[实用新型]行星差动越障式履带机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，涉及移动机器人，具体涉及一种行星差动越障式履带机器人。

背景技术

履带式机器人在爬坡、越障和跨壕沟等方面具有优越性，常被应用于军事、消防及核工业等领域。欠驱动机械系统可提高机械系统灵活性、降低成本和能源消耗等，已逐渐成为机器人领域研究的热点。若将欠驱动技术、模块化技术与履带式移动机器人相结合，使其具有自适应复杂地面环境、多运动模式、多运动姿态、控制便捷和低能耗的特点，可使移动机器人在空间探测、灾难搜救、军事行动等领域获得更为广泛的应用。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种行星差动越障式履带机器人，将欠驱动技术运用到履带式移动机器人，增强其适应复杂地形环境的能力；驱动轮组件行驶和越障仅需要一个电机，且采用封闭的模块化设计，易于密封和更换。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型包括驱动轮组件、车体组件、机械臂组件和末端执行器组件；所述的车体组件两侧固接有四个驱动轮组件，所述的机械臂组件与车体组件的顶部固接，机械臂组件驱动末端执行器组件。

所述的驱动轮组件包括驱动电机、锥齿轮对、轴承、主轴、主动轮、第一减速器、第二减速器、第一齿轮对、第二齿轮对、齿轮轴、第三齿轮对、编码器、电机箱、摆臂、从动轮和履带；所述的第一减速器包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈。所述的驱动电机安装于电机箱的电机支撑套中；主轴通过轴承支承在电机箱内，并与驱动电机的输出轴固接，通过锥齿轮对传输动力；所述的太阳轮与主轴固接，行星架铰接在主轴上，行星轮铰接在行星架上；所述的主动轮与行星架固接；所述的齿圈与行星轮构成齿轮副，并与第一齿轮对通过第二减速器传输动力；所述的第一齿轮对与齿轮轴通过第二齿轮对传递动力；摆臂的一端固接在齿轮轴上，且两侧臂之间通过连接杆连接；从动轮铰接在摆臂的另一端；所述的主动轮与从动轮通过履带连接；所述的齿轮轴给第三齿轮对传输动力，编码器检测第三齿轮对的转速。

所述的机械臂组件包括机械臂舵机、支架、推力球轴承，臂座 、肩关节舵机、大臂、臂关节舵机、中臂、肘关节舵机、小臂和腕关节舵机。所述的支架固接于车体组件顶部，机械臂舵机固接于支架，其输出轴与臂座固接；所述的臂座通过推力球轴承支承于支架，臂座与支架构成周转副；两个肩关节舵机均固接于臂座，大臂的两侧与两个肩关节舵机的输出轴固接；所述的臂关节舵机固接于中臂，臂关节舵机的输出轴与大臂的一侧固接，大臂的另一侧与中臂铰接；所述的肘关节舵机固接于中臂；小臂的一侧与肘关节舵机的输出轴固接，另一侧与中臂铰接；所述的腕关节舵机固接于小臂。

所述的末端执行器组件包括执行器舵机、爪盘、第一连杆、第二连杆和手爪。所述的爪盘固接于腕关节舵机的输出轴，爪盘与小臂构成周转副；所述的执行器舵机固接于爪盘，第一连杆的中部固接于执行器舵机的输出轴，两端分别与一根第二连杆的一端铰接；两只手爪对中设置，中部均与爪盘的滑道构成  移动副，尾部分别与一根第二连杆的另一端铰接。

所述的车体组件包括底板、上板、左板、右板、后板和前板；所述左板、右板、前板和后板的底部均固接于底板，顶部均与上板固接；所述机械臂组件的支架固接于车体组件的上板，四个驱动轮组件的电机箱均固接于底板上。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的驱动轮组件采用行星差动式欠驱动传动，行驶、越障仅需一个动力源；

2、本实用新型的驱动轮组件采用模块化设计，易于密封和更换；

3、本实用新型的末端执行器组件采用曲柄滑块机构实现运动传递，执行器舵机靠近执行端的手爪，操作稳定性好。

4、本实用新型的四个驱动轮组件为独立驱动模块，增加了履带机器人系统的运动灵活性，通过驱动轮组件间的差速可实现机器人的零半径转向。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中驱动轮组件的传动原理图；

图3为本实用新型中驱动轮组件的结构示意图；

图4为本实用新型中车体组件的各个零件示意图；

图5为本实用新型中机械臂组件的结构示意图；

图6为本实用新型中机械臂组件各个零件间的运动副示意图；

图7为本实用新型中末端执行器组件的结构示意图；

图8为本实用新型的行驶状态示意图；

图9为本实用新型的作业状态示意图；

图10为本实用新型的越障状态示意图；

图11为本实用新型的越障恢复状态示意图。