CN107697178A - 一种新型腿‑履带复合移动机构的微小型探查机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型腿—履带复合移动机构的微小型探查机器人，在本体的左右两侧对称设置有履带传动机构及摆腿传动机构，两机构分别通过电机主动驱动。本发明采用了新型腿—履带复合型移动机构，使得机器人左右两条摆腿为完全独立驱动，增加了机器人在左右两侧高度不同地面上行走的功能；摆腿履带的长度与主履带的长度相等，极大地提高了机器人的越障、越沟和上下楼梯的能力；两条摆腿可以360°转动，使得机器人具有翻身自救功能，大大提高了其对各种地面的适应能力。

Description

一种新型腿-履带复合移动机构的微小型探查机器人

技术领域

本发明涉及一种新型腿-履带复合移动机构的微小型探查机器人。

背景技术

由于各种复杂的因素，许多阻挡实现世界和平的恐怖事件和恶性刑事案件时有发生，造成大量平民伤亡和巨大的财产经济损失。特别是许多专业技术人员在处理危险物品(如爆炸物及有毒有害气体等)作业时，经常会发生爆炸物或有毒有害气体对专业技术人员造成伤害。为了减少损失和避免不必要的人员伤害，世界许多国家都在研究和配备先进的技术装备，危险作业机器人便成了担负这项使命的各种先进技术装备之一。作为危险作业机器人家族成员之一的微小型探查机器人是许多危险作业不可缺少的装备。这是因为危险作业机器人在替代警员到危险区域去完成多种危险作业之前，首先，需要使用装备有专用探查设备的微小型探查机器人，对危险区域内的情况进行探查，找到爆炸物或危险物品，并将探查到的各种信息传输到控制台，使操作员及时发现爆炸物或危险物品，并确定其所处在的位置和状态，为危险作业机器人提供准确的信息，完成排除爆炸物、搬运或销毁危险物品等。由于微小型探查机器人体积小，重量轻，便于携带，以及造价低(相对大中型危险作业机器人)、生产周期短等特点，使得作为高技术产品的微小型探查机器人，越来越受到各国反恐防爆专家和从事危险工作人员的重视，各国先后研究、开发出多种微小型探查机器人。

由于微小型探查机器人体积小，又大都在复杂的非结构环境中使用，如高低不平地面、障碍物、爬坡、上下楼梯等，工作的区域地面情况复杂多变，这就要求微小型探查机器人应具有较好的环境适应能力和地面通过能力。因此，微小型探查机器人在移动机构上，大多采用腿-履带复合型移动机构。虽然，美国研制的微小型探查机器人采用了履带-腿复合型移动机构，但由于其本体两侧的摆腿安装在同一轴上，由一个电机驱动，而且由于摆腿履带的尺寸约为主履带尺寸的2/3，使得其环境适应能力和地面通过能力受到限制。所以，在机器人本体尺寸不变的前提下，存在环境适应能力和地面通过能力不足地缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摆腿履带与主履带长度相等的，可大大提高环境适应能力和地面通过能力的新型腿-履带复合移动机构的微小型探查机器人。

本发明目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明在本体的左右两侧对称设置有履带传动机构及摆腿传动机构，两机构分别通过电机主动驱动。

其中：履带传动机构包括履带驱动电机、第一履带传动齿轮、第二履带传动齿轮、履带驱动轴、主带轮、主履带及第二副带轮，履带驱动电机位于本体的内部，第一履带传动齿轮安装在履带驱动电机的输出轴上，与固接在履带驱动轴一端的第二履带传动齿轮啮合，履带驱动轴的另一端安装有主带轮，主履带的一端安装在主带轮上，另一端与固接在本体上的第二副带轮相连接，履带驱动轴为空心轴；摆腿传动机构包括摆腿驱动电机、第一摆腿传动齿轮、第二摆腿传动齿轮、摆腿驱动轴、摆腿、第一副带轮及摆腿履带，摆腿驱动电机位于本体的内部，第一摆腿传动齿轮安装在摆腿驱动电机的输出轴上，与固接在摆腿驱动轴一端的第二摆腿传动齿轮啮合，摆腿驱动轴由履带驱动轴中心穿出，另一端与摆腿的一端相固接，在摆腿的另一端设有第一副带轮，摆腿履带的一端安装在第一副带轮上，另一端安装在主带轮上；摆腿可绕摆腿驱动轴360°旋转；主履带与摆腿履带的长度相同。

本发明具有如下优点：

1.本发明采用了新型腿-履带复合型移动机构，使得机器人左右两条摆腿为完全独立驱动，增加了机器人在左右两侧高度不同地面上行走的功能。

2.本发明摆腿履带的长度与主履带的长度相等，极大地提高了机器人的越障、越沟和上下楼梯的能力。

3.本发明机器人的两条摆腿可以360°转动，使得机器人具有翻身自救功能，大大提高了其对各种地面的适应能力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明机构构成如附图所示，在本体1的左右两侧对称设置有履带传动机构及摆腿传动机构，两机构分别通过电机主动驱动，左右两侧的运动原理完全相同。

履带传动机构包括履带驱动电机2、第一履带传动齿轮6、第二履带传动齿轮7、履带驱动轴13、主带轮10、主履带4及第二副带轮15；履带驱动电机2位于本体1的内部，第一履带传动齿轮6安装在履带驱动电机2的输出轴上，与固接在履带驱动轴13一端的第二履带传动齿轮7啮合，履带驱动轴13为空心轴，履带驱动轴13的另一端安装有主带轮10，主履带4的一端安装在主带轮10上，另一端与安装在本体1上的第二副带轮15相连接。

摆腿传动机构包括摆腿驱动电机3、第一摆腿传动齿轮8、第二摆腿传动齿轮9、摆腿驱动轴14、摆腿12、第一副带轮11及摆腿履带5；摆腿驱动电机3位于本体1的内部，第一摆腿传动齿轮8安装在摆腿驱动电机3的输出轴上，与固接在摆腿驱动轴14一端的第二摆腿传动齿轮9啮合，摆腿驱动轴14由履带驱动轴13中心穿出，另一端与摆腿12的一端相固接，在摆腿12的另一端设有第一副带轮11，摆腿履带5的一端安装在第一副带轮11上，另一端安装在主带轮10上。摆腿12及安装在其上的第一副带轮11可绕摆腿驱动轴360°旋转。主履带4与摆腿履带5的长度相同。

左右两条主履带4分别由两台履带驱动电机2驱动，为独立主动驱动。当履带驱动电机2工作时，履带驱动电机2带动第一履带传动齿轮6转动，第一履带传动齿轮6与固连在履带驱动轴13上的第二履带传动齿轮7相啮合，将履带驱动电机2的动力传递给履带驱动轴13，再由履带驱动轴13带动主带轮10旋转，同时驱动主履带4和摆腿履带5运动。左右两条摆腿12分别由两台摆腿驱动电机3驱动，均为主动独立驱动。当摆腿驱动电机3工作时，摆腿驱动电机3带动第一摆腿传动齿轮8转动，第一摆腿传动齿轮8通过与其相啮合的第二摆腿传动齿轮9，将摆腿驱动电机3的动力传给与第二摆腿转动齿轮9固联的摆腿驱动轴14，使摆腿12及第一副带轮11绕摆腿驱动轴14旋转。

本发明的运动原理为：当两台履带驱动电机2同时、同速、同方向转动时，履带驱动电机2通过第一履带传动齿轮6和第二履带传动齿轮7，将动力传给履带驱动轴13，使其上的主带轮10转动，进而同时带动主履带4、摆腿履带5和两个第一副带轮11、两个第二副带轮15转动，此时，机器人可以前进、后退和爬坡。当两台履带驱动电机2同时、同速、不同方向转动时，机器人可以实现左右原地转向；当两台履带驱动电机2同时、不同速、不同方向转动时，机器人可以实现左右转向，其转弯半径根据两台履带驱动电机2转速差值的大小而定。当两台摆腿驱动电机3同时、同速、同方向转动时，且两台履带驱动电机2同时、同速、同方向转动，通过两条主履带4、两条摆腿履带5和两条摆腿12的复合运动，机器人可实现上下楼梯、跨越障碍和壕沟及翻身自救；当两台摆腿驱动电机3不同方向转动，可使左右两条摆腿12向相反方向摆动，使机器人在左右两条摆腿12处于不同高度平面的情况下，本体仍保持水平状态，并能正常运动，包括前进、后退和左右转弯。

本发明左右两条摆腿具有独立驱动功能。通过对摆腿、履带的控制，采用履带着地状态，本发明能在非结构环境中实现前进、后退、左右转向、爬坡等功能；采用履带与腿复合着地状态，本发明在具有前进、后退、左右转向、爬坡等功能的同时，还具有上下楼梯、跨越障碍和壕沟及在左右高度不同地面运动等功能。特别是履带移动方式和腿移动方式在机器人运动过程中，根据环境地面情况相互切换与复合使用，使本发明能够尽快到达指定的探查地点。左右两条摆腿同时同步转动，该机器人具有翻身自救功能；采用主履带与摆腿履带相同结构尺寸的设计结果，使得机器人的越障、越沟和上下楼梯功能得以大大提高，其非结构环境的适应能力和各种地面的通过能力好于已有的微小型探查机器人，充分体现了本发明的全部优点。

Claims (2)

1.一种新型腿-履带复合移动机构的微小型探查机器人，其特征在于：在本体(1)的左右两侧对称设置有履带传动机构及摆腿传动机构，两机构分别通过电机主动驱动。

2.按权利要求1所述的新型腿-履带复合移动机构的微小型探查机器人，其特征在于：所述履带传动机构包括履带驱动电机(2)、第一履带传动齿轮(6)、第二履带传动齿轮(7)、履带驱动轴(13)、主带轮(10)、主履带(4)及第二副带轮(15)，履带驱动电机(2)位于本体(1)的内部，第一履带传动齿轮(6)安装在履带驱动电机(2)的输出轴上，与固接在履带驱动轴(13)一端的第二履带传动齿轮(7)啮合，履带驱动轴(13)的另一端安装有主带轮(10)，主履带(4)的一端安装在主带轮(10)上，另一端与固接在本体(1)上的第二副带轮(15)相连接。