CN109987163A - 一种履带行走机构及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供的履带行走机构及机器人，利用第一铰接杆和第二铰接杆构成的平行四边形结构，通过铰接销轴将底座与履带行走装置相连，确保履带的运行方向不变，推杆与第二铰接杆的弯折部相连，通过驱动推杆的伸缩形成推力，实现平行四边形结构的回转，进而使履带实现运行宽度和长度方向的改变。

Description

一种履带行走机构及机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种履带行走机构及机器人。

背景技术

履带式机器人，主要指搭载履带底盘机构的机器人。履带移动机器人具有牵引力大、不易打滑、越野性能好等优点，可以搭载摄像头、探测器等设备代替人类从事一些危险工作(如排爆、化学探测等)，减少不必要的人员伤亡。

履带式机器人对不同行走机构的运行宽度空间及不同工况下对设备的倾翻提出要求时，超宽的行走机构无法通过，而达到设备某一倾翻临界时，设备也无法继续，需要更换行走机构，以达到行走机构的运行宽度要求和倾翻要求运行，在实际应用时带来较多不便。

发明内容

本发明实施例提供了一种履带行走机构及机器人，操控履带行走装置，实现履带运行方向不改变，可以调整履带运行机构的宽度和长度。

第一方面，本发明提供一种履带行走机构，包括履带行走装置、设置在所述履带行走装置上的第一连接部、底座、设置在所述底座上的第二连接部、第一铰接杆、第二铰接杆以及推杆，所述第一铰接杆分别于所述第一连接部和所述第二连接部铰接，所述第二铰接杆的一端具有与本体互成角度的弯折部，在所述第二铰接杆的本体与所述弯折部连接处设有第一铰接孔，所述第二铰接杆的另一端与所述第一连接部铰接，在所述弯折部的末端设有第二铰接孔所述第一铰接杆通过所述第一铰接孔与所述第二连接部铰接，所述推杆的自由端通过所述第二铰接孔与所述第二铰接杆铰接，所述推杆的另一端安装在所述底座上，所述第一铰接杆与所述第二铰接杆的本体构成平行四边形结构，通过调整所述推杆伸出推动所述履带行走装置相对于所述底座的距离。

可选地，所述推杆为电动推杆或驱动油缸，通过控制所述电动推杆或所述驱动油缸调整所述第一铰接杆和所述第二铰接杆转动。

可选地，还包括控制器，所述控制器控制所述推杆伸缩。

可选地，所述弯折部与所述第二铰接杆的本体的夹角为钝角。

可选地，所述弯折部的弯折方向朝向背离所述第一铰接杆的方向。

可选地，所述履带行走装置为四个，所述履带行走装置对称安装在所述底座上。

可选地，所述推杆相邻所述第二连接部远离行进方向的一侧安装。

第二方面，本发明提供一种机器人，所述机器人具有上述的履带行走机构。

本发明提供的履带行走机构及机器人，利用第一铰接杆和第二铰接杆构成的平行四边形结构，通过铰接销轴将底座与履带行走装置相连，确保履带的运行方向不变，推杆与第二铰接杆的弯折部相连，通过驱动推杆的伸缩形成推力，实现平行四边形结构的回转，进而使履带实现运行宽度和长度方向的改变。

附图说明

图1为本发明实施例中的履带行走机构的结构示意图；

图2为本发明实施例中的履带行走机构的履带缩回状态示意图；

图3为本发明实施例中的履带行走机构的履带展开状态示意图；

图4为本发明实施例中的履带行走机构的爆炸视图；

图5为本发明实施例中的履带行走机构的第二铰接杆的结构示意图。

附图标记：履带行走装置1，第一铰接杆2，第二铰接杆3，底座4，第二销轴5，第一销轴6，推杆7，第一连接部8，第二连接部9，弯折部31，第一铰接孔32。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

结合图1和图4所示，本发明提供一种履带行走机构，包括履带行走装置1、设置在所述履带行走装置1上的第一连接部8、底座4、设置在所述底座4上的第二连接部9、第一铰接杆2、第二铰接杆3以及推杆7，所述第一铰接杆2分别于所述第一连接部8和所述第二连接部9铰接，所述第二铰接杆3的一端具有与本体互成角度的弯折部31，在所述第二铰接杆3的本体与所述弯折部31连接处设有第一铰接孔32，所述第二铰接杆3的另一端与所述第一连接部8铰接，在所述弯折部31的末端设有第二铰接孔所述第一铰接杆 2通过所述第一铰接孔32与所述第二连接部9铰接，所述推杆7的自由端通过所述第二铰接孔与所述第二铰接杆3铰接，所述推杆7的另一端安装在所述底座4上，所述第一铰接杆2与所述第二铰接杆3的本体构成平行四边形结构，通过调整所述推杆7伸出推动所述履带行走装置1相对于所述底座4 的距离。

对于第一铰接杆2可以采用直杆的结构，横截面可以是矩形，具体不做限定，第一铰接杆2和第二铰接杆3本体的长度相同以便构成平行四边形，本领域普通技术人员应当了解，具体不作赘述。

通过采用平行四边形结构，使得第一铰接杆2和第二铰接杆3本体在移动中始终保持平行关系，使得履带行走装置1的方向保持不变。

结合图5所示，对于第二铰接杆3的结构，所述弯折部31与所述第二铰接杆3的本体的夹角为钝角，弯折部31的长度小于第二铰接杆3本体的长度，比例可以是1：4或1：5，可以灵活选择，对此不做限定，通过采用这样的结构推杆7推动弯折部31较小角度就可以实现第二铰接杆3的较大幅度摆动或变向。

对于第一连接部8和第二连接部9的机构可以采用两个相互平行的金属板，在金属板上设置铰接孔，铰接杆设置在金属板之间，通过销轴铰接起来，为了方便安装，可以选择横截面为矩形的铰接杆，便于转动，本领域普通技术人员应当了解，具体不作赘述。

本实施例中，所述推杆7为电动推杆或驱动油缸，通过控制所述电动推杆或所述驱动油缸调整所述第一铰接杆2和所述第二铰接杆3转动，对于电动推杆，又名直线驱动器，主要由电机、推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构，可以实现远距离控制、集中控制。电动推杆在一定范围行程内作往返运动，一般电动推杆标准行程在100、150、200、250、300、350、 400mm等。电动推杆可以根据不同的应用负荷而设计不同推力的电动推杆，一般其最大推力可达6000N，空载运行速度为4mm～35mm/s,电动推杆以24V/12V 直流永磁电机为动力源，把电机的旋转运动转化为直线往复运动。采用电动推杆作为执行机构减少执行机构的重量，还具有明显节能优点。

可选地，还包括控制器，所述控制器控制所述推杆7伸缩，具体地，控制器与电动推杆连接进而控制电动推杆的伸缩，当需要增大履带行走机构的宽度时，电动推杆收缩，利用杠杆的作用将第二铰接杆3推出，实现履带行走装置1的宽度增大调整，反之，控制电动推杆收缩，将第二铰接杆3拉回，实现履带行走装置1的宽度缩小长度延长的调整。

本实施例中，所述弯折部31的弯折方向朝向背离所述第一铰接杆2的方向，在调整履带行走装置1宽度的过程中，第一铰接杆2和第二铰接杆3之间的距离会发生变化，甚至会直接接触，通过采用弯折方向背离第一铰接杆2 的设计，可以避免第一铰接杆2和第二铰接杆3在距离缩小时出现干涉阻碍的情况，使得整个调整机构运行平稳。

可选地，所述履带行走装置1为四个，所述履带行走装置1对称安装在所述底座4上，从而简化设计，提高稳定性与安全性。

可选地，所述推杆7相邻所述第二连接部9远离行进方向的一侧安装，即推杆7的安装位置到底盘端部之间还间隔设置有第二连接部9，因为弯折部 31和推杆7的结构占用空间，设置在底盘内侧的位置可以缩短底盘在纵向方向上的长度，可以使得底盘结构更紧凑。

具体地说，底座4为高强度的底座4箱体结构，履带行走装置1为高强度履带行走装置1，铰接杆为高强度四连杆机构，确保在改变履带运行宽度和长度时，可以提供可靠的强度和刚性支撑。

推杆7为优选的电动推杆，以确保在改变履带运行宽度和长度时，可以提供使平行四连杆转动的足够的推力。

销轴为光滑的铰接销轴，可以光滑的以销轴为中心进行铰接转动，以确保在改变履带运行宽度和长度时。

结合图2和图3所示，图中共有四条独立的履带行走装置1，每条履带行走装置1分别和第一铰接杆2、第二铰接杆3通过第一销轴6相连。底座4通过第一销轴6分别和第一铰接杆2、第二铰接杆3相连接。使履带行走装置1、第一铰接杆2、第二铰接杆3、底座4，通过第一销轴6形成一个平行四边形的四连杆机构。电动推杆7通过第二销轴5，将底座4和第二铰接杆3相连，当电动推杆7进行伸缩操作时，电动推杆7使第二铰接杆3，以底座4和第二铰接杆3的链接铰点进行回转。而第二铰接杆3与第一铰接杆2、底座4和履带行走装置1形成平行四边形，这样就会使履带装置1在不变其运行方向的情况下，以底座4和第二铰接杆3的铰接点进行回转。最后实现在不改变履带行走装置的运行方向的情况下，改变行走机构的运行宽度和运行长度。

相应地，本发明提供一种机器人，所述机器人具有上述的履带行走机构。

本发明提供的履带行走机构及机器人，利用第一铰接杆和第二铰接杆构成的平行四边形结构，通过铰接销轴将底座与履带行走装置相连，确保履带的运行方向不变，推杆与第二铰接杆的弯折部相连，通过驱动推杆的伸缩形成推力，实现平行四边形结构的回转，进而使履带实现运行宽度和长度方向的改变。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的一种履带行走机构及机器人进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种履带行走机构，其特征在于，包括履带行走装置、设置在所述履带行走装置上的第一连接部、底座、设置在所述底座上的第二连接部、第一铰接杆、第二铰接杆以及推杆，所述第一铰接杆分别于所述第一连接部和所述第二连接部铰接，所述第二铰接杆的一端具有与本体互成角度的弯折部，在所述第二铰接杆的本体与所述弯折部连接处设有第一铰接孔，所述第二铰接杆的另一端与所述第一连接部铰接，在所述弯折部的末端设有第二铰接孔所述第一铰接杆通过所述第一铰接孔与所述第二连接部铰接，所述推杆的自由端通过所述第二铰接孔与所述第二铰接杆铰接，所述推杆的另一端安装在所述底座上，所述第一铰接杆与所述第二铰接杆的本体构成平行四边形结构，通过调整所述推杆伸出推动所述履带行走装置相对于所述底座的距离。

2.根据权利要求1所述的履带行走机构，其特征在于，所述推杆为电动推杆或驱动油缸，通过控制所述电动推杆或所述驱动油缸调整所述第一铰接杆和所述第二铰接杆转动。

3.根据权利要求1所述的履带行走机构，其特征在于，还包括控制器，所述控制器控制所述推杆伸缩。

4.根据权利要求1所述的履带行走机构，其特征在于，所述弯折部与所述第二铰接杆的本体的夹角为钝角。

5.根据权利要求1所述的履带行走机构，其特征在于，所述弯折部的弯折方向朝向背离所述第一铰接杆的方向。

6.根据权利要求1所述的履带行走机构，其特征在于，所述履带行走装置为四个，所述履带行走装置对称安装在所述底座上。

7.根据权利要求1所述的履带行走机构，其特征在于，所述推杆相邻所述第二连接部远离行进方向的一侧安装。

8.一种机器人，其特征在于，所述机器人具有如权利要求1至7中任一项所述的履带行走机构。