不减速爬台越障机构制造技术

本发明专利技术公开了一种利用小力控制、杠杆二级触发设计的不减速爬台越障机构。它是由车体底盘支架、传动机构、二级杠杆触发机构、从动轮抬起机构四部分组成，车体底盘支架包括支撑框架和安装在上的驱动电机８，传动机构包括传送带、驱动轮２和从动轮６，在驱动电机主动轴１１上安装有旋转支架，传送带安装在驱动轮２和从动轮６之间，二级杠杆触发机构由两个杠杆组成，从动轮抬起机构包括拉伸弹簧４。经实践证明本发明专利技术不减速爬台越障机构运行稳定、速度快、效果好，不但可以应用在机器人竞技领域，还可作为运输工具的载体，也可以用于工厂里产品的自动接取、运送、包装等，在连续快速一次性跨台、越障的环境中都有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人应用领域，特别涉及一种不减速爬台越障机构。
技术介绍
目前，在机器人比赛、以车体底盘为载体的运输工具等诸多环境中，传统的设计方法是设计子母式爬台机器人，子母式机器人采用两个机器人连贯配合设计的原则，运动过程类似于现代机器人学中的重构原理。母机器人为子机器人提供一个10cm高的平台，以抵消子机器人与设备之间的高度差。将子机器人运送至设备边缘，并给它一个源动力使两机器人分离。以这种方法设计的机器人有重量重、稳定性差、组装麻烦、控制复杂且不容易协调、可调性差、子母车分离不彻底等诸多缺点。目前尚未有利用杠杆二级触发，车体能不减速、基本不损失能量的爬台越障的机械结构设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开一种利用小力控制、杠杆二级触发设计的不减速爬台越障机构。本专利技术的目的是这样实现的它是由车体底盘支架、传动机构、二级杠杆触发机构、从动轮抬起机构四部分组成，车体底盘支架包括支撑框架和安装在上的驱动电机8，驱动电机主动轴11通过轴承座安装在支撑框架上；传动机构包括传送带、驱动轮2和从动轮6，驱动轮2安装在驱动电机主动轴11上，在驱动电机主动轴11上安装有旋转支架，从动轮6安装在旋转支架上，传送带安装在驱动轮2和从动轮6之间；二级杠杆触发机构由两个杠杆组成，两个杠杆都固定在车体底盘支架上；从动轮抬起机构包括拉伸弹簧4，拉伸弹簧4的一端固定在从动轮6的轴端，另一端固定在支撑框架上。本专利技术还具有这样一些结构特征1、传动机构的传送带为履带5。2、从动轮抬起机构的旋转支架为Y形旋转支架7。本专利技术属于可以充当竞技机器人、设备、通讯系统等爬台越障的运动载体，可以代替人进入某些特定环境来完成竞技比赛、运输工具等规定的任务。本专利技术的优点及特点是整个运动车体不减速、损失能量极少、无撞击、可重复连续使用、越障时对上层结构运动无任何影响。本专利技术中车体底盘支架的金属框架对机构起支撑作用，驱动电机为整个系统提供动力，轴承座用来支撑传动机构和抬起机构的；传动机构中传送带即履带的松紧程度可通过胀紧机构上的螺丝进行调解，驱动电机与驱动轮相连，传动机构固定在车体底盘支架上并可绕驱动轮中心转动，从动轮接触地面，驱动车体前行；二级杠杆触发机构的两级触发杠杆都固定在车体底盘上，可以绕各自的支撑轴转动，第一级触发杠杆负责爬台越障时撞击触发释放第二级杠杆，第二级触发杠杆控制从动轮抬起机构的抬起与放下；从动轮抬起机构由从动轮、拉伸弹簧和Y形旋转支架组成，驱动轮、从动轮和Y形的支架固定在一起，从动轮通过履带与驱动轮相连，抬起机构在拉伸弹簧的拉力作用下可绕驱动轮的中心轴旋转。本专利技术是一种采用履带传动机构、具有二级杠杆出发机构的爬台越障机构，可以做机器人爬台越障的驱动底盘。本专利技术的爬台高度为水平面平于或略高于上端大履带轮的最低点，爬台驱动源为直流伺服电机并经减速器减速，动力传动机构采用履带传动。驱动底盘采用此爬台越障机构设计的机器人可直线行走、转弯、不减速爬台越障，爬台越障过程中能量损失极少。整个爬台越障机构具有体积小、设计简单、车体不需减速、能量损失极少、无撞击、越障平稳等优点。经实践证明本专利技术不减速爬台越障机构运行稳定、速度快、效果好，不但可以应用在机器人竞技领域，还可作为运输工具的载体，进行重物在远距离平地与台阶、台阶与台阶等复杂环境之间的快速平稳运输，其跨越台阶的高度可通过履带长短或涨紧度来调解；也可以用于工厂里产品的自动接取、运送、包装等；在导弹快速安装、导弹发射、炮弹快速安装、坦克跨越壕沟等连续快速一次性跨台、越障的环境中都有广阔的应用前景。附图说明图1是本专利技术不减速爬台越障机构的机构原理示意图；图2是本专利技术不减速爬台越障机构的结构示意图。具体实施方式结合附图，下面对本专利技术的具体结构进行说明本专利技术包括车体底盘支架、传动机构、二级杠杆触发机构、从动轮抬起机构四部分组成，传动机构、二级杠杆触发机构和从动轮抬起机构固定在车体底盘支架上。车体底盘支架包括金属支撑框架、驱动电机8、轴承座，金属框架支撑整个机构，传动机构和从动轮抬起机构由轴承座支撑；传动机构由传动带、驱动轮2和从动轮6组成，传动带的松紧程度可通过胀紧机构上的螺丝进行调解；驱动电机8与驱动轮2相连，传动机构固定在车体底盘支架上并可绕驱动轮2中心转动；传动机构的从动轮6接触地面，驱动车体前行；二级杠杆触发机构由两个杠杆组成，两级触发杠杆都固定在车体底盘上，可以绕各自的支撑轴转动，第一级触发杠杆1负责爬台越障时撞击触发释放第二级触发杠杆3，第二级触发杠杆3控制从动轮6抬起机构的抬起与放下；从动轮抬起机构由拉伸弹簧4和Y形旋转支架组成，驱动轮2、从动轮6和Y形支架7固定在一起，从动轮6通过传送带与驱动轮2相连，抬起机构在拉伸弹簧4的拉力作用下可绕驱动轮2的中心轴旋转。本专利技术安装时将爬台越障机构安装在车体底盘支架的前端，车体底盘支架、履带传动机构、二级杠杆触发机构、从动轮抬起机构四部分构成了驱动底盘的整体。下面结合图1具体描述本专利技术爬台越障机构的工作原理从动轮6与驱动轮2通过履带5传动，从动轮6、驱动轮2和Y形支架7固定一起，从动轮接触地面驱动车体前行；拉伸弹簧4与从动轮6固连，弹簧始终给从动轮、驱动轮和Y形支架连杆组成的整体一个向上抬起的拉力，二级触发杠杆3通过死点原理压住Y形支架7，弹簧拉力最终是转化作用在二级触发杠杆3上；当一级触发杠杆1下方遇一台阶受到向左的作用力，一级触发杠杆1将绕P点顺时针转动(一级触发)，一级触发杠杆1顺时针转动将使一级触发杠杆1和二级触发杠杆3在接触点M脱离，二级触发杠杆3随即没有了约束力(二级触发)，Y形支架7被释放，从动轮6、驱动轮2和Y形支架7组成的抬起机构在弹簧4拉力的作用下将绕O点顺时针旋转抬起，从而登上台阶，上台之后是驱动轮2接触台面带动整个车体继续前行。结合图2的结构示意图，下面详细介绍本专利技术的工作过程机器平地运动时，底盘大部分器件不运动，只有驱动电机主动轴11，履带5，从动轮6(小履带轮)，驱动轮2(大履带轮)，驱动电机8转动，驱动轮2与驱动电机主动轴11固联，驱动轮2与驱动电机主动轴11同步运动，驱动轮2转动带动履带5运动，履带5运动带动从动轮6转动，履带5实现了速度的转移。机器人主体静止或平地运动，但在没有撞击时，一级触发杠杆1、二级触发杠杆3如图1所示，整体车体重量作用于从动轮6与地面接触的一点，而履带机构保持正常状态(即接触点只发生运动轨迹运动而不发生垂直方向的上下运动)需要保持抬起机构与一级触发杠杆1、二级触发杠杆3相对位置不变。本机构杠杆应用于触发开关，可以用一个小力控制整体机器人的质量。我们设计机器一级触发杠杆1的动力臂和阻力臂的长度分别为l1＝80mm和l2＝77mm，代入公式(1)F2＝F1*L1/L2(1)可得通过一级杠杆将力扩大了1.03倍。设计二级触发杠杆3的长度l1＝130mm，l2＝10mm，代入公式(1)后计算得知二级杠杆将力扩大了13倍。所以通过此杠杆触发装置总共将力扩大了13.39倍，这样则可以保证很小的一个力就能控制整个大力，实验证明此杠杆可实现很小的一个冲撞力就能将杠杆套12脱离，几乎不损耗整个机器整体运动的能量，作用效果明显。当机构与障碍物、台阶相撞时，一级触发杠杆1的下端与障碍物先接触，杠杆绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不减速爬台越障机构，它是由车体底盘支架、传动机构、二级杠杆触发机构、从动轮抬起机构四部分组成，车体底盘支架包括支撑框架和安装在支撑框架上的驱动电机（８），驱动电机主动轴（１１）通过轴承座安装在支撑框架上；传动机构包括传送带、驱动轮（２）和从动轮（６），驱动轮（２）安装在驱动电机主动轴（１１）上，在驱动电机主动轴（１１）上安装有旋转支架，从动轮（６）安装在旋转支架上，传送带安装在驱动轮（２）和从动轮（６）之间；二级杠杆触发机构由两个杠杆组成，两个杠杆都固定在车体底盘支架上；从动轮抬起机构包括拉伸弹簧（４），拉伸弹簧（４）的一端固定在从动轮（６）的轴端，另一端固定在支撑框架上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东良，王立权，刘德峰，王文明，季宝锋，佘运玖，宋辉，贾守波，邓辉峰，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]