[发明专利]一种自适应欠驱动履带机器人

说明书

本发明公开了一种自适应欠驱动履带机器人，包括：机器人车体，第一主履带，第二主履带，第一行星履带，第二行星履带，第一主动轴，第二主动轴。第一主履带、第二主履带、第一行星履带、第二行星履带分别对称安装在机器人车体的两侧，第一、第二行星履带安装在机器人的前端。第一主动轴将第一电机输出的动力传递到第一主履带和第一行星履带上，第二主动轴将第二电机输出的动力传递到第二主履带和第二行星履带上，驱动机器人运动；第一、第二行星履带在平整地面行驶时前端贴紧地面作为履带使用，当遇到台阶等障碍时能够绕第一、第二主动轴翻转实现被动自适应越障，该机器人仅由两个电机驱动即可实现行驶、转向、越障等功能，减轻了自身重量，减少了越障时间，降低了控制成本，增加了续航时间。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及地面移动机器人，特别涉及一种自适应欠驱动履带机器人。

背景技术

履带式移动机器人因其在运动时接地面积大、接地比压小、转向半径小、运行稳定等特点而得到广泛的研究，并逐步的应用于反恐、排爆以及军事侦查等场合。专利US6263989和CN108216400A分别公开了一种履带式机器人，两个履带机器人在其前端主履带的两侧安装了两个摆臂履带，用来辅助机器人越障，通过电机分别驱动履带和摆臂运动，提高机器人的通过性和越障能力；两种履带机器人越障时需要利用遥控设备控制机器人摆臂旋转，调整到一定姿态辅助机器人爬上障碍。这种越障方式一方面需要三个电机协调工作，增大了机器人的整体重量和能量消耗；另一方面，在遇到障碍时需要依赖传感器检测，并通过算法或人工来调整机器人姿态，控制复杂，越障时间较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种欠驱动的自适应越障的履带机器人，减少履带机器人驱动电机数量，降低履带机器人自身重量，让履带机器人具有更为优越的越障能力、续航时间，同时可被动自适应地形实现快速越障，降低控制成本，减少越障时间。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：一种自适应欠驱动履带机器人包括：机器人车体，第一主履带，第二主履带，第一行星履带，第二行星履带，第一主动轴，第二主动轴；第一主动轴将第一电机输出的动力传递到第一主履带和第一行星履带上，第二主动轴将第二电机输出的动力传递到第二主履带和第二行星履带上，驱动机器人运动；第一、第二主履带分别由第一、第二主动轴驱动；第一、第二行星履带处于欠驱动状态；当第一、第二行星履带在平整地面行驶时前端贴紧地面作为履带使用，当遇到台阶等障碍时能够绕第一、第二主动轴翻转实现被动自适应越障，该机器人仅由两个电机驱动即可实现行驶、转向、越障等功能。

机器人车体包括底盘，罩在底盘上的壳体，安装在底盘上的轴承座，电机座，第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮和第四锥齿轮；第一、第二电机分别安装在两个电机座上；第一、第二锥齿轮分别连接在第一、第二电机的输出轴上，并通过第三、第四锥齿轮将动力传递给第一、第二主动轴。

机器人第一主履带、第二主履带为镜像关系，对称安装在机器人底盘的左右两侧；第一主履带包括：第一主动轮、主履带轮架、从动轮、减震机构、托带轮机构、张紧机构；主履带轮架安装在机器人底盘的一侧，履带轮架有前叉和后叉，在前叉中安装有第一主动轮，后叉安装有从动轮，在履带轮架前后叉之间安装有托带轮机构，减震机构；第一主动轮安装在第一主动轴上，从动轮安装在从动轮轴上，从动轮轴安装在履带轮架后叉上的腰型孔中，在履带轮架后叉两侧安装有张紧机构，实现履带的松紧调整；减震机构的第一销轴、第二销轴均安装在履带轮架上；减震器的上端安装在第二销轴上，减震器下端安装在杆上，杆的上端安装在第一销轴上；第三销轴安装在杆下端相应的孔中，在第三销轴两端安装有履带轮。

第一行星履带、第二行星履带安装在第一主动轴、第二主动轴上，为防止第一行星履带、第二行星履带运动时与第一主履带、第二主履带之间出现干涉或摩擦，在第一主履带与第一行星履带、第二主履带与第二行星履带之间安装有推力轴承。