[实用新型]一种轮履复合式底盘结构

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人领域，具体涉及一种轮履复合式底盘结构。

背景技术

由于实际应用场合的不同，移动机构的设计多种多样，主要包括：轮式、履带式、腿式、蛇形式等，不同的机构都有各自的优缺点。轮式机构结构简单、控制方便、移动灵活，并且技术成熟，是最常使用的移动机构，但它对复杂地形的适应能力一般；履带式机构因为和地面有更大的作用面，可以在野外和一些恶劣环境下进行作业，具有较高的地面适应能力，但它的灵活性相对于轮式机构较差，并且驱动效率有所降低。由此可见，采用单一移动机构设计的底盘，对复杂多变的环境适应能力一般。

为了提高底盘在不可预测的非结构工作环境中的效率和适应能力，复合式底盘是研究的主要方向。学位论文《一种轮履复合救援机器人底盘的动力学分析与优化》（天津理工大学，李浩，出版日2015年1月1日）公开了一种由轮履复合式变体轮构成的轮履复合式底盘，主要包括驱动主轮、可重构履带、伸展机构及传动机构等组成。为了实现轮履结构转换，变体轮外侧还包覆有可重构橡胶履带。变体轮通常情况下以轮式状态运行，当工作环境改变时，通过内部电机驱动伸展机构从而将外侧可重构履带撑开，使得变体轮变为类三角履带式结构。但是由于轮履复合式变体轮的结构复杂，材料强度要求高，因而加工成本昂贵。此外，轮履切换的速度较慢，不能适应比赛的实时要求，其轮式结构普通，也不能实现全方位移动，灵活性较差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种轮履复合式底盘结构，克服了现有轮履复合式底盘结构复杂、切换速度较慢、不能实现全方位移动、灵活性较差等问题。

本实用新型的技术解决方案是：一种轮履复合式底盘结构，包括一个履带底盘、四个电动推杆升降机构、四个麦克纳姆轮移动机构和一个全方位移动平台框架，所述全方位移动平台框架固定在履带底盘上，四个电动推杆升降机构的推杆顶端分别固定在全方位移动平台框架上，四个麦克纳姆轮移动机构分别与四个电动推杆升降机构固连，通过电动推杆的伸长和收缩，使得麦克纳姆轮移动机构接触和离开地面。

所述履带底盘包括两条橡胶履带、P个承重轮、两个驱动轮、一个履带底盘框架、两个直流无刷电机、两个驱动轮车轴和两个从动轮，其中P≥4，履带底盘框架两侧分别设有一个直流无刷电机，每个直流无刷电机通过一个驱动轮车轴连接一个驱动轮，所述驱动轮位于履带底盘框架的一端，履带底盘框架的另一端通过转轴与从动轮转动连接，同一侧的驱动轮和从动轮之间的履带底盘框架上通过转轴分布P/2个承重轮，橡胶履带套在同一侧的驱动轮和从动轮的外部，并齿合联动；所述履带底盘框架上固连全方位移动平台框架。

所述全方位移动平台框架包括底部框架和四个矩形框架，四个矩形框架固定在底部框架的四个角顶面，底部框架固定在履带底盘框架上，四个电动推杆升降机构分别与四个矩形框架固连。

所述电动推杆升降机构包括一个底盘固定钣金件、一个电推上基座、四根麦轮定位柱、四个直线法兰轴承、四个麦轮定位基座、一个麦轮固定板、一个电推下基座和一个电动推杆，自上向下依次平行间隔设置底盘固定钣金件、麦轮固定板和电推下基座，底盘固定钣金件中心设有第一通孔，电推上基座穿过所述第一通孔与电动推杆固连，麦轮固定板中心设有第二通孔，电动推杆穿过第二通孔与电推下基座固连，四根麦轮定位柱环绕电动推杆分布，麦轮定位柱底部通过麦轮定位基座与麦克纳姆轮移动机构固连，麦轮定位柱顶部穿过麦轮固定板靠近底盘固定钣金件，直线法兰轴承滑动套设于所述麦轮定位柱上，并与麦轮固定板固连；底盘固定钣金件与全方位移动平台框架的矩形框架顶面固连，麦轮固定板与矩形框架底面固连，麦克纳姆轮移动机构固定在电推下基座的底面。

所述底盘固定钣金件为礼帽形；电推上基座包括底板和凸台，凸台位于底板中心，底板与底盘固定钣金件底面固连，凸台穿过底盘固定钣金件的第一通孔，电动推杆顶面接触底板，螺栓依次穿过凸台和底板后与电动推杆固连。

所述麦克纳姆轮移动机构包括底盘电机、电机盒、电机盒上盖、麦轮上壳、麦克纳姆轮、麦轮电机基座、麦轮车轴、两个法兰轴承和两个麦轮侧支撑架，底盘电机设置在电机盒内，底盘电机输出轴伸出电机盒，电机盒和电机盒上盖用于保护底盘电机，麦轮上壳为倒U形，麦克纳姆轮设置在麦轮上壳下方，麦轮上壳两侧分别固连麦轮侧支撑架，位于内侧的麦轮侧支撑架外壁固连麦轮电机基座，麦克纳姆轮通过麦轮车轴与底盘电机转动连接，法兰轴承套在麦轮车轴上，用于支撑麦轮车轴旋转，并限制其轴向和径向的移动；麦轮上壳顶面固连电推下基座。

所述电机盒固连在麦轮电机基座外壁，底盘电机的输出轴穿过麦轮电机基座与麦轮车轴固连。