本實(shí)用新型屬于機(jī)器人行走機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種基于輪履復(fù)合式的機(jī)器人行走底盤。

背景技術(shù)：

如今，機(jī)器人的行走方式大多采用輪式與履帶。輪式行走具有靈活、快捷、機(jī)動性強(qiáng)等特點(diǎn)，但不免穩(wěn)定性差，越障能力弱。一般輪式行走只適用于平坦路面，無法跨越石灘、陡坡、較高障礙物，也無法攀爬的樓梯，有較高局限性。履帶式行走具有穩(wěn)定性高、越障性能強(qiáng)等特點(diǎn)，可以適應(yīng)絕大多數(shù)惡劣的、輪式行走無法適應(yīng)的地形，但其機(jī)動性確實(shí)弱于輪式行走。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種基于輪履復(fù)合式的機(jī)器人行走底盤，輪履轉(zhuǎn)換、簡單快捷，擁具有強(qiáng)大的行走能力。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于輪履復(fù)合式的機(jī)器人行走底盤，該機(jī)器人行走底盤包括固定車架、履帶行走模塊、履帶越障模塊、輪式行走模塊，履帶行走模塊、履帶越障模塊、輪式行走模塊均安裝在固定車架上；履帶行走模塊安裝在固定車架兩側(cè)，包括主履帶主動輪、主履帶從動輪、空心軸、主履帶、電機(jī)，主履帶主動輪安裝在空心軸上，空心軸與電機(jī)通過錐齒輪傳動，主履帶從動輪通過履帶和主履帶主動輪同步轉(zhuǎn)動；履帶越障模塊包括擺臂、副履帶主動輪、副履帶從動輪、副履帶、內(nèi)軸、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，擺臂通過內(nèi)軸與蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)中的蝸輪固定連接；內(nèi)軸裝在空心軸內(nèi)側(cè)，與空心軸以軸承連接；副履帶主動輪與主履帶主動輪安裝在空心軸上，同步轉(zhuǎn)動；副履帶從動輪安裝在擺臂一端，與副履帶主動輪通過副履帶傳動。履帶越障模塊采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，具有自鎖功能，為適應(yīng)不同地形環(huán)境提供依據(jù)。不僅可以攀爬陡峭的樓梯，還可適應(yīng)各種復(fù)雜險(xiǎn)惡的地形。

按照上述方案，輪式行走模塊包括行走輪、電動推桿、連桿機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)包括支撐桿、4組長桿與短桿的組合、橫桿，行走輪與電機(jī)一起安裝在支撐桿的一端，短桿的一端與長桿的一端鉸接，短桿的另一端安裝在支撐桿上，與支撐桿鉸鏈連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副；長桿的另一端安裝在固定車架上，與固定車架鉸鏈連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，電動推桿的桿端安裝在橫桿的中部，與橫桿鉸鏈連接，橫桿的兩端分別安裝在長桿與短桿的鉸接處；同時(shí)支撐桿安裝在固定車架上，連接方式為鉸鏈連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。當(dāng)使用輪式行走模塊時(shí)，電動推桿縮短，產(chǎn)生拉力，使連桿機(jī)構(gòu)達(dá)到死點(diǎn)位置，支撐穩(wěn)定。當(dāng)退出輪式行走模塊時(shí)，電動推桿伸長，產(chǎn)生推力，進(jìn)而使支撐桿連同行走輪收回。

按照上述方案，履帶行走模塊還包括抓地系統(tǒng)，抓地系統(tǒng)安裝在主履帶主動輪與主履帶從動輪的履帶之間，使履帶牢牢地貼緊地面，為適應(yīng)不同地形環(huán)境提供依據(jù)。抓地系統(tǒng)包括2根彈簧、2組抓地桿、2組抓地輪，每組抓地輪中包括4個(gè)抓地輪，每組抓地桿包括 2根抓地桿，每組中的兩根抓地桿鉸鏈連接，位于主履帶的中部，彈簧的兩端分別固定在一組抓地桿的上端，每組抓地輪安裝在每組抓地桿的下端之間。使抓地輪緊緊貼合主履帶，從而使主履帶貼合地面。

按照上述方案，履帶行走模塊與履帶越障模塊共包括12個(gè)承重輪，其中2個(gè)為主履帶主動輪，2個(gè)為副履帶主動輪，機(jī)器人行走底盤一側(cè)的6個(gè)輪子中有1個(gè)為主履帶主動輪，1個(gè)為副履帶主動輪，該主履帶主動輪和副履帶主動輪平行安裝在空心軸上，電機(jī)通過錐齒輪帶動空心軸轉(zhuǎn)動，從而帶動空心軸上的1個(gè)為主履帶主動輪，1個(gè)為副履帶主動輪轉(zhuǎn)動，位于內(nèi)側(cè)的主履帶主動輪帶動主履帶，位于外側(cè)的副履帶主動輪帶動擺臂上的副履帶。擺臂的轉(zhuǎn)動通過與空心軸同軸線的內(nèi)軸帶動，內(nèi)軸與電機(jī)通過蝸輪蝸桿傳動，實(shí)現(xiàn)擺臂及其副履帶鎖在指定的位置。

輪式行走模塊的車輪升降機(jī)構(gòu)，需車輪降下時(shí)，電動推桿收縮，產(chǎn)生拉力，拉動長桿與短桿的連接處，使長桿與短桿從銳角狀態(tài)變?yōu)楣簿€狀態(tài)，同時(shí)短桿牽連支撐桿使支撐桿轉(zhuǎn)動，車輪從固定車架內(nèi)部轉(zhuǎn)至車底。此時(shí)連桿系統(tǒng)處于死點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定地支撐起整個(gè)底盤。

本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是：將輪式行走與履帶行走結(jié)合并且可以相互轉(zhuǎn)換，靈活使用，室內(nèi)與戶外雙向適用。使用基于輪履復(fù)合式的機(jī)器人行走底盤的機(jī)器人不僅可以適應(yīng)室內(nèi)的狹小環(huán)境，行走輪差速轉(zhuǎn)向，機(jī)動性強(qiáng)，而且可適應(yīng)戶外嚴(yán)酷地形，履帶越障模塊使機(jī)器人可以跨越各種復(fù)雜障礙，為適應(yīng)不同地形環(huán)境提供依據(jù)。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例基于輪履復(fù)合式的機(jī)器人行走底盤的整體示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中車輪升降機(jī)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中輪式行走模塊車輪降下后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中輪式行走模塊車輪升起后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中履帶行走模塊示意圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中履帶行走模塊俯視圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例中履帶越障模塊示意圖；

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例中擺臂傳動機(jī)構(gòu)爆炸示意圖；

圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例中擺臂傳動機(jī)構(gòu)示意圖；

其中：1-固定車架、2-主履帶、3-擺臂、4-副履帶、5-電動推桿、6-長桿、7-短桿、8- 橫桿、9-支撐桿、10-行走輪、11-電機(jī)、12-抓地桿、13-主履帶從動輪、14-主履帶主動輪、 15-抓地輪、16-彈簧、17-內(nèi)軸、18-空心軸、19-蝸輪、20-錐齒輪、21-蝸桿。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，提供一種基于輪履復(fù)合式的機(jī)器人行走底盤，可用于包括軍用、消防、服務(wù)等行業(yè)在內(nèi)的機(jī)器人。如圖1-圖9所示，該機(jī)器人行走底盤包括固定車架1、履帶行走模塊、履帶越障模塊、輪式行走模塊，履帶行走模塊、履帶越障模塊、輪式行走模塊均安裝在固定車架上；履帶行走模塊安裝在固定車架兩側(cè)，包括主履帶主動輪14、主履帶從動輪13、空心軸、主履帶2、電機(jī)11，主履帶主動輪安裝在空心軸上18，空心軸與電機(jī)通過錐齒輪傳動，主履帶從動輪通過履帶和主履帶主動輪同步轉(zhuǎn)動；履帶越障模塊包括擺臂3、副履帶主動輪、副履帶從動輪、副履帶4、內(nèi)軸17、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，擺臂通過內(nèi)軸與蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)中的蝸輪19固定連接；內(nèi)軸裝在空心軸內(nèi)側(cè)，與空心軸以軸承連接；副履帶主動輪與主履帶主動輪安裝在空心軸上，同步轉(zhuǎn)動；副履帶從動輪安裝在擺臂一端，與副履帶主動輪通過副履帶傳動。履帶越障模塊采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，具有自鎖功能，為適應(yīng)不同地形環(huán)境提供依據(jù)。不僅可以攀爬陡峭的樓梯，還可適應(yīng)各種復(fù)雜險(xiǎn)惡的地形。

進(jìn)一步地，輪式行走模塊包括行走輪10、電動推桿5、連桿機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)包括支撐桿9、4組長桿與短桿的組合、橫桿8，行走輪與電機(jī)一起安裝在支撐桿的一端，短桿7的一端與長桿6的一端鉸接，短桿的另一端安裝在支撐桿上，與支撐桿鉸鏈連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副；長桿的另一端安裝在固定車架上，與固定車架鉸鏈連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，電動推桿的桿端安裝在橫桿的中部，與橫桿鉸鏈連接，橫桿的兩端分別安裝在長桿與短桿的鉸接處；同時(shí)支撐桿安裝在固定車架上，連接方式為鉸鏈連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。當(dāng)使用輪式行走模塊時(shí)，電動推桿縮短，產(chǎn)生拉力，使連桿機(jī)構(gòu)達(dá)到死點(diǎn)位置，支撐穩(wěn)定。當(dāng)退出輪式行走模塊時(shí)，電動推桿伸長，產(chǎn)生推力，進(jìn)而使支撐桿連同行走輪收回。一個(gè)電動推桿控制4個(gè)行走輪的同步升降，四個(gè)行走輪的升降機(jī)構(gòu)依次對稱。

進(jìn)一步地，履帶行走模塊還包括抓地系統(tǒng)，抓地系統(tǒng)安裝在主履帶主動輪與主履帶從動輪的履帶之間，使履帶牢牢地貼緊地面，為適應(yīng)不同地形環(huán)境提供依據(jù)。抓地系統(tǒng)包括 2根彈簧16、2組抓地桿、2組抓地輪，每組抓地輪中包括4個(gè)抓地輪15，每組抓地桿包括2根抓地桿12，每組中的兩根抓地桿鉸鏈連接，位于主履帶的中部，彈簧的兩端分別固定在一組抓地桿的上端，每組抓地輪安裝在每組抓地桿的下端之間。使抓地輪緊緊貼合主履帶，從而使主履帶貼合地面。

進(jìn)一步地，履帶行走模塊與履帶越障模塊共包括12個(gè)承重輪，其中2個(gè)為主履帶主動輪，2個(gè)為副履帶主動輪，機(jī)器人行走底盤一側(cè)的6個(gè)輪子中有1個(gè)為主履帶主動輪，1 個(gè)為副履帶主動輪，該主履帶主動輪和副履帶主動輪平行安裝在空心軸上，電機(jī)通過錐齒輪20帶動空心軸轉(zhuǎn)動，從而帶動空心軸上的1個(gè)為主履帶主動輪，1個(gè)為副履帶主動輪轉(zhuǎn)動，位于內(nèi)側(cè)的主履帶主動輪帶動主履帶，位于外側(cè)的副履帶主動輪帶動擺臂上的副履帶。擺臂的轉(zhuǎn)動通過與空心軸同軸線的內(nèi)軸帶動，內(nèi)軸與電機(jī)通過蝸輪蝸桿21傳動，實(shí)現(xiàn)擺臂及其副履帶鎖在指定的位置。

輪式行走模塊的車輪升降機(jī)構(gòu)，需車輪降下時(shí)，電動推桿收縮，產(chǎn)生拉力，拉動長桿與短桿的連接處，使長桿與短桿從銳角狀態(tài)變?yōu)楣簿€狀態(tài)，同時(shí)短桿牽連支撐桿使支撐桿轉(zhuǎn)動，車輪從固定車架內(nèi)部轉(zhuǎn)至車底。此時(shí)連桿系統(tǒng)處于死點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定地支撐起整個(gè)底盤。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。