CN103381858A

CN103381858A - 一种适用于小型履带式机器人的板式车架

Info

Publication number: CN103381858A
Application number: CN2013102878054A
Authority: CN
Inventors: 罗庆生; 张泽政; 侯渊; 赵海波; 刘芳政; 张贤超
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2013-11-06

Abstract

本发明公开了一种适用于小型履带式机器人的板式车架结构，该结构为小型履带式机器人的核心结构部分。该车架包括1底板、2侧板、3桁架、4螺钉、5螺栓螺母和6插槽六部分。车架整体沿中轴线对称，左右为两个对称的铝合金侧板，中间分为上下两部分，上层为桁架，下层为底板，这两部分通过螺栓螺母与侧板连接。另外，在侧板上通过螺钉固定着四个楔形插槽，这样，就形成了完整的履带式机器人板式车架。通过数量不多且形体简单的零件构成了完整的车体，再加上四个插槽，使得该车架具有结构简洁，质量轻盈，连接可靠，调整方便的特点。

Description

一种适用于小型履带式机器人的板式车架

技术领域

本发明属于履带式机器人技术领域，尤其涉及小型履带式机器人运动平台的核心车架。

背景技术

履带式机器人的车架设计已经成为履带式机器人总体设计中的一项重要任务，因为其结构和功能将在很大程度上影响机器人运动的稳定性和灵活性，以及机器人对复杂环境的适应能力。传统做法是将其设计为封闭体，这样一来，机器人不仅结构复杂，车体笨重，消耗更多的动力，而且运动也不够灵活自然，难以适应复杂的工作环境。另外，在传统设计中，车体与云台采用固定连接，使得机器人的功能趋于单一，用途受到极大限制。故而传统设计方法限制了履带式机器人的运动性能，且无法满足快速更换多功能模块的要求。

发明内容

考虑到目前履带式机器人多采用封闭式车体的现状，本发明提供一种适用于小型履带式机器人的板式车架，该车架具有结构简洁，质量轻盈，连接可靠，调整方便的特点。这种适用于小型履带式机器人的板式车架以铝制侧板和桁架为主体，包括底板、侧板、桁架、螺钉、螺栓螺母和楔形插槽六部分，为了方便侧板上安装多种轮系，在侧板上制有多个通孔和螺纹孔；为保证该车架的设计质量和使用性能，进行了深入的仿真分析和参数优化。为了减轻该车架的重量，在不影响整体强度、刚度、稳定性的前提下，对其进行了开槽和局部减薄处理。两个侧板沿中轴线对称分布，中间分为两层，上层为两个桁架杆，桁架杆呈宽口U型，两头通过螺钉固定在侧板上，起到连接和固定车体形状的作用。下层为承重板，也是通过螺钉固定于侧板上，其上安装着电源装置、电机、驱传动器件、控制器件、传感器件等。

侧板的内侧上部，安装有插槽，端口为楔形，这样设计有利于使云台部分的插头与底部插槽配合牢固，且有利于方便快速的更换云台，同时还能承受较大的外载。

本发明的优点效果：该结构设计简单，易于加工，能够保证机器人的运动性能和使用功能，提高其适应复杂地形的能力。车架顶部装有四个楔形插槽，可以通过插槽快速更换顶部功能模块，提高工作效率，使车架适应不同的功能需求。

附图说明

下面参照附图对本发明的上述特征给予给详细的说明，其中：

图1所示为本发明一个实施例中适用于小型履带式机器人的板式车架的安装示意图。

图2所示为本发明一个实施例中适用于小型履带式机器人的板式车架的桁架结构安装局部图。

图3所示为本发明一个实施例中适用于小型履带式机器人的板式车架的侧板安装孔、定位孔示意图。

图4所示为本发明一个实施例中适用于小型履带式机器人的板式车架的侧板内侧减重槽示意图。

具体实施

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，该板式车架通过8螺栓和9螺母将2左侧板以及1底板固连，简单可靠，左右两侧板与底板分别通过三组螺栓螺母连接。

如图1所示，该板式车架通过4螺钉将2左侧板与7插槽固连，插槽端口为楔形，可将顶部功能模块的楔形外伸插口与插槽配合，以便快速更换不同的功能模块，结构简单可靠。

如图2所示，2左侧板与3桁架通过10螺栓和11螺母固连，桁架设计为“U”型结构，提高了结构的可靠性并且更好、更合理地利用了空间。

如图3所示，该板式车架侧板外侧为安装外伸式主从动轮系、承重缓冲轮系、张紧轮系开了若干安装孔以及限位孔。11孔为主动轮轴安装孔，限位孔12为通孔，使用螺栓螺母固定轴承座对主动轮系进行定位；14、16孔为张紧轮轴安装孔，限位孔13、15为螺纹孔，使用螺钉连接将张紧轮轴固连在侧板上；17、18孔为承重缓冲轮系的限位孔，类型为螺纹孔，使用螺钉连接将张紧轮轴固连在侧板上；限位孔19为通孔，孔20为从动轮轴安装孔，使用螺栓螺母将从动轮轴与侧板固连。

如图4，为了减轻履带式机器人板式车架的整体重量，在保证侧板强度的前提下，在侧板内侧挖去21～27共七个槽，车架的重量大大减轻，结构强度也完全可以满足要求。实现了车架侧板结构设计的最优化。

Claims

1.一种适用于小型履带式机器人的板式车架，其特征在于，车架包括1底板、2侧板、3桁架、4螺钉、5螺栓螺母和6插槽六部分。车架整体沿中轴线对称，左右为两个对称的铝合金侧板，中间分为上下两部分，上层为桁架，下层为底板，这两部分通过螺栓螺母与两边侧板连接。另外，在侧板上通过螺钉固定着四个楔形插槽。

2.根据权利要求1所述的适用于小型履带式机器人的板式车架，其特征在于，将传统的封闭式车体改为由板和桁架组成的新型开放式车体，大大减轻了车体的质量。

3.根据权利要求1所述的适用于小型履带式机器人的板式车架，其特征在于，在两侧板上安装了四个楔形插槽，可以通过插槽快速更换顶部功能模块，提高工作效率，使车架适应不同的功能需求。

4.根据权利要求1所述的适用于小型履带式机器人的板式车架，其特征在于，侧板根据其功能进行了仿真分析和参数优化，强度和质量达到最佳，集成度高，调节性好，可以同时安装主从动轮系、张紧轮系和承重缓冲轮系等，简化了结构。