[发明专利]张力约束变形履带机器人

权利要求书

1.一种张力约束变形履带机器人，其特征在于:以平面三杆机构为基础，借助履带张力约束实现欠驱动履带变形，包括：第一车架(1)、第二车架(2)、第三车架(3)、第一步进电机(4)、第二步进电机(5)、第一承重轮左半轮(6)、第一承重轮右半轮(7)、第二承重轮左半轮(8)、第二承重轮右半轮(9)、电机固定角铝(10)、第一带轮(11)、第二带轮(12)、第一锥齿轮(13)、第二锥齿轮(14)、第三锥齿轮(15)、第四锥齿轮(16)、第一传动轴(17)、第二传动轴(18)、第一螺柱(19)、第二螺柱(20)、履带(21)、阻尼器(22)；

所述的第一车架(1)以一个长条状，一端导有圆角，另一端为凸轮曲面的铝板切割件(1-1)为主体，两个导有圆角的配重(1-2、1-3)与两个较短的铝板切割件(1-4、1-5)组成带轮安装架，并通过各零件上预留安装孔位相互固定，在与第一带轮(11)和第一螺柱(19)连接处设有轴承(1-6、1-7、1-8)，车架上另设安装固定角铝(8)以及阻尼器(22)的孔位(1-9、1-10)，带轮安装架一端设有轴承座(1-11)；

所述的第二车架(2)由两片条状，两端为圆弧的的铝板切割件(2-1、2-2)构成，每片两端各设有一个轴承用于与第一车架(1)、第三车架(3)、第一螺柱(19)、第二螺柱(20)连接，两片铝板切割件中轴线上设有通孔，分别穿有中心打有小孔的圆柱(2-3、2-4)，其中较长者(2-3)利用过盈配合将两铝板切割件(2-1、2-2)固定，并连接阻尼器(22)，以两铝板切割件一端轴承为圆心的圆周上设置有若干小孔(2-5)，其中可视情况插入限位销，两圆柱体(2-3、2-4)中心小孔穿入一凸轮顶杆，顶杆内含弹簧，与第一车架(1)、第三车架(3)与定位销构成凸轮限位机构；

所述的第三车架(3)以一套恒力卷簧的滑杆系统(3-1)为主体，在恒力卷簧的作用下，滑杆始终以一恒定力量向外伸长，滑杆活动端一侧安装有一不规则形状的铝板切割件(3-2)，另一端安装两侧分别安装一铝板切割件(3-3)和角铝架(3-4)，三者均上设轴承，后二者共同组成带轮架，用于安装第二带轮(12)，轴承座(3-5)安装在角铝架上，用于连接第二传动轴(18)与第四锥齿轮(16)，角铝架(3-4)上设有用于连接第二步进电机(5)的安装孔(3-6)；

所述的第一承重轮左半轮(6)为回转体结构，其中心设有用于拧入第一螺柱的螺纹通孔(6-1)，轮内侧面上有用于与轴承内环接触的顶圈(6-2)，外侧面设有用于约束履带的挡圈(6-3)，第一承重轮右半轮(7)、第二承重轮左半轮(8)、第二承重轮右半轮(9)的外形尺寸与之相同；

所述的电机固定角铝(10)为一L形铝板折弯件，折弯处两侧具有肋板加固，两端分别设有与电机连接的安装孔(10-1)和与第一车架连接的安装孔(10-2)，确保电机安装孔的出轴孔与第一车架(1)的轴承座共线；

所述的阻尼器(22)包含一个一端带有圆环状突起的铝板切割件(22-1)、一个一端带有悬臂并连接圆环的铝板切割件(22-2)、“随意停”阻尼转轴(22-3)、与第二车架(2)和第三车架(3)连接的套筒(22-4、22-5)、安装轴承(22-8)，两铝板切割件(22-1、22-2)通过其上螺纹孔(22-6、22-7)将阻尼转轴(22-3)固定，并将其阻尼力输送到车架上，轴承(22-8)则用于将阻尼器固定在第二螺柱(20)上，保证其扭力输出；

第一车架(1)与第二车架(2)端侧轴承共轴套在第一螺柱(19)上，第一承重轮左、右半轮(6、7)分别从两侧拧入第一螺柱(19)，在外侧进行固定，同理，第二车架(2)与第三车架(3)通过第二承重轮左、右两半轮(8、9)固定于第二螺柱(20)上，电机角铝(10)安装在第一车架(1)的一侧，并使用螺纹紧固件进行固定，将第一带轮(11)安装在第一车架(1)的带轮架上，安装过程中可暂时拆解第一车架(1)，将第一锥齿轮(13)固定于第一带轮(12)出轴的与固定角铝(10)同侧的端面上，并将第二锥齿轮(14)安装于其旁边的轴承架上，并将第二锥齿轮(14)与第一传动轴(17)连接，将第一步进电机(4)安装在固定角铝(10)上，并用螺纹紧固件进行固定，将第二带轮(12)安装在第三车架(3)的带轮架上，安装过程中可暂时拆解第三车架(3)，将第三锥齿轮(15)固定于第二带轮(12)出轴的与第三车架(3)的轴承座同侧的端面上，并将第四锥齿轮(16)安装于其旁边的轴承架上，并将第四锥齿轮(16)与第二传动轴(18)连接，将第二步进电机(5)安装在第三车架(3)的电机安装架上，并用螺纹紧固件进行固定，在第一螺柱(19)的一端安装阻尼器(22)，并利用螺纹紧固件将其与第一车架(1)与第二车架(2)固定，履带(21)装配于第一带轮(11)与第二带轮(12)之间。