CN117360643A - 一种机器人履带装置及底盘 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机器人技术领域，公开了一种机器人履带装置及底盘，包括多个依次转动连接呈环状的履带板，各所述履带板上或间隔一个履带板的相邻两个履带板上均固定设置有支撑框架，所述支撑框架固定在对应的所述履带板的边缘，所述履带板的中部垂直设置有缓冲件，所述缓冲件穿过所述支撑框架，所述缓冲件的端部设置有轴承，所述轴承上安装有抓地行走足；所述缓冲件的长度可伸缩，以在所述机器人履带装置行走时使对应所述抓地行走足与地面抵接。本发明的机器人履带装置能够增加接地面积，避免机器人侧翻，并且接触面积的增加也能够提高机器人的爬坡能力。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人履带装置及底盘。
背景技术
机器人越障能力一直是机器人技术的重要组成部分。其中，轮式机器人行走速度快，但越障能力不足；多组机器人通过多足切换，越障能力极强但功耗过高、行走速度慢。
履带是车辆增加越障能力的传统技术方案，广泛用于坦克等场合。但履带的作用更多的在于增加轮子与地面的接触面积，提升跨越沟道等障碍的能力。为解决机器人越障的问题，在机器人结构上添加履带行走结构，但是机器人由于自身体积较小，在工地凹凸不平的地面行走时，使用履带时，机器人履带只能与突起连接线平齐，容易侧翻，而小接触面也导致了爬坡能力受限。
发明内容
本发明的目的是提供一种机器人履带装置，用于解决技术问题：现有技术中采用履带解决越障的机器人越障时容易侧翻且爬坡能力有限。
本发明的另外一个目的还在于提供一种底盘。
为了实现上述目的，本发明提供了一种机器人履带装置，包括多个依次转动连接呈环状的履带板，各所述履带板上或间隔一个履带板的相邻两个履带板上均固定设置有支撑框架，所述支撑框架固定在对应的所述履带板的边缘，所述履带板的中部垂直设置有缓冲件，所述缓冲件穿过所述支撑框架，所述缓冲件的端部设置有轴承，所述轴承上安装有抓地行走足；所述缓冲件的长度可伸缩，以在所述机器人履带装置行走时使对应所述抓地行走足与地面抵接。
作为优选方案，所述缓冲件为缓冲气缸，所述缓冲气缸的缸体与所述履带板固定连接，所述缓冲气缸的活塞穿过所述支撑框架，所述轴承安装在所述活塞的端部。
作为优选方案，所述支撑框架包括至少两个垂直固定设置在所述履带板上的支撑柱和固定设置在所述支撑柱端部的支撑板，所述活塞匹配穿过所述支撑板，所述支撑板与所述履带板平行布置，以在机器人行走时，对应的所述活塞杆垂直于地面。
作为优选方案，所述轴承为弹性轴承。
作为优选方案，所述抓地行走足包括板状本体，所述板状本体具有：
相对布置的两个同心的圆弧状边缘，且两个同心圆弧状边缘的外侧圆弧的尺寸大于内侧圆弧的尺寸；
以及，两个连接两个同心圆弧状边缘的直线边缘，两个所述直线边缘共线；
所述轴承设置在所述板状本体的中部，且所述缓冲件连接在所述板状本体的外部，机器人行走时，两个所述直线边缘与地面抵接。
作为优选方案，所述缓冲件的端部固定连接有行走板，所述轴承固定穿过所述行走板，所述轴承内安装有转轴，所述转轴的两端延伸至所述行走板外，所述转轴的两端均转动安装有一个所述抓地行走足。
作为优选方案，所述缓冲件包括弹性件，所述弹性件的一端与所述履带板固定连接，所述弹性件的另外一端固定连接所述行走板。
作为优选方案，所述弹性件为弹簧。
作为优选方案，所述履带板的一侧预留有沿所述履带板的边缘延伸的旋转孔，所述履带板的相对一侧边缘固定设置有与所述旋转孔匹配的旋转轴，相邻所述履带板的旋转轴和旋转孔匹配转动连接。
一种底盘，包括驱动轮与所述驱动轮连接的电池以及工控机，所述驱动轮上匹配安装有权利要求1至9任一项所述的机器人履带装置。
本发明实施例一种机器人履带装置与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明实施例的机器人履带装置包括多个依次转动连接呈环状的履带板，各履带板上或间隔一个履带板的相邻两个履带板上均固定设置有支撑框架，支撑框架固定在对应的履带板的边缘，履带板的中部垂直设置有缓冲件，缓冲件穿过支撑框架，缓冲件的端部设置有轴承，轴承上安装有抓地行走足；缓冲件的长度可伸缩，以在机器人履带装置行走时使对应抓地行走足与地面抵接。采用本申请的机器人履带装置在机器人行走的时候，相对应的履带板行走转动至与地面相对位置，同时该履带板上的抓地行走足与地面抵接支撑机器人，由于本申请中布置了可伸缩的缓冲件，在经过工地复杂地形或者凹凸不平的地形时，缓冲件根据需求进行伸长或者缩短，能够使对应的抓地行走足与地面抵接以支撑机器人，增加接地面积，避免机器人侧翻，并且接触面积的增加也能够提高机器人的爬坡能力。
附图说明
图1是本发明实施例机器人履带装置的示意图；
图2是本发明实施例机器人履带装置的使用状态图；
图中，1、履带板，11、旋转孔，12、旋转轴，2、支撑框架，21、支撑柱，22、支撑板，3、缓冲件，31、杠体，32、活塞杆，4、轴承，5、抓地行走足，51、板状本体，52、圆弧状边缘，53、直线边缘，6、驱动轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1至图2所示，本发明实施例优选实施例的一种机器人履带装置包括多个依次转动连接呈环状的履带板1，环状的履带板1形成履带，履带用于安装在机器人底盘上的驱动轮6上；各履带板1上或间隔一个履带板1的相邻两个履带板1上均固定设置有支撑框架2，支撑框架2固定在对应的履带板1的边缘，对应的带板的中部垂直设置有缓冲件3，缓冲件3穿过支撑框架2，支撑框架2可为缓冲件3提供支撑力，缓冲件3的端部设置有轴承4，轴承4上安装有抓地行走足5，抓地行走足5可以绕轴承4转动一定的角度，以便于能够适应相对应的复杂或者凹凸不平的地面；缓冲件3的长度可伸缩，以在机器人履带装置行走时使对应抓地行走足5与地面抵接，便于使缓冲件3推动抓地行走足5移动以与地面抵触。采用本申请的机器人履带装置在机器人行走的时候，相对应的履带板1行走转动至与地面相对位置，同时该履带板1上的抓地行走足5与地面抵接支撑机器人，由于本申请中布置了可伸缩的缓冲件3，在经过工地复杂地形或者凹凸不平的地形时，缓冲件3根据需求进行伸长或者缩短，能够使对应的抓地行走足5与地面抵接以支撑机器人，增加接地面积，避免机器人侧翻，并且接触面积的增加也能够提高机器人的爬坡能力。
在具体使用时，机器人行走时，当该履带出于非接触地面状态时，缓冲件3将支撑足完全推出，而行走足接地时，在机器人自身的重力压力下，气压缸将被压缩，抓地行走足5缩短至其内部压力与外部受力均衡时状态；设定缓冲件3的合适的缓冲力能够使该接触地面的缓冲件3伸缩实现与地面的抵触。
在本申请的具体实施例中，缓冲件3具体为缓冲气缸，缓冲气缸的缸体与履带板1固定连接，具体杠体31可以通过紧固件与履带板1连接，例如在履带板1上焊接固定支耳，支耳上固定轴件，杠体31的端部预留与轴件转动连接的孔；缓冲气缸的活塞穿过支撑框架2，轴承4安装在活塞的端部，抓地行走足5与轴承4连接。在具体使用时，设定缓冲气缸的话是的气压力，实现在机器人行走时，当履带出于非接触地面状态时，气压缸能够将活塞杆32完全推出使抓地行走足5接触地面，而行走足接地时，在机器人自身的重力压力下，气压缸将被压缩，行走足缩短至其内部压力与外部受力均衡时状态。
在本申请的具体实施例中，支撑框架2包括至少两个垂直固定设置在履带板1上的支撑柱21和固定设置在支撑柱21端部的支撑板22，具体的，为达到支撑以及定位的作用，本申请中的支撑住设置有四个，且四个支撑住分别固定连接在履带板1的四个边角处；并且，支撑板22与履带板1平行布置，活塞匹配穿过支撑板22。具体的，支撑板22对应位置预留有穿孔，活塞杆32匹配穿过该穿孔，且活塞杆32的伸缩方向垂直于支撑板22，因此，支撑板22不仅能够为活塞杆32提供支撑力，且具有导向作用，能够对活塞杆32的伸缩方向进行导向，以便于使对应的活塞杆32带动抓地行走足5接地时，与地面呈垂直的方向，便于使与地面抵接的气压缸一直处于垂直地面的方向，以提供更加稳定的支撑行走。
在本申请的具体实施例中，轴承4为弹性轴承，弹性轴承能够在在承受径向冲击下具有缓冲和减振作用，以便于能够在抓地行走足5抵接地面的时候缓冲机器人行走至复杂地面的时候提供移动的缓冲和减振作用。
在本申请的具体实施例中，抓地行走足5包括板状本体51，板状本体51具有：相对布置的两个同心的圆弧状边缘52，且两个同心圆弧状边缘52的外侧圆弧的尺寸大于内侧圆弧的尺寸；以及，两个连接两个同心圆弧状边缘52的直线边缘53，两个直线边缘53共线；轴承4设置在板状本体51的中部，且缓冲件3连接在板状本体51的外部，机器人行走时，两个直线边缘53与地面抵接。设置同心的圆弧状边缘52能够便于抓地行走足5绕轴承4转动，两个直线边缘53修形成与地面抵接的底面，同时由于两个同心圆弧状边缘52的外侧圆弧的尺寸大于内侧圆弧的尺寸，使与地面接触的便于中部具有圆弧状的缺口，以便于在抓地行走足5接触地面的时候能够更方便接触凹凸不平的底面，例如中间高两侧低的接触面上，可将中间高的底面对应于缺口处，使两侧低的底面能够与直线边缘53抵接。
在本申请的具体实施例中，缓冲件3的端部固定连接有行走板，轴承4固定穿过行走板，轴承4内安装有转轴，转轴的两端延伸至行走板外，转轴的两端均转动安装有一个抓地行走足5，以便于提供稳定的抓地行走力。
在本申请其他实施例中，缓冲件3包括弹性件，弹性件的一端与履带板1固定连接，弹性件的另外一端固定连接行走板。弹性件为提供弹性的弹簧，弹簧的弹力根据机器人的重力匹配布置，以便于在机器人行走凹凸路面或者复杂工地路面时能够伸缩以便于驱动抓地行走足5与地面接触。
在本申请的具体实施例中，履带板1的一侧预留有沿履带板1的边缘延伸的旋转孔11，履带板1的相对一侧边缘固定设置有与旋转孔11匹配的旋转轴12，相邻履带板1的旋转轴12和旋转孔11匹配转动连接。履带板1依次转动连接形成完整的履带。
一种底盘的实施例，包括驱动轮6与驱动轮6连接的电池以及工控机，驱动轮6上匹配安装有上述的机器人履带装置。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种机器人履带装置，其特征在于，包括多个依次转动连接呈环状的履带板，各所述履带板上或间隔一个履带板的相邻两个履带板上均固定设置有支撑框架，所述支撑框架固定在对应的所述履带板的边缘，所述履带板的中部垂直设置有缓冲件，所述缓冲件穿过所述支撑框架，所述缓冲件的端部设置有轴承，所述轴承上安装有抓地行走足；所述缓冲件的长度可伸缩，以在所述机器人履带装置行走时使对应所述抓地行走足与地面抵接。
2.如权利要求1所述的机器人履带装置，其特征在于，所述缓冲件为缓冲气缸，所述缓冲气缸的缸体与所述履带板固定连接，所述缓冲气缸的活塞穿过所述支撑框架，所述轴承安装在所述活塞的端部。
3.如权利要求2所述的机器人履带装置，其特征在于，所述支撑框架包括至少两个垂直固定设置在所述履带板上的支撑柱和固定设置在所述支撑柱端部的支撑板，所述活塞匹配穿过所述支撑板，所述支撑板与所述履带板平行布置，以在机器人行走时，对应的所述活塞杆垂直于地面。
4.如权利要求2所述的机器人履带装置，其特征在于，所述轴承为弹性轴承。
5.如权利要求1所述的机器人履带装置，其特征在于，所述抓地行走足包括板状本体，所述板状本体具有：
相对布置的两个同心的圆弧状边缘，且两个同心圆弧状边缘的外侧圆弧的尺寸大于内侧圆弧的尺寸；
以及，两个连接两个同心圆弧状边缘的直线边缘，两个所述直线边缘共线；
所述轴承设置在所述板状本体的中部，且所述缓冲件连接在所述板状本体的外部，机器人行走时，两个所述直线边缘与地面抵接。
6.如权利要求1-5任一项所述的机器人履带装置，其特征在于，所述缓冲件的端部固定连接有行走板，所述轴承固定穿过所述行走板，所述轴承内安装有转轴，所述转轴的两端延伸至所述行走板外，所述转轴的两端均转动安装有一个所述抓地行走足。
7.如权利要求6所述的机器人履带装置，其特征在于，所述缓冲件包括弹性件，所述弹性件的一端与所述履带板固定连接，所述弹性件的另外一端固定连接所述行走板。
8.如权利要求7所述的机器人履带装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧。
9.如权利要求1所述的机器人履带装置，其特征在于，所述履带板的一侧预留有沿所述履带板的边缘延伸的旋转孔，所述履带板的相对一侧边缘固定设置有与所述旋转孔匹配的旋转轴，相邻所述履带板的旋转轴和旋转孔匹配转动连接。
10.一种底盘，其特征在于，包括驱动轮与所述驱动轮连接的电池以及工控机，所述驱动轮上匹配安装有权利要求1至9任一项所述的机器人履带装置。
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