一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)，包括驅動輪組件，驅動輪軸固定件，側架，履帶板，拖鏈輪，支重輪，端蓋，支重輪固定件，導向輪，履帶銷，張緊螺母，活動件，張緊螺栓，張緊固定件，拖鏈輪固定件、導向輪支撐件和控制部分；驅動輪軸固定件通過螺栓固定在側架上，驅動輪組件的軸通過驅動輪軸固定件固定安裝在側架的前端，驅動輪組件與履帶鏈兩側的槽嚙合；兩個拖鏈輪通過拖鏈輪固定件固定在側架上，四個支重輪通過支重輪固定件固定在側架上，導向輪通過導向輪支撐件與活動件連接，支重輪和導向輪外側各固定兩個端蓋。本發(fā)明利用輪轂電機設計了一種有效的履帶驅動系統(tǒng)，其結構簡單，操作方便，速度控制更加準確。
【專利說明】一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)，用于驅動巡視履帶式移動機器人?！颈尘凹夹g】
[0002]近年來發(fā)生的地震和其他災害導致的事故越來越頻繁，而如何能在事故發(fā)生后的最短時間內進行有效的現(xiàn)場探測和救援，已經(jīng)成為越來越多的學者開始關注的話題。從前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站大爆炸事故到汶川的5.12，再到福島地震和核電站事故，人們越來越多的運用機器人探測危險事故現(xiàn)場和采取搶救措施。巡視機器人可以代替人和動物進入危險現(xiàn)場探測現(xiàn)場狀況，并且將現(xiàn)場信息發(fā)送給現(xiàn)場外的操作人員，幫助工作人員進行迅速有效的搶救措施。其中包括履帶式巡視機器人，履帶式巡視機器人越障能力、地形適應能力強，而且轉彎半徑小。但是以往的履帶式巡視機器人基本都是采用燃油機或者傳統(tǒng)電機驅動，因為減速箱、差速器或者電機減速機問題，履帶驅動系統(tǒng)的結構復雜，而且速度控制比較復雜。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)，簡化履帶驅動系統(tǒng)的結構，并且更加方便、更加有效的實現(xiàn)速度控制。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明的構思是:該履帶驅動系統(tǒng)包括巡視機器人的履帶移動裝置和驅動裝置的控制部分。履帶移動裝置包括:由輪轂電機構建的驅動輪，由履帶板和高強度銷軸鉸接、與驅動輪和從動輪嚙合傳動的封閉履帶鏈?？刂撇糠职ㄓ蒬sPIC芯片構成的控制板和控制程序以及MOSFET柵極驅動板。
[0005]根據(jù)上述的構思，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)，包括驅動輪組件，驅動輪軸固定件，側架，履帶板，拖鏈輪，支重輪，端蓋，支重輪固定件，導向輪，履帶銷，張緊螺母，活動件，張緊螺栓，張緊固定件，拖鏈輪固定件、導向輪支撐件和控制部分；所述履帶板通過履帶銷連接成封閉的履帶鏈；所述驅動輪軸固定件通過螺栓固定在側架上，所述驅動輪組件的軸通過驅動輪軸固定件固定安裝在側架的前端，所述驅動輪組件與履帶鏈兩側的槽嚙合；兩個拖鏈輪通過拖鏈輪固定件固定在側架上，四個支重輪通過支重輪固定件固定在側架上，所述導向輪通過導向輪支撐件與活動件連接，活動件由張緊螺栓和張緊螺母固定位置，所述張緊螺栓通過張緊固定件固定在側架上，支重輪和導向輪外側各固定兩個端蓋，防止灰塵進入。
[0006]所述驅動輪組件包括輪轂電機，電機左外輪，外輪固定件和電機右外輪，所述電機左外輪和電機右外輪通過外輪固定件固定在輪轂電機的兩側，所述電機左外輪和電機右外輪與履帶鏈兩側的槽嚙合，將轉矩輸出到履帶鏈上。
[0007]所述支重輪軸心開有階梯孔，階梯孔兩外側直徑大于孔中心直徑，階梯孔兩外側分別與兩個角接觸球軸承的外徑過盈配合，角接觸球軸承的內徑與支重輪固定件的軸過盈配合，所述支重輪固定件的軸末端開螺紋，固定一個軸端螺母。[0008]所述導向輪軸心開有階梯孔，階梯孔兩外側直徑大于孔中心直徑，階梯孔兩外側分別與兩個角接觸球軸承的外徑過盈配合，角接觸球軸承的內徑與導向輪支撐件的軸過盈配合，所述導向輪支撐件一端開有螺孔，活動件一側有螺紋桿，導向輪支撐件和活動件通過螺紋和螺孔配合聯(lián)接在一起，所述導向輪支撐件的軸末端開螺紋，固定一個軸端螺母。
[0009]所述拖鏈輪軸心開有階梯孔，階梯孔兩外側直徑大于孔中心直徑，階梯孔兩外側分別與兩個角接觸球軸承的外徑過盈配合，角接觸球軸承的內徑與拖鏈輪固定件的軸過盈配合，所述拖鏈輪固定件的軸末端開螺紋，固定拖鏈輪固定蓋。
[0010]所述的控制部分采用dsPIC芯片控制。利用電腦串口輸出把控制信息通過RS485通訊發(fā)送給控制板，控制輪轂電機的啟停和方向以及速度。速度反饋利用輪轂電機內置的霍爾位置傳感器，霍爾位置傳感器得到的輸出信號輸入到控制板，軟件計算實際電機速度以及電機的實際速度和理論速度的差值，差值作為速度反饋信號參與輪轂電機的PID速度調節(jié)。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下突出的實質性特點和顯著地優(yōu)點:
本發(fā)明利用輪轂電機設計了一種有效的履帶驅動系統(tǒng)，其結構簡單，操作方便，速度控制更加準確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的驅動裝置的結構示意圖。
[0013]圖2是驅動裝置的結構的主視圖。
[0014]圖3是驅動裝置的結構的后視圖。
[0015]圖4是驅動輪組件的結構示意圖。
[0016]圖5是導向輪和支重輪的結構示意圖。
[0017]圖6是支重輪固定方式結構示意圖。
[0018]圖7是拖鏈輪結構放大圖。
[0019]圖8是導向輪固定方式結構示意圖。
[0020]圖9是驅動裝置的控制原理示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖，對本發(fā)明的具體實施例作進一步的說明。
[0022]如圖1、圖2、圖3所示，一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)，包括驅動輪組件1，驅動輪軸固定件2，側架3，履帶板4，拖鏈輪5，支重輪6，端蓋7，支重輪固定件8，導向輪9，履帶銷11，張緊螺母12，活動件13，張緊螺栓14，張緊固定件15，拖鏈輪固定件16、導向輪支撐件21和控制部分；所述履帶板4通過履帶銷11連接成封閉的履帶鏈；所述驅動輪軸固定件2通過螺栓固定在側架3上，所述驅動輪組件I的軸通過驅動輪軸固定件2固定安裝在側架3的前端，所述驅動輪組件I與履帶鏈兩側的槽嚙合；兩個拖鏈輪5通過拖鏈輪固定件16固定在側架3上，四個支重輪6通過支重輪固定件8固定在側架3上，所述導向輪9通過導向輪支撐件21與活動件13連接，活動件13由張緊螺栓14和張緊螺母12固定位置，所述張緊螺栓14通過張緊固定件15固定在側架3上，支重輪6和導向輪9外側各固定兩個端蓋7，防止灰塵進入。[0023]如圖4所示，所述驅動輪組件I包括輪轂電機10，電機左外輪17，外輪固定件18和電機右外輪19，所述電機左外輪17和電機右外輪19通過外輪固定件18固定在輪轂電機10的兩側，所述電機左外輪17和電機右外輪19與履帶鏈兩側的槽嚙合，將轉矩輸出到
履帶鏈上。
[0024]如圖5、圖6和圖8所示，所述支重輪6軸心開有階梯孔，階梯孔兩外側直徑大于孔中心直徑，階梯孔兩外側分別與兩個角接觸球軸承20的外徑過盈配合，角接觸球軸承20的內徑與支重輪固定件8的軸過盈配合，所述支重輪固定件8的軸末端開螺紋，固定一個軸端螺母22。
[0025]所述導向輪9軸心開有階梯孔，階梯孔兩外側直徑大于孔中心直徑，階梯孔兩外側分別與兩個角接觸球軸承20的外徑過盈配合，角接觸球軸承20的內徑與導向輪支撐件21的軸過盈配合，所述導向輪支撐件21 —端開有螺孔，活動件13 —側有螺紋桿，導向輪支撐件21和活動件13通過螺紋和螺孔配合聯(lián)接在一起，所述導向輪支撐件21的軸末端開螺紋，固定一個軸端螺母22。
[0026]如圖7所示，所述拖鏈輪5軸心開有階梯孔，階梯孔兩外側直徑大于孔中心直徑，階梯孔兩外側分別與兩個角接觸球軸承20的外徑過盈配合，角接觸球軸承20的內徑與拖鏈輪固定件16的軸過盈配合，所述拖鏈輪固定件16的軸末端開螺紋，固定拖鏈輪固定蓋23。
[0027]如圖9所示，控制部分采用dsPIC芯片控制，利用電腦串口輸出把控制信息通過RS485通訊發(fā)送給控制板，控制輪轂電機的啟停和方向以及速度。速度反饋利用輪轂電機內置的霍爾位置傳感器，霍爾位置傳感器得到的輸出信號輸入到控制板，軟件計算實際電機速度以及電機的實際速度和理論速度的差值，差值作為速度反饋信號參與輪轂電機的PID速度調節(jié)。
【權利要求】
1.一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)，其特征在于，包括驅動輪組件(1)，驅動輪軸固定件(2)，側架(3)，履帶板(4)，拖鏈輪(5)，支重輪(6)，端蓋(7)，支重輪固定件(8)，導向輪(9)，履帶銷(11)，張緊螺母(12)，活動件(13)，張緊螺栓(14)，張緊固定件(15)，拖鏈輪固定件(16)、導向輪支撐件(21)和控制部分；所述履帶板(4)通過履帶銷(11)連接成封閉的履帶鏈；所述驅動輪軸固定件(2)通過螺栓固定在側架(3)上，所述驅動輪組件(I)的軸通過驅動輪軸固定件(2 )固定安裝在側架(3 )的前端，所述驅動輪組件(I)與履帶鏈兩側的槽嚙合；兩個拖鏈輪(5 )通過拖鏈輪固定件(16 )固定在側架(3 )上，四個支重輪(6 )通過支重輪固定件(8)固定在側架(3)上，所述導向輪(9)通過導向輪支撐件(21)與活動件(13)連接，活動件(13)由張緊螺栓(14)和張緊螺母(12)固定位置，所述張緊螺栓(14)通過張緊固定件(15)固定在側架(3)上，支重輪(6)和導向輪(9)外側各固定兩個端蓋(7)，防止灰塵進入。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述驅動輪組件(I)包括輪轂電機(10 )，電機左外輪(17 )，外輪固定件(18 )和電機右外輪(19 )，所述電機左外輪(17 )和電機右外輪(19 )通過外輪固定件(18 )固定在輪轂電機(10 )的兩側，所述電機左外輪(17)和電機右外輪(19)與履帶鏈兩側的槽嚙合，將轉矩輸出到履帶鏈上。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述支重輪(6)軸心開有階梯孔，階梯孔兩外側直徑大于孔中心直徑，階梯孔兩外側分別與兩個角接觸球軸承(20)的外徑過盈配合，角接觸球軸承(20)的內徑與支重輪固定件(8)的軸過盈配合，所述支重輪固定件(8)的軸末端開螺紋，固定一個軸端螺母(22)。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述導向輪(9)軸心開有階梯孔，階梯孔兩外側直徑大于孔中心直徑，階梯孔兩外側分別與兩個角接觸球軸承(20)的外徑過盈配合，角接觸球軸承(20)的內徑與導向輪支撐件(21)的軸過盈配合，所述導向輪支撐件(21)—端開有螺孔，活動件(13)—側有螺紋桿，導向輪支撐件(21)和活動件(13)通過螺紋和螺孔配合聯(lián)接在一起，所述導向輪支撐件(21)的軸末端開螺紋，固定一個軸端螺母(22 )。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述拖鏈輪(5)軸心開有階梯孔，階梯孔兩外側直徑大于孔中心直徑，階梯孔兩外側分別與兩個角接觸球軸承(20)的外徑過盈配合，角接觸球軸承(20)的內徑與拖鏈輪固定件(16)的軸過盈配合，所述拖鏈輪固定件(16)的軸末端開螺紋，固定拖鏈輪固定蓋(23)。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種巡視機器人履帶式驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制部分采用dsPIC芯片控制。
【文檔編號】B62D55/08GK103465977SQ201310444208
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權日:2013年9月26日
【發(fā)明者】張震, 崔久強, 趙瑞豐, 馮玉豹, 李洪強, 曹亞飛 申請人:上海大學