CN111439317B - 一种机器人履带运行保护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人履带运行保护结构，涉及到机器人技术领域，包括机器人主体，机器人主体具有两臂部和两腿部，还包括履带机构和履带驱动机构，臂部的一端及腿部的一端各设有一履带机构和一履带驱动机构，且每一履带驱动机构分别驱动一履带机构；每一履带机构均包括：两侧边保护板、设置在两侧边保护板之间的两导带轮、用于连接两导带轮的履带、设置在两侧边保护板上的连接关节，以及设置在连接关节的一侧的第一下压机构和设置在两导带轮之间的第二下压机构，且第二下压机构与两侧边保护板连接。其安全性高、能够实现对履带进行保护，延长履带的使用寿命。

Description

一种机器人履带运行保护结构

技术领域

本发明涉及到机器人技术领域，尤其涉及到一种机器人履带运行保护结构。

背景技术

机器人是自动控制机器(Robot的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗，机器猫等)，狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些电脑程序甚至也被称为机器人，在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。

腿式机器人能够满足某些特殊的性能要求，但是由于其结构自由度太多，控制比较复杂，应用受到一定的限制。轮式移动机器人虽然移动速度较快，但其地形通过能力相对欠佳。履带式移动机器人能够很好地适应地面变化，具有相对良好的越障能力。

然而目前的履带式移动机器人多数都是应用于复杂地形救灾的场所，例如火灾现场等，由于现有的履带式移动机器人不具有履带防护结构，在复杂地形使用时容易导致机器人的履带受到破坏，影响机器人的继续使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人履带运行保护结构，用于解决上述技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种机器人履带运行保护结构，包括机器人主体，所述机器人主体具有两臂部和两腿部，还包括履带机构和履带驱动机构，每一所述臂部的一端及每一所述腿部的一端各设有一所述履带机构和一所述履带驱动机构，且每一所述履带驱动机构分别驱动一所述履带机构；

每一所述履带机构均包括：

两侧边保护板；

两导带轮，两所述导带轮位于两所述侧边保护板之间，且每一所述导带轮的一侧分别与一所述侧边保护板连接；

一履带，所述履带的内侧壁的两侧各设有一引导槽，所述履带连接两所述导带轮；

一连接关节，两所述侧边保护板的一端设有一所述连接关节，且所述连接关节连接两所述侧边保护板；

一第一下压机构，所述连接关节的一侧设有所述第一下压机构；

一第二下压机构，两所述导带轮之间设有一所述第二下压机构，且所述第二下压机构与两所述侧边保护板连接；

每一所述第一下压机构均包括：

连接块，所述连接块的一侧与所述连接关节的一侧连接；

环形底板，所述连接块的另一侧设有一所述环形底板；

安装板，所述环形底板远离所述连接块的一侧设有两所述安装板；

第一连接杆，两所述安装板之间设有两所述第一连接杆，且每一所述连接杆的两端分别与两所述安装板连接；

第一弹簧，每一所述第一连接杆的外缘分别设有一所述第一弹簧；

第一连接板，所述第一连接板的中部分别与每一所述第一连接杆连接；

第一下压齿轮，所述第一连接板的两端各设有一所述第一下压齿轮，每一所述第一下压齿轮分别抵于所述履带的外侧壁。

作为优选，每一所述履带驱动机构均包括：

驱动关节，每一所述导带轮内各设有一所述驱动关节；

外固定盘，每一所述导带轮的两侧各设有一所述外固定盘，且每一所述外固定盘的外缘分别延伸至一所述引导槽内。

作为优选，还包括若干加强防护筋，每一所述履带的外侧壁上分别均匀的设有若干所述加强防护筋。

作为进一步的优选，每一所述加强防护筋分别沿所述履带的宽度方向设置。

作为优选，每一所述第二下压机构均包括：

第一转动轴，所述第一转动轴的两端与两所述侧边保护板连接；

第二转动轴，所述第二转动轴的两端与两所述侧边保护板连接；

第二连接杆，所述第二连接杆的一端与所述第一转动轴连接；

第二弹簧，所述第二连接杆的外缘设有所述第二弹簧；

连接部，所述连接部的一端与所述第二转动轴连接，所述连接部的另一端与所述第二连接杆的另一端连接；

第二连接板，所述连接部的另一端的两侧各设有一所述第二连接板；

第二下压齿轮，每一所述第二连接板的两端各设有一所述第二下压齿轮，每一所述第二下压齿轮分别抵于所述履带的内侧壁。

作为优选，还包括温度检测器，每一所述侧边保护板的内侧壁上各设有一所述温度检测器。

作为优选，每一所述侧边保护板均为防尘隔热板。

作为优选，还包括爬梯勾和摇臂转向架，每一所述摇臂转向架的两端分别与每一所述履带机构中的两所述侧边保护板连接，每一所述摇臂转向架上分别设有一所述爬梯勾。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明中，通过在履带的两侧设置侧边保护板，能够实现对履带的侧边及内部结构进行保护，且在履带的内壁上设有引导槽，能够防止履带在移动的过程中出现脱轨或跳轨的现象发生；通过设置第一下压机构和第二下压机构，能够下压履带，自动调整履带的松紧度，可以防止履带中部受力过载而断裂的现象发生，其安全性高、能够实现对履带进行保护，延长履带的使用寿命。

附图说明

图1是本发明机器人履带运行保护结构的结构示意图；

图2是本发明中的履带机构的结构示意图；

图3是本发明中的第一下压机构的立体图；

图4是本发明中的第二下压机构的立体图。

图中：1、机器人主体；101、臂部；102、腿部；2、履带机构；21、侧边保护板；22、导带轮；23、履带；24、连接关节；25、第一下压机构；251、连接块；252、环形底板；253、安装板；254、第一连接杆；255、第一弹簧；256、第一连接板；257、第一下压齿轮；26、第二下压机构；261、第一转动轴；262、第二转动轴；263、第二连接杆；264、第二弹簧；265、连接部；266、第二连接板；267、第二下压齿轮；3、履带驱动机构；4、爬梯勾；5、摇臂转向架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1是本发明机器人履带运行保护结构的侧视图；图2是本发明中履带机构的侧视图；图3是本发明中第一下压机构的立体图；图4是本发明中第二下压机构的立体图。请参见图1至图4所示，示出了一种较佳的实施例，示出的一种机器人履带运行保护结构，包括机器人主体1，机器人主体1具有两臂部101和两腿部102，还包括履带机构2和履带驱动机构3，每一臂部101的一端及每一腿部102的一端各设有一履带机构2和一履带驱动机构3，且每一履带驱动机构3分别驱动一履带机构2。本实施例中，每一履带机构2分别通过两侧边保护板21与机器人主体1中的臂部101或腿部102连接。本实施例中的履带驱动机构3用于驱动与其相对的履带机构2进行运转，例如，位于同一臂部101上的履带机构2和履带驱动机构3，该履带驱动机构3可驱动该履带机构2。

每一履带机构2均包括：

两侧边保护板21。

两导带轮22，两导带轮22位于两侧边保护板21之间，且每一导带轮22的一侧分别与一侧边保护板21连接。本实施例中，导带轮22可在两侧边保护板21之间转动。

一履带23，履带23的内侧壁的两侧各设有一引导槽(图中未示出)，履带23连接两导带轮22。本实施例中的履带23的表面上分别套设有硫化丁腈背衬，方便履带抓地。

一连接关节24，两侧边保护板21的一端设有一连接关节24，且连接关节24连接两侧边保护板21。本实施例中的连接关节24用于和机器人主体1的臂部101或腿部102连接。如图2所示，本实施例中的两侧边保护板21的一端是指两侧边保护板21的上端。

一第一下压机构25，连接关节24的一侧设有第一下压机构25。

一第二下压机构26，两导带轮22之间设有一第二下压机构26，且第二下压机构26与两侧边保护板21连接。具体的如图2所示，第一下压机构25用于向下压履带23的上侧外壁，第二下压机构26用于向下压履带23的下侧内壁，当履带机构2经过崎岖不平的路面时，第一下压机构25和第二下压机构26可以向下挤压履带23，实现对履带23松紧度的调整，能够防止履带23脱离导带轮22。

进一步，作为一种较佳的实施方式，每一履带驱动机构3均包括：

驱动关节，每一导带轮22内各设有一驱动关节。

外固定盘，每一导带轮22的两侧各设有一外固定盘，且每一外固定盘的外缘分别延伸至一引导槽内。本实施例中，通过外固定盘与引导槽的配合，可以防止履带23在运行的过程中出现滑轨或跳轨的现象发生，实现对履带及机器人主体1的保护，本实施例中的每一导带轮22上的两外固定盘分别延伸至每一履带23上的两引导槽内。本实施例中的驱动关节包括驱动关节壳体、以及设置在驱动关节壳体的无框电机、扭矩适应管、驱动轴和增量传感器，其中，无框电机与扭矩适应管传动连接，驱动轴的一端与扭矩适应管传动连接，驱动轴的另一端外缘设有增量传感器，且驱动轴的另一端与导带轮传动连接。本实施例中，驱动关节壳体为圆柱状结构，在其它实施例中，驱动关节壳体可以为方形结构、球型结构、或其它不规则状结构，驱动关节壳体具体的形状可以根据安装环境进行选择。本实施例中的无框电机固定在驱动关节壳体内，无框电机可以焊接在驱动关节壳体内、或通过电机安装座固定在驱动关节壳体内。扭矩适应管横向设置在驱动关节壳体内，而无框电机设置在扭矩适应管的一侧，扭矩适应管的一端与驱动关节壳体的一端转动连接，扭矩适应管的另一端驱动关节壳体的另一端转动连接，扭矩适应管与无框电机之间通过齿轮传动连接。本实施例中的增量传感器和无框电机分别与外部执行器电连接。在使用时，通过外部执行器控制无框电机驱动扭矩适应管转动，扭矩适应管带动驱动轴转动，使得驱动轴驱动导带轮转动。本实施例中的增量传感器用于对驱动轴的工况进行监测，可通过外部执行器读取增量传感器检测的数据。驱动关节还包括扭矩限制离合器和绝对编码器，扭矩限制离合器设置在驱动关节壳体的一端，且扭矩限制离合器套设在扭矩适应管的一端的外缘，绝对编码器设置在驱动关节壳体的另一端，且绝对编码器套设在扭矩适应管的另一端的外缘。驱动关节还包括机电停车制动器和增量编码器，机电停车制动器套设在扭矩适应管的外缘，且机电停车制动器位于扭矩限制离合器与绝对编码器之间，机电停车制动器与无框电机传动连接，增量编码器设置在机电停车制动器的外缘。驱动关节还包括谐波减速机，谐波减速机套设在扭矩适应管的外缘，且谐波减速机位于机电停车制动器与扭矩限制离合器之间，其中，无框电机、扭矩限制离合器、绝对编码器和增量编码器分别与谐波减速机传动连接。

进一步，作为一种较佳的实施方式，机器人履带运行保护结构还包括若干加强防护筋(图中未示出)，每一履带23的外侧壁上分别均匀的设有若干加强防护筋。

进一步，作为一种较佳的实施方式，每一加强防护筋分别沿履带23的宽度方向设置。本实施例中的加强防护筋的形状均选用方形块状结构，具体的形状可以根据实际需要进行设置，其中，每相邻的两个加强防护筋之间的间距是相等的。设置的加强防护筋用于保护履带23的外侧壁，防止履带23经过复杂地形时受到破坏。其中，每相邻的两加强防护筋之间形成加强防护筋间槽道，该加强防护筋间槽道能够消化处理细小的岩片及石块。本实施例中，加强防护筋与履带23之间为一体式结构，其中，每一加强防护筋的纵截面均呈上宽下窄的等腰梯形结构，每一加强防护筋的厚度均为2.29cm，每一加强防护筋的下端的宽度均为4.4cm，每相邻的两加强防护筋的中部之间的距离均为12.7cm，每一加强防护筋的厚度与履带23的厚度之合均为4.3cm。

进一步，作为一种较佳的实施方式，每一第一下压机构25均包括：

连接块251，连接块251的一侧与连接关节24的一侧连接。

环形底板252，连接块251的另一侧设有一环形底板252。

安装板253，环形底板252远离连接块251的一侧设有两安装板253。

第一连接杆254，两安装板253之间设有两第一连接杆254，且每一连接杆254的两端分别与两安装板253连接。

第一弹簧255，每一第一连接杆254的外缘分别设有一第一弹簧255。

第一连接板256，第一连接板256的中部分别与每一第一连接杆254连接。

第一下压齿轮257，第一连接板256的两端各设有一第一下压齿轮257，每一第一下压齿轮257分别抵于履带23的外侧壁。本实施例中，如图3所示，第一连接板256的中部开设有两安装孔，第一连接杆254以及第一弹簧255均贯穿安装孔，本实施例中，第一下压齿轮257用于下压履带23，第一弹簧255可以带动第一连接板256沿第一连接杆254的长度方向来回滑动，从而带动第一下压齿轮257上下浮动，使得第一下压齿轮257能够适应不同松紧度的履带23。

进一步，作为一种较佳的实施方式，每一第二下压机构26均包括：

第一转动轴261，第一转动轴261的两端与两侧边保护板21连接。

第二转动轴262，第二转动轴262的两端与两侧边保护板21连接。

第二连接杆263，第二连接杆263的一端与第一转动轴261连接。

第二弹簧264，第二连接杆263的外缘设有第二弹簧264。

连接部265，连接部265的一端与第二转动轴262连接，连接部265的另一端与第二连接杆263的另一端连接。

第二连接板266，连接部265的另一端的两侧各设有一第二连接板266。

第二下压齿轮267，每一第二连接板266的两端各设有一第二下压齿轮267，每一第二下压齿轮267分别抵于履带23的内侧壁。本实施例中，第二连接杆263与第一转动轴261之间可转动地连接，连接部265与第二转动轴262之间可转动地连接，连接部265与第二连接杆263之间可转动地连接。第二弹簧264可带动连接部265沿第二连接杆263的长度方向来回滑动，当履带23的松紧度出现变化时，第二下压齿轮267带动第二连接板266和连接部265沿第二连接杆263的长度方向滑动，实现对履带23的松紧度的调整。

进一步，作为一种较佳的实施方式，机器人履带运行保护结构还包括温度检测器(图中未示出)，每一侧边保护板21的内侧壁上各设有一温度检测器。本实施例中的温度检测器通过安装支架固定在侧边保护板21的内侧壁上，或者通过在侧边保护板21内侧壁上开设嵌槽，用于安装温度检测器。本实施例中的温度检测器用于检测侧边保护板21的温度，当机器人应用于火灾现场时，可通过温度检测器监测侧边保护板21的温度，防止温度过高对导带轮22及履带23造成破坏。本实施例中的温度检测器用于和外部的外部执行器连接，可通过外部执行器读取温度检测器检测的温度信息。

进一步，作为一种较佳的实施方式，每一侧边保护板21均为防尘隔热板。

进一步，作为一种较佳的实施方式，机器人履带运行保护结构还包括爬梯勾4和摇臂转向架5，每一摇臂转向架5的两端分别与每一履带机构2中的两侧边保护板21连接，每一摇臂转向架5上分别设有一爬梯勾4。本实施例中的爬梯勾4通过摇臂转向架5与两侧边保护板21转动连接，本实施例中设置的摇臂转向架5用于收纳爬梯勾4，可以防止爬梯勾4振动脱落。本实施例中，每一履带机构2中的其中一侧边保护板21的外侧壁上设有一驱动电机(图中未示出)，且驱动电机用于驱动摇臂转向架5转动，在不使用时，驱动电机驱动摇臂转向架5带动其上的爬梯勾4转动，使得爬梯勾4与履带23的上表面平行。本实施例中的驱动电机受外部控制信号控制。如图2所示，摇臂转向架5位于履带机构2的左端，当机器人主体1需要爬楼梯时，驱动电机控制摇臂转向架5带动爬梯勾4转动，使得爬梯勾4抵于楼梯台阶，在爬梯勾4的作用下，使得靠近爬梯勾4的导带轮22向上抬起，从而使得该导带轮22攀上楼梯台阶，同时机器人主体1的臂部101上的爬梯勾4也抵于楼梯台阶，增加机器人主体1攀爬楼梯时的稳定性。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种机器人履带运行保护结构，包括机器人主体，所述机器人主体具有两臂部和两腿部，其特征在于，还包括履带机构和履带驱动机构，每一所述臂部的一端及每一所述腿部的一端各设有一所述履带机构和一所述履带驱动机构，且每一所述履带驱动机构分别驱动一所述履带机构；

每一所述履带机构均包括：

两侧边保护板；

两导带轮，两所述导带轮位于两所述侧边保护板之间，且每一所述导带轮的一侧分别与一所述侧边保护板连接；

一履带，所述履带的内侧壁的两侧各设有一引导槽，所述履带连接两所述导带轮；

一连接关节，两所述侧边保护板的一端设有一所述连接关节，且所述连接关节连接两所述侧边保护板；

一第一下压机构，所述连接关节的一侧设有所述第一下压机构；

一第二下压机构，两所述导带轮之间设有一所述第二下压机构，且所述第二下压机构与两所述侧边保护板连接；

每一所述第一下压机构均包括：

连接块，所述连接块的一侧与所述连接关节的一侧连接；

环形底板，所述连接块的另一侧设有一所述环形底板；

安装板，所述环形底板远离所述连接块的一侧设有两所述安装板；

第一连接杆，两所述安装板之间设有两所述第一连接杆，且每一所述连接杆的两端分别与两所述安装板连接；

第一弹簧，每一所述第一连接杆的外缘分别设有一所述第一弹簧；

第一连接板，所述第一连接板的中部分别与每一所述第一连接杆连接；

第一下压齿轮，所述第一连接板的两端各设有一所述第一下压齿轮，每一所述第一下压齿轮分别抵于所述履带的外侧壁。

2.如权利要求1所述的机器人履带运行保护结构，其特征在于，每一所述履带驱动机构均包括：

驱动关节，每一所述导带轮内各设有一所述驱动关节；

外固定盘，每一所述导带轮的两侧各设有一所述外固定盘，且每一所述外固定盘的外缘分别延伸至一所述引导槽内。

3.如权利要求1所述的机器人履带运行保护结构，其特征在于，还包括若干加强防护筋，每一所述履带的外侧壁上分别均匀的设有若干所述加强防护筋。

4.如权利要求3所述的机器人履带运行保护结构，其特征在于，每一所述加强防护筋分别沿所述履带的宽度方向设置。

5.如权利要求1所述的机器人履带运行保护结构，其特征在于，每一所述第二下压机构均包括：

第一转动轴，所述第一转动轴的两端与两所述侧边保护板连接；

第二转动轴，所述第二转动轴的两端与两所述侧边保护板连接；

第二连接杆，所述第二连接杆的一端与所述第一转动轴连接；

第二弹簧，所述第二连接杆的外缘设有所述第二弹簧；

连接部，所述连接部的一端与所述第二转动轴连接，所述连接部的另一端与所述第二连接杆的另一端连接；

第二连接板，所述连接部的另一端的两侧各设有一所述第二连接板；

第二下压齿轮，每一所述第二连接板的两端各设有一所述第二下压齿轮，每一所述第二下压齿轮分别抵于所述履带的内侧壁。

6.如权利要求1所述的机器人履带运行保护结构，其特征在于，还包括温度检测器，每一所述侧边保护板的内侧壁上各设有一所述温度检测器。

7.如权利要求1所述的机器人履带运行保护结构，其特征在于，每一所述侧边保护板均为防尘隔热板。

8.如权利要求1所述的机器人履带运行保护结构，其特征在于，还包括爬梯勾和摇臂转向架，每一所述摇臂转向架的两端分别与每一所述履带机构中的两所述侧边保护板连接，每一所述摇臂转向架上分别设有一所述爬梯勾。

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