[发明专利]一种被动自适应履带可变形摇杆差动移动机器人平台

摘要

本发明公开一种被动自适应履带可变形摇杆差动移动机器人平台，其特征在于该机器人平台采用模块化设计，包括车体模块、位于车身两侧的左、右被动自适应变形履带模块和左、右旋转支撑模块以及位于车体后部的差动连杆模块；所述左、右被动自适应变形履带模块分别通过左、右旋转支撑模块和车体模块相连接，被动自适应变形履带模块可以绕车体转动；所述差动连杆模块安装在车体后板上，其两端与左、右被动自适应变形履带模块相连接；整体机器人平台共有两条履带和两台驱动电机：左、右被动自适应变形履带模块上分别安装有一条履带，左、右被动自适应变形履带模块上的履带分别由一台驱动电机来驱动，可跨越高于自身高度的障碍，被动适应地形能力很强。

主权项

一种被动自适应履带可变形摇杆差动移动机器人平台，其特征在于该机器人平台采用模块化设计，包括车体模块、位于车身两侧的左、右被动自适应变形履带模块和左、右旋转支撑模块以及位于车体后部的差动连杆模块；所述左、右被动自适应变形履带模块分别通过左、右旋转支撑模块和车体模块相连接，被动自适应变形履带模块可以绕车体转动；所述差动连杆模块安装在车体后板上，其两端与左、右被动自适应变形履带模块相连接；整体机器人平台共有两条履带和两台驱动电机：左、右被动自适应变形履带模块上分别安装有一条履带，左、右被动自适应变形履带模块上的履带分别由一台驱动电机来驱动；所述车体模块包括车体左板、车体上盖、车体右板、车体底板、车体前板、车体后板，车体全部零件通过螺钉连接，共同组成车体模块；所述左、右被动自适应变形履带模块结构相同，主要包括变形履带系统、复位系统和驱动系统；所述变形履带系统主要包括履带驱动轮、履带支撑轮、履带和作为支撑的平面六杆机构；所述平面六杆机构为欠驱动杆机构，包括地面连杆、前部连杆、驱动带轮支撑连杆、上连杆、后部连杆和机架，每个变形履带系统有两组所述的平面六杆机构，履带驱动轮和履带支撑轮安装在这两组平面六杆机构上，履带驱动轮和履带支撑轮支撑起履带；机器人在行进的过程中地面对机器人的约束力作为一种外力向六杆机构进行作用；所述复位系统主要由复位弹簧构成，其两端分别固定在上连杆和机架上；当变形履带系统发生变形时，复位弹簧随之产生形变从而产生复位拉力；所述驱动系统主要由同步带轮、履带旋转驱动轴、履带同步轮、电机法兰、电机和同步带构成；电机通过电机法兰固定在车体模块上，电机的旋转运动通过同步带传递给固定在履带旋转驱动轴上的同步带轮，从而使履带旋转驱动轴产生转动，履带旋转驱动轴带动固连在其上的履带同步轮旋转，履带同步轮通过同步带驱动变形履带系统中的履带驱动轮转动，从而驱动履带产生旋转运动；地面对机器人的约束力、机器人履带的旋转给机器人的驱动力和复位系统弹簧的拉力共同作用使机器人能被动自适应非结构环境下地形的变化；所述左、右旋转支撑模块结构相同，主要由空心轴、圆螺母、深沟球轴承和滚针推力轴承组成；空心轴一端通过深沟球轴承和圆螺母安装在车体模块的车体右板上，空心轴另一端通过深沟球轴承和圆螺母安装在被动自适应变形履带模块的机架上；滚针推力轴承安装在车体右板和机架之间；所述差动连杆模块主要包括摆杆支座、支座支撑轴、摆杆、上球副和下球副；支座支撑轴通过螺钉固定在车体模块的车体后板上，摆杆支座通过一个深沟球轴承固定在支座支撑轴上，摆杆支座可以绕车体模块转动；摆杆和摆杆支座固定连接，上球副固定在摆杆上，下球副和被动自适应变形履带模块的机架相固定；差动连杆模块这种机构保证了左、右被动自适应变形履带模块可以以相同的旋转角度但不同的旋转方向绕着车体模块旋转；机器人平台左、右都采用摇杆移动系统，通过差动机构连接左、右被动自适应变形履带模块与机器人主车体；差动连接机构是摇杆式移动机器人的重要组成部分，它把机器人左、右摇杆的摆角进行线性平均，转化为机器人主车体摆角输出，以此保持机器人主车体的相对平衡，有效的减小地形变化对主车体的影响；还可以使得机器人较为均匀地向各个车轮分配车体重量，使各车轮能随着地面的起伏被动自由调整位置。