[发明专利]被动适应地形的履带式移动平台及具有其的机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种被动适应地形的履带式移动平台和具有该移动平台的机器人。

背景技术

履带式行走机构被广泛的应用于移动机器人。移动机器人的履带行走机构通常使用刚性悬架，不进行减震设计，快速通过复杂地形时，震动较大。为使履带式行走机构能够被动的自适应地形，减少震动,目前采用两种形式。

其一，机器人的左右两履带相对主车体固定，其履带单元上使用了具有减震功能的结构，对于小尺寸起伏地形时，履带有一定的减震作用。小型履带机器人的履带行走机构的外形尺寸较小，即使其单侧履带有减震单元，但也只适合起伏程度不大的地形，即对竖直方向小幅高频颠簸具有较好的减震效果；对于起伏较大的地形，履带适应地形的效果差，即对大幅度低频的颠簸的减震效果差，会使履带平台产生较大的横滚角和俯仰角，易产生较大震动或颠覆。

其二，左右两履带单元整体上随地形起伏做关联摆动。如中国矿业大学研制了一种摇杆式轮履结合机器人(公开号：CN101554890)，其履带行走部总成呈W形，通过齿轮式差动机构与主车体相连；利用差动机构使左右两履带整体随着地形变化而相对主车体摆动以被动适应地形，且保证了机器人主车体相对平衡。但目前未有对于两侧的履带未进行局部的减震设计，因此当机器人在起伏幅度不大的地面上行驶时，则有较大的震动。

在国家自然科学基金青年基金(批准号：51205391)的支持下，本发明人团队进一步进行研究，为克服上述的问题，探索一种被动适应地形的履带式移动平台及具有其的机器人。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种被动适应地形的履带式移动平台，该移动平台可以被动适应起伏的地形，同时具有较高的稳定性。

根据本发明实施例的被动适应地形的履带式移动平台，包括：中间车体，所述中间车体包括：主体；侧转轴，所述侧转轴为两个，且两个所述侧转轴可枢转地设在主体的两侧；平衡装置，所述平衡装置分别与所述主体和所述两个侧转轴相连；履带单元，所述履带单元为两个，所述两个履带单元上分别设有履带，且所述履带单元包括：履带主架，所述履带主架与所述侧转轴的一端相连；柔性悬架，所述柔性悬架与履带主架相连；承重轮，所述承重轮通过所述柔性悬架与所述履带主架相连。

根据本发明实施例的被动适应地形的履带式移动平台，通过平衡装置将主体和侧转轴相连，侧转轴与履带单元相连，而且履带单元并利用柔性悬架将承重轮和履带主架相连，从而可以适应地形的起伏，进而在一定程度上提高可靠性和稳定性。

可选地，所述柔性悬架包括：独立悬架，所述承重轮通过所述独立悬架与所述履带主架相连。

进一步地，所述独立悬架包括：独立摆臂，所述独立摆臂与履带主架可枢转地相连，所述独立摆臂的下端与所述承重轮相连；第一阻尼器，所述第一阻尼器的一端与履带主架相连，所述第一阻尼器的另一端与所述独立摆臂相连。

可选地，所述柔性悬架包括联动悬架，所述承重轮通过所述联动悬架与所述履带主架相连。

进一步地，所述联动悬架包括：支撑摇架，所述支撑摇架与履带主架可枢转地相连且包括两个摇架，两个所述摇架可枢转地相连；平衡轮架，所述平衡轮架为两个，且两个平衡轮架的中部分别与所述两个摇架的下端可枢转地相连，所述平衡轮架的两端设有所述承重轮；第二阻尼器，所述第二阻尼器的两端分别与所述两个摇架相连。

根据本发明的一些实施例，所述履带主架包括：主架侧板，所述主架侧板与所述侧转轴相连，所述主架侧板为竖向设置的两个，所述两个主架侧板的一端设有驱动轮组件接口，另一端设有改向轮组件接口，且两个所述主架侧板通过连接件平行地相连。

根据本发明的一些实施例，所述履带单元还包括：驱动轮组件，所述驱动轮组件与所述驱动轮组件借口相连且包括驱动轮；驱动件，所述驱动件与所述驱动轮相连，以驱动所述驱动轮转动；改向轮组件，所述改向轮组件与所述该向轮组件借口相连且包括改向轮；张紧装置，所述张紧装置构造为常推动所述改向轮以张紧所述履带；至少一个托带轮，所述拖带轮与所述履带主架相连。

可选地，所述平衡装置为连杆式平衡装置，所述连杆式平衡装置包括：摇杆，所述摇杆的中部与所述主体可枢转地相连；侧连杆，所述侧连杆为两个，所述两个侧连杆的一端分别与所述摇杆的一端以第一球副相连，所述两个侧连杆的另一端分别与所述两个侧转轴的另一端以第二球副相连，且所述第二球副与所述侧转轴的轴线存在一偏距。