[实用新型]轮履复合式全地形机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及全地形机器人领域，具体是对履带型全地形机器人提出新的结构并对履带进行创新设计的轮履复合式全地形机器人。

背景技术

全地形机器人现今广泛应用于探索、军事、灾害救援上。他的种类繁多，主要有仿生足机器人、轮式机器人、履带式机器人、混合式（轮+履带等）以及特殊式（蛇形等）机器人。相比于仿生足类和轮式机器人，履带式机器人有更高的地形适应能力。和混合式和特殊式相比，履带式结构简单、控制容易和成本较低而且速度更快。因此履带是全地形机器人最常采用的行动方式。我们知道坦克之所以能爬陡坡，越宽壕，涉深水，克垂壁，穿沼泽，过田野，驰骋战场无所阻挡，正是因为它有两条特殊的履带。可见履带式机器人拥有以下的优点：

1、支撑面积大，接地比压下，适合于松软或泥泞的场地作业，下陷度小，滚动阻力小，越野机动性能好。

2、转向半径极小，可以实现原地转向。

3、履带支撑面上有履齿，不宜打滑，牵引附着性能好，有利于发挥较大的牵引力。

4、具有良好的自复位和越障能力，带有履带臂的机器人还可以像腿式机器人一样实现行走。

所以履带的优良性能基本满足了全地形机器人的要求。

履带式机器人可分为形状可变机器人和位置可变机器人。

所谓形状可变履带机器人，是指该机器人所用履带的构形可以根据地形条件和作业要求进行适当变化。图1所示为一种形状可变履带机器人的外形示意图。该机器人的主体部分是两条形状可变的履带，分别由两个主电动机驱动。当两条履带的速度相同时，机器人实现前进或后退移动；当两条履带的速度不同时，机器人实现转向运动。当主臂杆绕履带架上的轴旋转时，带动行星轮转动，从而实现履带的不同构形，以适应不同的运动和作业环境（见图2）。

所谓位置可变履带机器人，是指履带相对于车体的位置可以发生变化的履带式机器人。这种位置的改变既可以是一个自由度的，也可以是两个自由度的。图3所示为一种二自由度变位履带机器人，各履带能够绕车体的水平轴线和垂直轴线偏转，从而改变机器人的整体构形。变位履带机器人集履带式机器人和全方位轮式机器人的优点于一身。当其履带沿一个自由度方向变位时，可用于攀爬阶梯和跨越沟渠（图4）；当其履带沿另一个自由度方向变位时，可实现车体的全方位行走方式（见图5）。

全地形机器人的研究受到各国的广泛重视，履带型全地形机器人的发展是重中之重。无论是形状可变机器人还是位置可变机器人，都没有解决履带型机器人整体相对笨重和机动性较弱的缺点。因此对履带型机器人在机器人结构上和机器人控制上的改进就显得非常重要。本实用新型对机器人的控制不做研究，只对履带机器人的结构展开新的方案设计，让机器人拥有更强的机动性和地形适应性。

实用新型内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了轮履复合式全地形机器人，让机器人同时拥有履带式机器人和轮式机器人的特点，从而可以让机器人拥有更强的机动性和地形适应性。

（二）技术方案

为实现上述干燥效率高和干燥效果好的目的，本实用新型提供如下技术方案：轮履复合式全地形机器人，包括履带、驱动电机和车轮，其特征在于，所述履带包括前履带和后履带，所述车轮包括前车轮和后车轮，所述前履带内设置有从动轮和前履带驱动轮，所述后履带内设置有后履带第一驱动轮和后履带第二驱动轮，所述从动轮安装在第一转轴上，所述第一转轴和前机架连接，所述前履带驱动轮安装在第二转轴上，所述第二转轴外端和前车轮连接，第二转轴里端和前机架连接；所述后履带第一驱动轮安装在第三转轴上，所述第三转轴和后机架连接，所述后履带第二驱动轮安装在第四转轴上，所述第四转轴外端和后车轮连接，第四转轴里端和后机架连接；所述前机架上面连接有第一连接块，所述第一连接块上设置有第五转轴，所述后机架上安装有第二连接块，所述第二连接块为U型结构且设置有与第五转轴相互配合的通孔；所述前履带驱动轮、后履带第一驱动轮和后履带第二驱动轮均通过驱动电机驱动，所述驱动电机安装在前机架和后机架上。

优选的，所述前机架和后机架上还安装有前导向轮支撑架和后导向轮支撑架，所述前导向轮支撑架和后导向轮支撑架分别安装有前导向轮和后导向轮。

优选的，所述前导向轮和后导向轮的数量均为两个。

（三）有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了轮履复合式全地形机器人，具备以下有益效果：