡轮6和主动轮2-5分别与减速机2-2的输出端连接，每个所述前行走发泡轮5设置在前摆臂组件3上并能转动，从动轮2-6与每个所述前行走发泡轮5连接，主动轮2-5和从动轮2-6通过履带2-3包覆，所述车体两侧分别设置有数量相等的多个承重轮2-7，履带2-3将主动轮2-5、从动轮2-6和多个承重轮2-7包覆，履带2-3通过张紧装置2-8张紧。
两个前行走发泡轮5和两个后行走发泡轮6与地面接触，履带2-3距离地面有一定距离，如此设置，使两个前行走发泡轮5和两个后行走发泡轮6在行走电机2-1和减速机2-2的驱动下在较为平坦的地面行走。
减速机2-2为谐波减速机。
其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图5和图6来说明本实施方式，本实施方式所述张紧装置2-8包括张紧轮2-8-1、第一压缩弹簧2-8-2、张紧轴2-8-3、张紧壳体2-8-4、上盖板2-8-5 和下盖板2-8-6；
张紧轮2-8-1通过轴承套装在张紧轴2-8-3上，张紧轴2-8-3上加工有一段方轴，张紧壳体2-8-4上加工有与方轴配合的滑槽2-8-4-1，方轴设置在滑槽2-8-4-1内并能上下移动，上盖板2-8-5和下盖板2-8-6分别固定在张紧壳体2-8-4的滑槽2-8-4-1的两端，上盖板2-8-5加工有螺纹孔，螺纹孔内设置有顶丝2-8-7，顶丝2-8-7顶在张紧轴2-8-3上，第一压缩弹簧2-8-2的两端分别顶在下盖板2-8-6和张紧轴2-8-3上，下盖板2-8-6固定在所述车体1上，张紧轮2-8-1与所述履带2-3的外表面紧贴。
顶丝2-8-7上设有锁紧螺母，通过调整顶丝2-8-7来改变张紧轴2-8-3在的滑槽2-8-4-1内的位置，使张紧轮2-8-1压紧履带2-3，使履带2-3处于张紧状态，通过调整顶丝2-8-7来改变履带2-3的张紧力，并通过锁紧螺母将顶丝2-8-7锁紧。
其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图4、图7、图8和图9来说明本实施方式，本实施方式每个所述摆臂组件3包括摆臂3-1、轮架3-4、第一摆臂支撑轮3-5、第二摆臂支撑轮3-6、摆臂轮3-7、摆臂履带3-8和阻尼调节机构3-9；
第一摆臂支撑轮3-5和第二摆臂支撑轮3-6分别设置在轮架3-4上并能转动，摆臂轮3-7通过轴承安装在摆臂3-1上，摆臂3-1和轮架3-4通过阻尼调节机构3-9连接并能使摆臂履带3-8张紧，第一摆臂支撑轮3-5、第二摆臂支撑轮3-6和摆臂轮3-7三者通过摆臂履带3-8包覆，位于所述车体1前部的每个摆臂轮3-7与前行走发泡轮5连接，位于所述车体1后部的每个摆臂轮3-7与后行走发泡轮6连接，位于所述车体1前部的每个摆臂3-1通过第一驱动组件7驱动，位于所述车体1后部的每个摆臂3-1通过第二驱动组件4驱动。
其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图9来说明本实施方式，本实施方式所述第一驱动组件7包括前摆臂电机7-1和第一减速机7-2；
第一减速机7-2固定在所述车体1上，第一减速机7-2的输入端与前摆臂电机7-1连接，第一减速机7-2的输出端与所述车体1前部的摆臂3-1连接。
第一减速机7-2为谐波减速机。
其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图4来说明本实施方式，本实施方式所述第二驱动组件4包括后摆臂电机4-2、第二减速机4-3、主动齿轮4-4、从动齿轮4-5、皮带4-6、主动带轮4-7和从动带轮4-1；
后摆臂电机4-2和第二减速机4-3固定在所述车体1上，从动带轮4-1设置在第二减速机4-3的输入轴上，主动带轮4-7固定在后摆臂电机4-2的轴上，主动带轮4-7和从动带轮4-1通过皮带4-6连接，第二减速机4-3的输出轴上设置有主动齿轮4-4，从动齿轮4-5与所述车体1后部的摆臂3-1固定在一起，主动齿轮4-4和从动齿轮4-5互相啮合。
其它组成和连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图7和图8来说明本实施方式，本实施方式所述阻尼调节机构包括3-9调节螺杆3-9-1、压缩弹簧3-9-2和压板3-9-3；
所述轮架3-4上加工有螺纹孔，螺纹孔内设置有调节螺杆3-9-1，所述前摆臂3-1上加工有槽口，所述轮架3-4滑动设置在槽口内，压缩弹簧3-9-2设置在槽口内，压缩弹簧3-9-2的两端分别顶在调节螺杆3-9-1和所述前摆臂3-1上，压板3-9-3固定在槽口的位置。
其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：结合图1来说明本实施方式，本实施方式所述两个前行走发泡轮5和所述两个后行走发泡轮6的材质均为聚氨酯。
如此设置，在行走过程中起到一定的减震缓冲的作用。
其它组成和连接关系与具体实施方式七相同。
工作原理
两个行走组件2上的行走电机2-1通过减速机2-2驱动主动轮2-5、前行走发泡轮5和摆臂轮3-7转动，主动轮2-5带动履带2-3转动，摆臂轮3-7驱动摆臂履带3-8转动。第一驱动组件7上的前摆臂电机7-1和第一减速机7-2驱动所述车体1前部的摆臂3-1，使车体1前部的摆臂3-1摆动一定的角度。第二驱动组件4上的后摆臂电机4-2将动力传递给第二减速机4-3，第二减速机4-3驱动主动齿轮4-4转动，将动力传递给从动齿轮4-5，从动齿轮4-5带动所述车体1后部的摆臂3-1摆动一定角度，通过调整所述车体1前后的四个摆臂3-1的角度以适应不同路况。

Claims (8)

1.一种摆臂式轮履复合移动平台，其特征在于：它包括车体(1)、两个行走组件(2)、两个前行走发泡轮(5)、两个后行走发泡轮(6)和四个摆臂组件(3)；
两个行走组件(2)对称设置在车体(1)的两侧，每个行走组件(2)上设有两个前行走发泡轮(5)和两个后行走发泡轮(6)，其中两个摆臂组件(3)对称设置在车体(1)前部的两侧,另外两个摆臂组件(3)对称设置在车体(1)后部的两侧，其中两个摆臂组件(3)能绕着前行走发泡轮(5)的轮心摆动，另外两个摆臂组件(3)能绕着后行走发泡轮(6)的轮心摆动。
2.根据权利要求1所述的一种摆臂式轮履复合移动平台，其特征在于：每个所述行走组件(2)包括行走电机(2-1)、减速机(2-2)、履带(2-3)、行走电机安装座(2-4)、主动轮(2-5)、从动轮(2-6)、张紧装置(2-8)和多个承重轮(2-7)；
行走电机(2-1)固定在行走电机安装座(2-4)上，行走电机安装座(2-4)固定在所述车体(1)上，行走电机(2-1)的输出轴与减速机(2-2)的输入端连接，每个所述后行走发泡轮(6)和主动轮(2-5)分别与减速机(2-2)的输出端连接，每个所述前行走发泡轮(5)设置在前摆臂组件(3)上并能转动，从动轮(2-6)与每个所述前行走发泡轮(5)连接，主动轮(2-5)和从动轮(2-6)通过履带(2-3)包覆，所述车体两侧分别设置有数量相等的多个承重轮(2-7)，履带(2-3)将主动轮(2-5)、从动轮(2-6)和多个承重轮(2-7)包覆，履带(2-3)通过张紧装置(2-8)张紧。
3.根据权利要求2所述的一种摆臂式轮履复合移动平台，其特征在于：所述张紧装置(2-8)包括张紧轮(2-8-1)、第一压缩弹簧(2-8-2)、张紧轴(2-8-3)、张紧壳体(2-8-4)、上盖板(2-8-5)和下盖板(2-8-6)；
张紧轮(2-8-1)通过轴承套装在张紧轴(2-8-3)上，张紧轴(2-8-3)上加工有一段方轴，张紧壳体(2-8-4)上加工有与方轴配合的滑槽(2-8-4-1)，方轴设置在滑槽(2-8-4-1)内并能上下移动，上盖板(2-8-5)和下盖板(2-8-6)分别固定在张紧壳体(2-8-4)的滑槽(2-8-4-1)的两端，上盖板(2-8-5)加工有螺纹孔，螺纹孔内设置有顶丝(2-8-7)，顶丝(2-8-7)顶在张紧轴(2-8-3)上，第一压缩弹簧(2-8-2)的两端分别顶在下盖板(2-8-6)和张紧轴(2-8-3)上，下盖板(2-8-6)固定在所述车体(1)上，张紧轮(2-8-1)与所述履带(2-3)的外表面紧贴。
4.根据权利要求3所述的一种摆臂式轮履复合移动平台，其特征在于：每个所述摆臂组件(3)包括摆臂(3-1)、轮架(3-4)、第一摆臂支撑轮(3-5)、第二摆臂支撑轮(3-6)、摆臂轮(3-7)、摆臂履带(3-8)和阻尼调节机构(3-9)；
第一摆臂支撑轮(3-5)和第二摆臂支撑轮(3-6)分别设置在轮架(3-4)上并能转动，摆臂轮(3-7)通过轴承安装在摆臂(3-1)上，摆臂(3-1)和轮架(3-4)通过阻尼调节机构(3-9)连接并能使摆臂履带(3-8)张紧，第一摆臂支撑轮(3-5)、第二摆臂支撑轮(3-6)和摆臂轮(3-7)三者通过摆臂履带(3-8)包覆，位于所述车体(1)前部的每个摆臂轮(3-7)与前行走发泡轮(5)连接，位于所述车体(1)后部的每个摆臂轮(3-7)与后行走发泡轮(6)连接，位于所述车体(1)前部的每个摆臂(3-1)通过第一驱动组件7驱动，位于所述车体(1)后部的每个摆臂(3-1)通过第二驱动组件(4)驱动。
5.根据权利要求4所述的一种摆臂式轮履复合移动平台，其特征在于：所述第一驱动组件7包括前摆臂电机(7-1)和第一减速机(7-2)；
第一减速机(7-2)固定在所述车体(1)上，第一减速机(7-2)的输入端与前摆臂电机(7-1)连接，第一减速机(7-2)的输出端与所述车体(1)前部的摆臂(3-1)连接。
6.根据权利要求5所述的一种摆臂式轮履复合移动平台，其特征在于：所述第二驱动组件(4)包括后摆臂电机(4-2)、第二减速机(4-3)、主动齿轮(4-4)、从动齿轮(4-5)、皮带(4-6)、主动带轮(4-7)和从动带轮(4-1)；
后摆臂电机(4-2)和第二减速机(4-3)固定在所述车体(1)上，从动带轮(4-1)设置在第二减速机(4-3)的输入轴上，主动带轮(4-7)固定在后摆臂电机(4-2)的轴上，主动带轮(4-7)和从动带轮(4-1)通过皮带(4-6)连接，第二减速机(4-3)的输出轴上设置有主动齿轮(4-4)，从动齿轮(4-5)与所述车体(1)后部的摆臂(3-1)固定在一起，主动齿轮(4-4)和从动齿轮(4-5)互相啮合。
7.根据权利要求6所述的一种摆臂式轮履复合移动平台，其特征在于：所述阻尼调节机构(3-9)包括调节螺杆(3-9-1)、压缩弹簧(3-9-2)和压板(3-9-3)；
所述轮架(3-4)上加工有螺纹孔，螺纹孔内设置有调节螺杆(3-9-1)，所述前摆臂(3-1)上加工有槽口，所述轮架(3-4)滑动设置在槽口内，压缩弹簧(3-9-2)设置在槽口内，压缩弹簧(3-9-2)的两端分别顶在调节螺杆(3-9-1)和所述前摆臂(3-1)上，压板(3-9-3)固定在槽口的位置。
8.根据权利要求7所述的一种摆臂式轮履复合移动平台，其特征在于：所述两个前行走发泡轮(5)和所述两个后行走发泡轮(6)的材质均为聚氨酯。
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