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一种可快速转换形态的轮履复合式 机器人

阅读：710发布：2023-02-08

专利汇可以提供一种可快速转换形态的轮履复合式机器人专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种可快速转换形态的轮履复合式机器人，包括车架、控制器，所述车架的两侧各设置有一套轮履复合驱动系统，所述的轮履复合驱动系统包括两个各自通过传动轴连接动力系统的车轮，其中一个车轮的传动轴上通过离合器连接有履带主动轮，另一麦克纳姆轮的传动轴上通过滚动轴承连接有履带从动轮，同时，两个车轮之间及前后方均设置有履带张紧从动轮，所述的履带张紧从动轮与固定在车架上的直线驱动装置驱动连接；所述的履带张紧从动轮、履带主动轮、履带从动轮上绕有W形的履带，所述的控制器与动力系统、直线驱动装置电路连接。本发明可实现轮履形态转换，同时还可调整履带形态适应不同坡度的障碍，可用于野外救援、野外探索等领域。，下面是一种可快速转换形态的轮履复合式机器人专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可快速转换形态的轮履复合式机器人，包括车架、控制器，其特征在于：所述车架的两侧各设置有一套轮履复合驱动系统，所述的轮履复合驱动系统包括两个各自通过传动轴(1)连接动力系统(4)的车轮(1)，其中一个车轮(1)的传动轴上通过离合器(3)连接有履带主动轮(2)，另一车轮(1)的传动轴上通过滚动轴承(7)连接有履带从动轮(9)，同时，两个车轮(1)之间及前后方均设置有履带张紧从动轮(5)，所述的履带张紧从动轮(5)与固定在车架上的直线驱动装置(8)驱动连接；所述的履带张紧从动轮(5)、履带主动轮(2)、履带从动轮(9)上绕有W形的履带(6)，所述的控制器与动力系统(4)、直线驱动装置(8)电路连接。
2.根据权利要求1所述的可快速转换形态的轮履复合式机器人，其特征在于：所述的车轮(1)为麦克纳姆轮。
3.根据权利要求1所述的可快速转换形态的轮履复合式机器人，其特征在于：所述的动力系统为双向电机。
4.根据权利要求1所述的可快速转换形态的轮履复合式机器人，其特征在于：所述履带(6)为橡胶履带。
5.根据权利要求1所述的可快速转换形态的轮履复合式机器人，其特征在于：所述直线驱动装置(8)为直线电机。
6.根据权利要求1所述的可快速转换形态的轮履复合式机器人，其特征在于：所述的离合器(3)为电磁离合器。

说明书全文

一种可快速转换形态的轮履复合式机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及要求兼具越障和公路能力的机器人，主要是结合轮式和履式特点的复合式底盘结构及履带即时调整的新型履带结构。

背景技术

[0002] 麦克纳姆轮具有行动灵活，能全方位运动，实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式等优点，但其越障性能较差，不适合野外地形上的运动，履带具有越障性能优越的优点，但其在公路上不够灵活，如果能将二者结合使用将能大大提高机器人对不同路段的适应性。

[0003] 现有的轮履复合式结构存在结构复杂，转换过程变化复杂等不利之处，本发明采用w式履带张紧结构，履带与车轮共用一套动力系统，以离合器控制履带运动，无需变形就能同时实现轮式和履式的转换。

[0004] 为适应不同的障碍本发明还提供一种可以即时调整履带形态的履带结构，是通过直线电机调整三个从动轮的相对高度差来实现的。

发明内容

[0005] 本发明的目的是为结合轮式结构与履式结构的优点，而提出来一种可快速转换形态的轮履复合式机器人。

[0006] 本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：一种可快速转换形态的轮履复合式机器人，包括车架、控制器，所述车架的两侧各设置有一套轮履复合驱动系统，所述的轮履复合驱动系统包括两个各自通过传动轴连接动力系统的车轮，其中一个车轮的传动轴上通过离合器连接有履带主动轮，另一车轮的传动轴上通过滚动轴承连接有履带从动轮，同时，两个车轮之间及前后方均设置有履带张紧从动轮，所述的履带张紧从动轮与固定在车架上的直线驱动装置驱动连接；所述的履带张紧从动轮、履带主动轮、履带从动轮上绕有W形的履带，所述的控制器与动力系统、直线驱动装置电路连接。

[0007] 进一步地，所述的车轮为麦克纳姆轮。

[0008] 进一步地，所述的动力系统为双向电机。

[0009] 进一步地，所述履带为橡胶履带。

[0010] 进一步地，所述直线驱动装置为直线电机。

[0011] 进一步地，所述的离合器为电磁离合器。

[0012] 相比现有技术，本发明的橡胶履带与车轮共用一套动力系统，通过离合器控制履带的运动与停止，以实现轮履形态转换适应不同地形；本发明还附带一种履带形态调整方法，通过单侧三个直线电机的联动让履带在保持张紧力不变的情况下改变与地面倾斜角度以适应不同坡度的障碍；本发明应用于野外救援，野外探索等要求底盘适应不同地形的机器人领域。附图说明

[0013] 图1是本发明实施例的装置连接示意图。

[0014] 图2是本发明实施例的侧视示意图(不含直线电机)。

[0015] 图3是本发明实施例的立体示意图(不含直线电机)。

[0016] 图4是本发明实施例的主动轮与动力装置，离合器，车轮机构连接示意图。

[0017] 图5是本发明实施例的履带主从动轮的机构示意图。

[0018] 图6是本发明实施例的直线电机与履带张紧从动轮连接示意图。

[0019] 图7是本发明实施例的单侧橡胶履带示意图。

[0020] 图中所示为：1-车轮；2-履带主动轮；3-离合器；4-动力系统；5-履带张紧从动轮；6-履带；7-滚动轴承；8-直线驱动装置；9-履带从动轮；10-传动轴。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表达的范围。

[0022] 如图1至图7所示，一种可快速转换形态的轮履复合式机器人，包括车架、控制器，所述车架的两侧各设置有一套轮履复合驱动系统，所述的轮履复合驱动系统包括两个各自通过传动轴1连接动力系统4的车轮1，其中一个车轮1的传动轴上通过离合器3连接有履带主动轮2，另一车轮1的传动轴上通过滚动轴承7连接有履带从动轮9，同时，两个车轮1之间及前后方均设置有履带张紧从动轮5，所述的履带张紧从动轮5与固定在车架上的直线驱动装置8驱动连接；所述的履带张紧从动轮5、履带主动轮2、履带从动轮9上绕有W形的履带6，所述的控制器与动力系统4、直线驱动装置8电路连接。

[0023] 具体而言，本实施例中国，所述的车轮1为麦克纳姆轮；所述的动力系统为双向电机；所述履带6为橡胶履带；所述直线驱动装置8为直线电机；所述的离合器3为电磁离合器。

[0024] 如图1至图3所示，所述的W形履带6结构可同时兼备轮式和履式机器人的优点，麦克纳姆轮比履带6最下沿要低，在平路上可以直接用轮式驱动，而W型的履带6则让车子遇到路面轻微不平整或者依靠轮子能越过的障碍物时不会卡到底盘，在遇到靠麦克纳姆轮无法越过的障碍物时，如图4所示，控制离合器3使履带6与车轮1同步运动，通过履带6优越的越障性能以跨越障碍，越障后再控制离合器3可使履带6与动力装置分离，以此实现轮履形态的快速转换。

[0025] 如图1和图6所示：单侧3个履带张紧从动轮5与固定在车架上的直线电机8联动，从而在保持履带6张紧的情况下改变履带6各部分的倾斜度适应不同的障碍物。在遇到轮式跨越不了的路障时控制离合器3使履带6运动，同时靠近主动轮侧的直线电机8伸展使与之连接的履带张紧从动轮5下移从而增大履带6对地面的压力和摩擦力，中心处直线电机8与靠近从动轮侧的直线电机8则收缩使履带张紧从动轮5上移从而使履带6保持张紧，以此实现前轮履式越障。以上一高度较高的台阶为例，当前轮跨上台阶导致履带6斜度增大，而后轮部分的履带6结构无法提供足够的摩擦力提升车后身时，前轮与后轮侧的直线电机8收缩，中部的直线电机伸出，调整w型履带6增大履带中部的摩擦力实现后轮越障。

[0026] 当顺利越障后麦克纳姆轮重新接触地面，履带6悬空，自动实现履式向轮式的转换，此时可以选择松开离合器3以停止履带驱动，也可以选择继续保持履带6运行，维持越障准备状态。

[0027] 为提高轮式性能采用四轮驱动结构，为避免前后动力系统对履带运动造成影响，如图5所示履带从动轮9通过滚动轴承7连接传动轴，从而将履带从动轮9与动力系统分隔开。

[0028] 以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

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