[发明专利]辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，属于机器人技术领域。

技术背景

近年来，世界各地多发的地震（如5.12汶川大地震、日本福岛地震等）、恐怖袭击等都造成了严重的人员伤亡，究其原因，往往是伤者不能得到及时救治。传统的搜救工作一直是依靠人工进行，但是，人工搜救效率低，而且由于灾后的建筑物结构遭到破坏，存在二次倒塌的可能，这也给搜救工作带来隐患，因此灾害后的搜救工作一直是困扰搜救人员的一大难题。鉴于此种情况，随着科技的发展，世界各国都开始研究先进的搜救设备，协助搜救人员进行灾难后的搜救工作。

经过许多科研工作者的努力，目前已有各种各样的搜救机器人问世，他们的形式各异，总的说来大致分为以下两类：履带式搜救机器人和蛇形搜救机器人。这两种类型的搜救机器人各有其优缺点，在某些特定的环境下都能充分发挥其优势，给搜救工作带来很大帮助。

众所周知，履带式搜救机器人，由于采用履带作为其行走方式，具有能在运动中与地面保持较大接触面的特点，使其能够产生较大的抓地力，保证搜救设备能够平稳运动。但是履带式搜救机器人由于整体结构往往比较大，限制了其进入废墟内部进行搜索探测的能力，因此其实际应用存在一定局限性。

蛇形搜救机器人的体积相对履带式搜救机器人较小，他们利用各关节产生的力矩使机器人实现蜿蜒运动，具有灵活的运动特性，但是他们往往采用被动轮式运动，这就决定了他们往往只适合在相对平坦的地面或者水中运动。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，它具有体积小，机械结构简单，制造成本低，易于操控，性能稳定等优点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种辅助搜救设备进入废墟或管道内部的履带式驱动装置，包括四条履带装置，其特征在于：履带装置按中心对称方式布置构成一个履带驱动关节，该履带驱动关节与搜救设备相连接，从而推动搜救设备进入废墟或管道内部，进行废墟缝隙搜救或管道探测。

所述履带采用同步带，其主体材料为橡胶，其参数按标准同步带规格设计。

所述驱动部分为直流减速电机，电机与电机支架采用紧定螺钉安装，电机支架两侧分别开有两个螺钉孔，与之相对应，在两外侧支撑板上分别开有两通孔，利用紧定螺钉将电机支架与两支撑板固定在一起。在电机轴末端通过过盈配合安装一个直齿锥齿轮，同步带轮轴上也固定安装一个直齿锥齿轮，两锥齿轮相互啮合。为了减小整体结构尺寸，把主动同步带轮分为宽度相同的两个同步轮，分别安装在轴的两端，它们与轴末端的距离相等，并且两个主动同步带轮最外侧距离与从动带轮轴宽度相等。主动同步带轮轴与主动带轮通过过盈配合安装，从动带轮轴与从动带轮通过紧定螺钉进行固定，并且主动轴和从动轴末端分别安装有滚动轴承，轴承与支撑板采用过盈配合安装。为了保证整体结构牢固，在支撑板上开有螺纹孔，使用四块压板将两支撑板固定，压板边缘开有通孔的地方比中间厚，中间凹下一定深度，可以避免安装履带后与履带发生干涉。通过履带与主从同步带轮的啮合，完成一条履带装置的装配。

本发明设计一种三面开有通孔的连接块，利用其将相邻两条履带装置固定在一起，使四条履带装置成中心对称布置（正四面体），组成一个履带驱动关节，每相邻两条履带装置需要两个连接块，一个履带驱动关节共需八个连接块。连接块的两个相对孔，分别用来和履带装置的支撑板上的对应孔用螺钉连接，连接块的另一通孔，留作安装支撑架之用。

为了使组装好的履带驱动关节能与基体安装在一起，设计了支撑架。支撑架的两端向同侧折弯，折弯的部分开有通孔，将其中一个通孔与连接块上的另外一个通孔对齐并用螺栓固定，由此可以完成八个支撑架的安装（履带驱动机构每端4个）。连接环用于连接支撑架和基体，连接环的外沿等间距开有四个通孔，用于和支撑架一端的通孔对齐，并用螺栓固定。连接环的圆柱形表面上开有一个通孔，采用紧定螺钉将连接环和基体固定在一起。

本发明设计了防卡死过度圆弧板，防卡死过度圆弧板呈圆弧状，圆弧两端分别伸出两脚，脚上开有通孔，使用螺钉将防卡死过度圆弧安装在相邻两履带装置之间，每个履带驱动关节安装四块防卡死过度圆弧。

电气安装板是一个中空的长方体支架，四个面上相同位置处开有两个通孔，用于安装电路板。电气安装版的一端伸出两板并折弯，折弯处开有通孔，用于和连接环螺栓固定。