[发明专利]一种轮-履式切换式全地形机器人

说明书

一种轮‑履式切换式全地形机器人，包括四个三角履带轮、驱动系统和模式转换系统；通过步进电机驱动传动轴Ⅰ，使主动齿轮、传动齿轮、从动齿轮、主动齿轮Ⅰ、从动齿轮Ⅰ、主动履带轮及两个从动履带轮产生联动，在较为平缓的地形情况下，以履带模式运行；通过打开模式转换电机驱动锥齿轮副，带动模式转换传动轴，使模式转换齿轮、上齿条、下齿条、传动轴Ⅱ、主动齿轮Ⅱ和从动齿轮Ⅱ产生联动，在复杂地形情况下，以轮式模式运行；四个驱动轮组分别由四台步进电机驱动，通过左右两侧驱动轮组速度差来实现转向；在平坦路面上时，只驱动其中两个步进电机，改为两驱模式；本发明具有工作效率高、实用性强、经济节约及活动灵活的优点。

技术领域

本发明涉及一种机器人，具体涉及一种轮-履式切换式全地形机器人。

背景技术

随着科技的发展，机器人技术越来越成熟，机器人已经被用于工业周期性机械化生产中，在军事、水下探测、空间探测、抢险救灾、核工业等领域也都被用于在复杂、恶劣路况下完成作业任务。因此对能够在特殊环境下积极适应并灵活移动的“特种机器人”的研究越来越受到各个国家的一致重视。

现有的机器人主要分为四类：轮式、腿式、履带式、复合式(如轮腿式、轮履式等)，其中轮式和履带式使用最为广泛，轮式机器人移动速度快、控制灵活，尤其转向比较容易实现，但是应对复杂、恶劣路况适应性较差。履带式机器人，适应性强，履带与地面接触面积大，但运动速度较慢，不够灵活，机动性较差，且往往能量消耗较大。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种轮-履式切换式全地形机器人，通过机身内的模式转换系统，实现轮-履交替工作，能够有效跨越高度差较大的障碍物，提高了对复杂地形的适应性，移动更加灵活，动力更充沛，具有越障能力及续航能力强、经济节能、实用性强的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种轮-履式切换式全地形机器人，包括安装于机架1上的四个可轮-履切换的三角履带轮、驱动系统和模式转换系统；

所述三角履带轮包括两个呈正三角形的对称设置的履带轮支架2，履带轮支架2的三个顶端分别与主动履带轮3及两个从动履带轮4的中心轴固定连接，两个履带轮支架2中心之间轴固定有主动齿轮5，所述主动齿轮5与传动齿轮6相啮合，所述传动齿轮6与从动齿轮7相啮合，主动履带轮3对称设置于从动齿轮7两侧，与从动齿轮7同轴固定在一起，所述主动齿轮5外侧，同轴设置有与履带轮支架2固定连接的齿轮槽8；

所述驱动系统包括四个步进电机10，所述步进电机10的动力输出轴与无级变速器12的动力输入端相连接，无级变速器12的动力输出端与传动轴Ⅰ13的动力输入端相连接，传动轴Ⅰ13上固定设置有主动齿轮Ⅰ14及主动齿轮Ⅱ15，其中主动齿轮Ⅱ15位于传动轴Ⅰ13末端；

所述模式转换系统包括模式转换电机11，所述模式转换电机11的动力输出轴与相互啮合的锥齿轮副的第一锥齿轮16固定连接，锥齿轮副的第二锥齿轮17与模式转换传动轴18的正中轴固定连接，所述模式转换传动轴18的两端分别设置有模式转换齿轮19，模式转换齿轮19分别与上齿条20及下齿条21相啮合，上齿条20及下齿条21滑动连接于机架1上固定设置的滑槽内，所述上齿条20与下齿条21运动方向相反的一侧分别通过连杆与其同侧的特制十字头万向节22的齿条连接端铰接，特制十字头万向节22的转轴连接端与传动轴Ⅱ23的动力输入端相连接，所述传动轴Ⅱ23上设置有从动齿轮Ⅰ24和从动齿轮Ⅱ25，所述传动轴Ⅱ23动力输出端与三角履带轮中心的主动齿轮5的轴心固定连接；所述从动齿轮Ⅰ24与主动齿轮Ⅰ14构成一对齿轮副，所述从动齿轮Ⅱ25与主动齿轮Ⅱ15构成一对齿轮副。

所述主动齿轮Ⅰ14与从动齿轮Ⅰ24模数相同，齿数比为1：1，主动齿轮Ⅱ15与从动齿轮Ⅱ25模数相同，齿数比为2：1。