被動適應(yīng)地形的履帶式移動平臺及具有其的機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種被動適應(yīng)地形的履帶式移動平臺和具有該移動平臺的機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]履帶式行走機構(gòu)被廣泛的應(yīng)用于移動機器人。移動機器人的履帶行走機構(gòu)通常使用剛性懸架，不進行減震設(shè)計，快速通過復(fù)雜地形時，震動較大。為使履帶式行走機構(gòu)能夠被動的自適應(yīng)地形，減少震動，目前采用兩種形式。
[0003]其一，機器人的左右兩履帶相對主車體固定，其履帶單元上使用了具有減震功能的結(jié)構(gòu)，對于小尺寸起伏地形時，履帶有一定的減震作用。小型履帶機器人的履帶行走機構(gòu)的外形尺寸較小，即使其單側(cè)履帶有減震單元，但也只適合起伏程度不大的地形，即對豎直方向小幅高頻顛簸具有較好的減震效果；對于起伏較大的地形，履帶適應(yīng)地形的效果差，即對大幅度低頻的顛簸的減震效果差，會使履帶平臺產(chǎn)生較大的橫滾角和俯仰角，易產(chǎn)生較大震動或顛覆。
[0004]其二，左右兩履帶單元整體上隨地形起伏做關(guān)聯(lián)擺動。如中國礦業(yè)大學研制了一種搖桿式輪履結(jié)合機器人(公開號:CN101554890)，其履帶行走部總成呈W形，通過齒輪式差動機構(gòu)與主車體相連；利用差動機構(gòu)使左右兩履帶整體隨著地形變化而相對主車體擺動以被動適應(yīng)地形，且保證了機器人主車體相對平衡。但目前未有對于兩側(cè)的履帶未進行局部的減震設(shè)計，因此當機器人在起伏幅度不大的地面上行駛時，則有較大的震動。
[0005]在國家自然科學基金青年基金(批準號:51205391)的支持下，本發(fā)明人團隊進一步進行研究，為克服上述的問題，探索一種被動適應(yīng)地形的履帶式移動平臺及具有其的機器人。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種被動適應(yīng)地形的履帶式移動平臺，該移動平臺可以被動適應(yīng)起伏的地形，同時具有$父尚的穩(wěn)定性。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例的被動適應(yīng)地形的履帶式移動平臺，包括:主體；側(cè)轉(zhuǎn)軸，所述側(cè)轉(zhuǎn)軸為兩個，且兩個所述側(cè)轉(zhuǎn)軸可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在主體的兩側(cè)；平衡裝置，所述平衡裝置分別與所述主體和所述兩個側(cè)轉(zhuǎn)軸相連；履帶單元，所述履帶單元為兩個，所述兩個履帶單元上分別設(shè)有履帶，且所述履帶單元包括:履帶主架，所述履帶主架與所述側(cè)轉(zhuǎn)軸的一端相連；柔性懸架，所述柔性懸架與履帶主架相連；承重輪，所述承重輪通過所述柔性懸架與所述履帶主架相連。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實施例的被動適應(yīng)地形的履帶式移動平臺，通過平衡裝置將主體和側(cè)轉(zhuǎn)軸相連，側(cè)轉(zhuǎn)軸與履帶單元相連，而且履帶單元并利用柔性懸架將承重輪和履帶主架相連，從而可以適應(yīng)地形的起伏，進而在一定程度上提高可靠性和穩(wěn)定性。
[0009]可選地，所述柔性懸架包括:獨立懸架，所述承重輪通過所述獨立懸架與所述履帶主架相連。
[0010]進一步地，所述獨立懸架包括:獨立擺臂，所述獨立擺臂與履帶主架可樞轉(zhuǎn)地相連，所述獨立擺臂的下端與所述承重輪相連；第一阻尼器，所述第一阻尼器的一端與履帶主架相連，所述第一阻尼器的另一端與所述獨立擺臂相連。
[0011]可選地，所述柔性懸架包括聯(lián)動懸架，所述承重輪通過所述聯(lián)動懸架與所述履帶主架相連。
[0012]進一步地，所述聯(lián)動懸架包括:支撐搖架，所述支撐搖架與履帶主架可樞轉(zhuǎn)地相連且包括兩個搖架，兩個所述搖架可樞轉(zhuǎn)地相連；平衡輪架，所述平衡輪架為兩個，且兩個平衡輪架的中部分別與所述兩個搖架的下端可樞轉(zhuǎn)地相連，所述平衡輪架的兩端設(shè)有所述承重輪；第二阻尼器，所述第二阻尼器的兩端分別與所述兩個搖架相連。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述履帶主架包括:主架側(cè)板，所述主架側(cè)板與所述側(cè)轉(zhuǎn)軸相連，所述主架側(cè)板為豎向設(shè)置的兩個，所述兩個主架側(cè)板的一端設(shè)有驅(qū)動輪組件接口，另一端設(shè)有改向輪組件接口，且兩個所述主架側(cè)板通過連接件平行地相連。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述履帶單元還包括:驅(qū)動輪組件，所述驅(qū)動輪組件與所述驅(qū)動輪組件借口相連且包括驅(qū)動輪；驅(qū)動件，所述驅(qū)動件與所述驅(qū)動輪相連，以驅(qū)動所述驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動；改向輪組件，所述改向輪組件與所述該向輪組件借口相連且包括改向輪；張緊裝置，所述張緊裝置構(gòu)造為常推動所述改向輪以張緊所述履帶；至少一個托帶輪，所述拖帶輪與所述履帶主架相連。
[0015]可選地，所述平衡裝置為連桿式平衡裝置，所述連桿式平衡裝置包括:搖桿，所述搖桿的中部與所述主體可樞轉(zhuǎn)地相連；側(cè)連桿，所述側(cè)連桿為兩個，所述兩個側(cè)連桿的一端分別與所述搖桿的一端以第一球副相連，所述兩個側(cè)連桿的另一端分別與所述兩個側(cè)轉(zhuǎn)軸的另一端以第二球副相連，且所述第二球副與所述側(cè)轉(zhuǎn)軸的軸線存在一偏距。
[0016]可選地，所述平衡裝置為錐齒輪式平衡裝置，所述錐齒輪式平衡裝置包括:殼體，所述殼體與所述主體相連；兩個外聯(lián)錐齒輪，所述兩個外聯(lián)錐齒輪對稱地設(shè)在所述殼體內(nèi)與所述殼體構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，所述兩個外聯(lián)錐齒輪的齒數(shù)相同且分別與所述兩個側(cè)轉(zhuǎn)軸相連；中間錐齒輪，所述中間錐齒輪設(shè)在所述殼體內(nèi)與所述殼體構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，且所述中間錐齒輪與所述兩個外聯(lián)錐齒輪正交嚙合。
[0017]此外，本發(fā)明還提出了一種機器人，其包括上述的被動適應(yīng)地形的履帶式移動平臺。
[0018]根據(jù)本發(fā)明實施例的機器人，由于設(shè)有上述的被動適應(yīng)地形的履帶式移動平臺的緣故，從而能夠適應(yīng)地形的起伏，且穩(wěn)定可靠。
【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的移動平臺的立體圖；
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的移動平臺的中間車體的立體圖；
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的移動平臺的履帶單元的立體圖；
[0022]圖4是圖3所示本發(fā)明實施例的移動平臺的履帶單元的側(cè)視圖；
[0023]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的移動平臺的履帶單元的履帶主架的立體圖；
[0024]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的移動平臺通過較小起伏地面時的狀態(tài)圖；
[0025]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的移動平臺通過較小起伏地面時的側(cè)視圖；
[0026]圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的移動平臺通過較大起伏地面時的狀態(tài)圖；
[0027]圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的移動平臺獨立懸架與承重輪的立體圖；
[0028]圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的移動平臺聯(lián)動懸架與承重輪的立體圖；
[0029]圖11是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的移動平臺聯(lián)動懸架與承重輪的立體圖；
[0030]圖12是根據(jù)本發(fā)明再一實施例的移動平臺聯(lián)動懸架與承重輪的立體圖；
[0031]圖13是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的采用錐齒輪式平衡裝置的移動平臺結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖14是圖13所示移動平臺實施例1處的局部放大圖；
[0033]圖15是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的移動平臺的履帶單元的側(cè)視圖；
[0034]圖16是圖15所示履帶單元的立體圖；
[0035]圖17是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的移動平臺的履帶單元的立體圖