[实用新型]基于连杆机构的小型履带机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种机器人，具体地说是越障机器人。

背景技术

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。

发明内容

本实用新型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。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型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。

本实用新型还可以包括：

1、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。

本实用新型的优势在于：

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，本实用新型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1为本实用新型三维示意图；

图2为本实用新型内部传动示意图；

图3a-图3g为本实用新型杆组Ⅳ构型姿态图；

图4a-图4c为本实用新型杆组Ⅲ构型姿态图；

图5为本实用新型杆组Ⅳ平面示意图；

图6为本实用新型杆组Ⅲ平面示意图；

图7为本实用新型杆组Ⅳ空间示意图；

图8为本实用新型杆组Ⅲ空间示意图；

图9为本实用新型杆组组合构型姿态图；

图10a-图10g为本实用新型越障动Ⅰ动作过程示意图；

图11a-图11i为本实用新型越障动Ⅱ动作过程示意图；