[发明专利]一种三角履带式移动机构

说明书

技术领域

本发明涉及特种机器人的行走机构，具体地说是一种三角履带式移动机构。

背景技术

当前，对于一些极其复杂、恶劣的地形环境，如积雪较深的地面，极其松软的土壤、沙漠，杂草较高的草原等地形，轮胎的通过性就远远不如履带了。这是因为履带的接地面积大，大大提高了履带式车辆的抓地力和牵引力；此外履带对地面的压强远远小于轮子对地面的压强，使车辆能轻松地克服各种复杂恶劣的地形环境。

履带在车辆上的应用主要有莽式结构和三角履带结构，三角履带结构与常规的莽式履带结构相比较，一方面，三角履带的驱动轮高置形式，消除了地面直接传递到驱动轮上的垂直载荷，也可提高其排沙排土性能；另一方面，三角履带选用橡胶履带，具有重量轻、柔韧性好、噪声低的优点，更加适合松软地表。三角履带结构独特的结构形式使车辆适用于雪地、沙漠、戈壁、沼泽、草原等各种恶劣复杂地型。而现有的移动机构多为轮式或单条履带式，遇到复杂恶劣的地形就无法适应。

发明内容

为了解决现有轮式、单条履带式移动机构对复杂恶劣地形的不适应性，本发明的目的在于提供一种三角履带式移动机构。该三角履带式移动机构可作为行走机构应用于各种恶劣复杂环境下的移动机器人平台进行探测、侦察、作业等。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括底盘箱体、驱动电机及三角履带总成，其中底盘箱体的两侧对称设有多个三角履带总成，每一侧的三角履带总成具有独立的驱动电机，两侧的三角履带总成分别通过传动装置与安装在底盘箱体内的驱动电机连接；所述三角履带总成包括支架、驱动轮、导向轮、支撑轮、连杆、减震器、涨紧杆及履带，驱动轮由驱动电机驱动旋转，支架的上部与所述驱动轮铰接，下部两端分别铰接有导向轮；所述支撑轮分别与连杆和减震器的一端铰接，连杆的另一端铰接于支架上，减震器的另一端铰接于安装在支架上的涨紧杆；所述驱动轮、导向轮及支撑轮之间通过履带包裹相连，在涨紧杆上螺纹连接有螺母，通过旋转螺母调整所述履带的松紧度。

其中：所述支架通过防倾杆连接于底盘箱体的底面；所述每个三角履带总成具有一个驱动轮及两个导向轮，驱动轮及导向轮轮轴中心之间的连线呈等腰三角形，所述支撑轮位于两导向轮的中间；所述每个三角履带总成中具有两个支撑轮，每个支撑轮均为双排轮、骑跨在履带中间凸齿的两侧；所述导向轮为双排轮、骑跨在履带中间凸齿的两侧；所述涨紧杆安装在两个支撑轮的中间，每个支撑轮分别通过减震器与涨紧杆铰接；所述导向轮的高度高于支撑轮，导向轮与支撑轮之间的履带倾斜于地面；所述底盘箱体内的一端设有电机支架，另一端设有从传动轴支架，两侧三角履带总成的两个独立的驱动电机分别安装在电机支架上；所述底盘箱体的两侧分别设有可转动的多根传动轴，每侧的其中一根为主传动轴，其余的为从传动轴，底盘箱体两侧的每根主传动轴的一端及对应的驱动电机的输出轴上分别设有两个相互啮合的锥齿轮，每根主传动轴的另一端连接有带轮和驱动轮；所述底盘箱体两侧的各从传动轴的一端安装在从传动轴支架上，另一端连接有带轮和驱动轮，每侧的从传动轴上的带轮与同侧的主传动轴上的带轮之间通过同步带相连；所述底盘箱体两侧的各传动轴的轴向中心线共面，且与水平面平行；所述底盘箱体每侧的主传动轴与从传动轴的转速相同，两侧的传动轴通过各自驱动电机的带动实现不同的转速；所述减震器包括可伸缩的导向杆及压簧，其中导向杆的两端分别铰接于所述连杆的一端及涨紧杆，所述压簧套在导向杆上，抵接于导向杆的上下两端。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明由三角履带总成作为行驶机构，驱动轮高置形式消除了地面直接传递到驱动轮上的垂直载荷，其敞开式结构也提高了排沙土性能；三角履带总成的结构形式使机构适用于雪地、沙漠、戈壁、沼泽、草原等各种恶劣复杂地型。

2.本发明采用的三角履带结构，在支撑轮上采用减震器部件，增加了移动机构的减震功能，有效保护了移动机构各种零部件和控制器件，并提高了移动机构的可靠性和通过性。

3.本发明的两个主传动轴和两个从传动轴通过支架连接在一起，其轴心位于同一平面，此结构形式提高了底盘箱体的整体刚度。

4.本发明三角履带总成两端的导向轮采用上倾形式，使移动机构能够攀爬一定高的障碍。

5.本发明的支撑轮、导向轮为双排结构，骑跨在履带内凸齿两侧，保证履带不会横向滑动。

6.本发明的三角履带总成的防倾杆将支架和底盘箱体连接在一起，防倾杆采用弹性材料，在其轴向具有弹性变形功能，保证三角履带总成不会绕传动轴任意转动，在移动机构遇到障碍时也起到减震功能。