基于连杆机构的小型履带机器人制造技术

本实用新型专利技术的目的在于提供基于连杆机构的小型履带机器人，包括车体、行走机构、连接机构、驱动电机、连杆电机，行走机构和连接机构均有两组、对称的安装在车体的两侧，连杆电机包括第一连杆电机和第二连杆电机，驱动电机、第一-第二连杆电机均安装在车体上。本实用新型专利技术将连杆机构引入机器人构型设计当中，提高了履带连架的刚性定位状态与位置精度，连杆机构可减小电机负荷，为进一步减小机器人体积提供必要条件，连杆采用多孔加工，可根据具体地形调整连杆配合长度，改变杆组的构型姿态和变化范围，机器人可实现21种的机器人构型变化状态。具有非常好的地形适应能力。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种机器人，具体地说是越障机器人。
技术介绍
机器人的越障构型设计在机器人的学术领域中具有重要的科研和应用价值。越障机构的移动载体系统，按其运动机构可分为无肢类、轮式、腿式、轮腿式、以及履带式。无肢类机器人具有运动稳定性好、适应地形能力强和高的牵引力等特点，但多自由度的控制困难，运动速度低。轮式机器人具有结构简单、重量轻、轮式滚动摩擦阻力小和机械效率高等特点，但越过壕沟、台阶的能力差。腿式机器人具有适应地形能力强的特点，能越过大的壕沟和台阶，其缺点是速度慢、控制复杂。轮腿式机器人融合腿式机构的地形适应能力和轮式机构的高速高效性能，其缺点是结构复杂，控制繁琐。履带式移动系统因自身地形适应能力强，控制简单，动载荷小等特点在移动机器人领域已得到广泛的应用。但履带式机器人其车 体的净空高度一般较小且体积较大，在杂乱复杂的环境中易被卡阻；关节履带机器人可利用摆臂履带辅助越障，但在未知的、复杂的非结构环境中很难做到精确操作。
技术实现思路
本技术的目的在于提供越障性能好、地形适应强、灵活性高、控制简单准确、构型驱动稳定的基于连杆机构的小型履带机器人。本技术的目的是这样实现的本技术基于连杆机构的小型履带机器人，其特征是包括车体、行走机构、连接机构、驱动电机、连杆电机，行走机构和连接机构均有两组、对称的安装在车体的两侧，连杆电机包括第一连杆电机和第二连杆电机，驱动电机、第一-第二连杆电机均安装在车体上；所述的行走机构包括第一-第九履带轮、第一-第四履带，第一履带缠绕在第一-第二履带轮上组成第一行走单元，第二履带缠绕在第三-第四履带轮上组成第二行走单元，第三履带缠绕在第五-第七履带轮上组成第三行走单元，第四履带缠绕在第八-第九履带轮上组成第四行走单元，第二履带轮与第三履带轮同轴，第四履带轮与第五履带轮同轴，第七履带轮与第八履带轮同轴；所述的连接机构包括第一连接单元和第二连接单元，第一连接单元包括第一-第七连杆，第一连杆连接第一履带轮和第二履带轮，第二连杆连接第三履带轮和第四履带轮，第三连杆一端连接第一连杆、另一端连接第五连杆，第四连杆一端连接第一连杆、另一端连接第五连杆，第五连杆的一端固定在车体上，第六连杆一端连接第五连杆、另一端通过第七连杆连接第一连杆电机；所述的第二连接单元包括第八-第十一连杆，第八连杆连接第八履带轮和第九履带轮，第九连杆连接第第七履带轮和第九履带轮，第十连杆一端连接第九连杆、另一端通过第十一连杆连接第二连杆电机；驱动电机连接并驱动第七履带轮。本技术还可以包括I、还包括第三连杆电机，第三连杆电机连接并驱动第二连杆。2、连杆上至少开有两个孔，两个连杆之间通过连杆上的孔相连、并可通过调整连接的孔从而调整连杆长度。3、第三连杆与第一连杆通过第一滑块连接，第三连杆可在第一连杆上滑动，第十连杆和第九连杆通过第二滑块连接，第十连杆可在第九连杆上滑动。本技术的优势在于第一，将连杆机构引入机器人构型设计当中，提高了履带连架的刚性定位状态与位置精度。第二，连杆机构可减小电机负荷，为进一步减小机器人体积提供必要条件。第三，在大大减小机器人的体积的同时，保证了相对较强的越障性能。 第四，连杆采用多孔加工，可根据具体地形调整连杆配合长度，改变杆组的构型姿态和变化范围。第五，可实现单侧同步驱动四履带的驱动方式，增强了动力输出。第六，机器人可实现21种的机器人构型变化状态。具有非常好的地形适应能力。第七，本技术通过不同控制模块的植入可以实现不同的功能应用，依托于此结构平台的后续可开发性高、应用前景广阔。附图说明图I为本技术三维示意图；图2为本技术内部传动示意图；图3a-图3g为本技术杆组IV构型姿态图；图4a-图4c为本技术杆组III构型姿态图；图5为本技术杆组IV平面示意图；图6为本技术杆组III平面示意图；图7为本技术杆组IV空间示意图；图8为本技术杆组III空间示意图；图9为本技术杆组组合构型姿态图；图IOa-图IOg为本技术越障动I动作过程示意图；图Ila-图Ili为本技术越障动II动作过程示意图；图12a-图12e为本技术越障动III动作过程示意图。具体实施方式以下结合附图举例对本技术做更详细地描述结合图I 12，本技术包括的部件机器人主要是由杆组4、14、15、32，履带轮1、2、5、6、10、11、13、17、18、19、21、25、26、28、29、31、33、40，履带 3、7、12、16、23、27、30、34，连杆电机8、9、37，驱动电机41、44，车体24等。在车体24 —侧，见图1，图2 :轴VII 48的一端与杆组IV 32中的连杆IV 54 一端固连。轴VI 47的一端与杆组IV 32中的连杆IV 54、连杆V 55的为转动副连接配合，另一端与连杆VI 56的一端为转动副连接配合。履带轮XVI 31与轴VII为同心异步转动安装配合。履带轮XV 29与履带轮XIV 28固连为一体并与轴VI 47为同心异步转动安装配合。轴V 46一端通过联轴器与涡轮蜗杆减速箱I 36输出端固连，另一端与杆组IV 32中的连杆VI 56 一端为转动副连接配合。履带轮X II 25与履带轮XIII 26固连为一体并与轴V 46为同心异步转动安装配合。轴IV 45与车体24为固连安装配合，履带轮X I 21与轴IV 45为同心异步转动安装配合。履带轮IX 18与履带轮X 19固连为一体，履带轮X 19与涡轮蜗杆减速箱43输出轴端为同心固连安装配合。履带轮VDI 17与杆组III 15中的轴IX 65为同心异步安装配合。连杆电机I 8、连杆电机II 9分别通过连杆电机架II 22、连杆电机架I 20安装在车体24上。连杆电机I 8的一输出端与杆组IV 32中的连杆XIV 64为转动副连接配合，连杆电机II 9的一输出端与杆组III 15中的连杆VII 57为转动连接副配合。杆组IV 32见图7包括连杆XIV 64、连杆I 50、连杆II 51、连杆III 52、连杆IV 54、连杆V 55、连杆VI 56、滑块I 53、轴VI 47，轴V 46。其中，滑块I 53与连杆IV 54为移动副连接配合；连杆III 52底端与滑块I 53为转动副连接配合；连杆III 52顶端与连杆II 51顶端为转动副连接配合；连杆II 51中上部与连杆V 55顶端为转动副连接配合；轴讥47 一端与连杆IV 54 一端、连杆V 55底端均为转动副连接配合；轴讥47另一端与连杆VI 56 一端为转动副连接配合；连杆VI 56另一端与轴V 46 一端为转动副连接配合；轴乂 46另一端与车体24即机架为转动副连接配合；连杆I 50 —端与连杆II 51中上部为转动副连接配合；连·杆II 51底端与车体24即机架为转动副连接配合；连杆I 50另一端与连杆XIII 64底端为转动副连接配合；连杆XIII 64顶端与车体24即机架为转动副连接配合。轴VI 47、轴V 46，连杆VI 56处于同一安装平面I。连杆XIV 64，连杆I 50，连杆II 51，连杆III 52，连杆IV 54，连杆V55，滑块I 53处于同一安装平面II。安装平面I，安装平本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于连杆机构的小型履带机器人，其特征是：包括车体、行走机构、连接机构、驱动电机、连杆电机，行走机构和连接机构均有两组、对称的安装在车体的两侧，连杆电机包括第一连杆电机和第二连杆电机，驱动电机、第一？第二连杆电机均安装在车体上；所述的行走机构包括第一？第九履带轮、第一？第四履带，第一履带缠绕在第一？第二履带轮上组成第一行走单元，第二履带缠绕在第三？第四履带轮上组成第二行走单元，第三履带缠绕在第五？第七履带轮上组成第三行走单元，第四履带缠绕在第八？第九履带轮上组成第四行走单元，第二履带轮与第三履带轮同轴，第四履带轮与第五履带轮同轴，第七履带轮与第八履带轮同轴；所述的连接机构包括第一连接单元和第二连接单元，第一连接单元包括第一？第七连杆，第一连杆连接第一履带轮和第二履带轮，第二连杆连接第三履带轮和第四履带轮，第三连杆一端连接第一连杆、另一端连接第五连杆，第四连杆一端连接第一连杆、另一端连接第五连杆，第五连杆的一端固定在车体上，第六连杆一端连接第五连杆、另一端通过第七连杆连接第一连杆电机；所述的第二连接单元包括第八？第十一连杆，第八连杆连接第八履带轮和第九履带轮，第九连杆连接第七履带轮和第九履带轮，第十连杆一端连接第九连杆、另一端通过第十一连杆连接第二连杆电机；驱动电机连接并驱动第七履带轮。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少刚，郭云龙，赵丹，林珊颖，刘铮，鱼展，谷清明，刘海丰，李芳，李少杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：实用新型
国别省市：