CN210363375U - 一种履带式底盘用动力自适应传递机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种履带式底盘用动力自适应传递机构，包括第一换向机构、传动伸缩机构、第二换向机构，所述第一换向机构的输入端与电机连接，第一换向机构的输出端通过传动伸缩机构与第二换向机构的输入端连接，第二换向机构的输出端与履带式底盘的驱动轮连接。通过第一换向机构、第二换向机构各伞齿之间的啮合作用实现动力换向，当履带式底盘的悬挂减震机构相对履带式底盘上下高度调整时，传动伸缩机构利用弹簧结构实现第一换向机构、第二换向机构之间发生垂向高度变化时的持续动力输出，保证了履带式底盘在对悬挂减震机构高度调整时的动力换向和动力持续输出，保证了机器人运动的动力需求。

Description

一种履带式底盘用动力自适应传递机构

技术领域

本实用新型属于履带式底盘装置技术领域，具体涉及一种履带式底盘用动力自适应传递机构。

背景技术

履带式底盘具有动作灵活、负重性能好、越障能力强等优点，常用于复杂恶劣地面特种机器移动平台。相对轮式履带式底盘，履带式底盘由于设置有悬挂减震机构，具备更强的越障性能和复杂地形通过能力。履带式底盘以及配套的悬挂组件作为相关机械的行走机构，其发展方向始终围绕着高自适应性、高运动性能、安全可靠性和运动平稳性等方面发展。

履带式底盘的悬挂组件一般采用固定式结构，其运动时悬挂系统的角度或高度无法改变，当悬挂组件经过“_ˉ”型、“ˉ_”型或其它两侧高度各异的复杂地面、障碍物或坡道时，底盘上端工作角度发生变化，对底盘上端观测或作业设备工作角度扰动影响严重，并且底盘工作平稳性降低、悬挂系统受力不均，履带会发生严重形变，轻微者损伤履带或掉带，重则使左右两侧履带结构受力不均发生车体损伤甚至倾覆，严重危害履带底盘寿命，对底盘通过性和越障性提出巨大挑战。

现有技术方案中仅有对轮式底盘高度调整的方案，由于履带式驱动机构复杂，现有履带式悬挂高度调整的方案中，均为同步对左右两侧悬挂系统调整从而实现底盘整体高度调整，无法适应左右高度各异的复杂路面。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种履带式底盘用动力自适应传递机构，在履带式底盘经过左右高度不一致的复杂恶劣地形进行悬挂减震机构高度调整时，实现动力换向以及动力稳定持续传递。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种履带式底盘用动力自适应传递机构，包括第一换向机构、传动伸缩机构、第二换向机构，所述第一换向机构的输入端与电机连接，第一换向机构的输出端通过传动伸缩机构与第二换向机构的输入端连接，第二换向机构的输出端与履带式底盘的驱动轮连接。

具体的，所述第一换向机构包括第一转轴、第一伞齿、第一支架、第二支架、第二转轴、第二伞齿、第三伞齿，第一转轴设置于第一支架内，第一转轴一端连接电机的输出轴，另一端连接第一伞齿，第一伞齿、第二伞齿、第三伞齿相互之间啮合连接，第三伞齿设置在第二支架上，第一支架和第二支架均为U性结构，垂直连接，且第一支架和第二支架之间设有轴承，第二转轴穿过轴承连接第二伞齿，第三伞齿连接传动伸缩机构中的第一套筒，第一套筒轴心与第一转轴轴心夹角为90°。

具体的，所述传动伸缩机构包括第一套筒、第三转轴、第二套筒，第一套筒和第二套筒均为转轴结构，第一套筒的一端与第一换向机构中的第三伞齿连接，第一套筒的另一端通过第三转轴与第二套筒的一端连接，第二套筒的另一端与第二换向机构中的第四伞齿连接。

进一步的，所述第一套筒和第二套筒均为中空结构，第三转轴的两端分别插接于第一套筒和第二套筒的中空结构内。

进一步的，所述第三转轴的两端分别设有弹簧结构，通过弹簧结构的弹力作用第三转轴在第一套筒和第二套筒之间悬浮。

进一步的，所述第三转轴的两端以及第一套筒和第二套筒的中空结构的截面形状一致，均为除圆形外的多边形。

进一步的，所述第三转轴的两端与第一套筒和第二套筒的中空结构之间有空隙。

进一步的，所述与第二套筒连接的第三转轴端部的弹簧结构的弹力大于与第一套筒连接的第三转轴端部的弹簧结构的弹力。

具体的，所述第二换向机构包括第四伞齿、第三支架、第五伞齿、第四转轴、第四支架、第六伞齿、第五转轴，第四伞齿与传动伸缩机构中的第二套筒连接，第四伞齿、第五伞齿和第六伞齿之间相互啮合连接，第四伞齿设置在第三支架上，第六伞齿设置在第四支架上，第三支架与第四支架垂直设置，第五伞齿设置在穿过第三支架与第四支架之间的第四转轴上，第五伞齿与第五转轴的一端连接，第五转轴的另一端与履带式底盘的驱动轮连接，且第五转轴的轴心与第二套筒的轴心夹角为90°。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的动力自适应传递机构通过第一换向机构、第二换向机构各伞齿之间的啮合作用实现动力换向，当履带式底盘的悬挂减震机构相对履带式底盘上下高度调整时，传动伸缩机构利用弹簧结构实现第一换向机构、第二换向机构之间发生垂向高度变化时的持续动力输出，保证了履带式底盘在对悬挂减震机构高度调整时的动力换向和动力持续输出，保证了机器人运动的动力需求。

附图说明

图1是本实用新型动力自适应传递机构的立体结构示意图。

图2是本实用新型动力自适应传递机构的主视结构示意图。

图3是本实用新型动力自适应传递机构的左视结构示意图。

图4是本实用新型动力自适应传递机构的右视结构示意图。

图5是本实用新型动力自适应传递机构的俯视结构示意图。

图6是本实用新型动力自适应传递机构用于履带式底盘的主视结构示意图。

图7是本实用新型动力自适应传递机构用于履带式底盘的左视结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种履带式底盘用动力自适应传递机构，包括第一换向机构1、传动伸缩机构2、第二换向机构3，第一换向机构1的输出端通过传动伸缩机构2与第二换向机构3的输入端连接。

如图2-5所示，第一换向机构1主要实现将动力从电机经换向后传递至传动伸缩机构2，第一换向机构1包括第一转轴11、第一伞齿12、第一支架13、第二支架14、第二转轴15、第二伞齿16、第三伞齿17，第一转轴11设置于第一支架13中间，第一转轴11一端连接电机的输出轴，另一端连接第一伞齿12，第一伞齿12、第二伞齿16、第三伞齿17相互之间啮合连接，第三伞齿17设置在第二支架14上，第一支架13和第二支架14均为U性结构，垂直连接，且第一支架13和第二支架14之间设有轴承，第二转轴15穿过轴承从而使第一支架13和第二支架14间角度调整，第二转轴15一端穿过轴承连接第二伞齿16，第三伞齿17连接传动伸缩机构2中的第一套筒21，第一套筒21轴心与第一转轴11轴心夹角为90°。

第一换向机构1的换向和动力传递原理为：动力传递至第一转轴11后，第一转轴11通过齿轮啮合作用，将动力传递至第二转轴15，由于第二转轴15连接的第二伞齿16还与第三伞齿17啮合，动力传递至第三伞齿17以及与之连接的第一套筒21上，此时第一套筒21轴心与第一转轴11轴心夹角为90°。

传动伸缩机构2实现将动力从第一换向机构1传递至第二换向机构3，并且在动力传递过程中，通过自身伸缩机构实现动力传递长度变化。如图2所示，传动伸缩机构2包括第一套筒21、第三转轴22、第二套筒23，第一套筒21和第二套筒23均为转轴结构，第一套筒21的一端与第一换向机构1中的第三伞齿17连接，第一套筒21的另一端通过第三转轴22与第二套筒23的一端连接，第二套筒23的另一端与第二换向机构3中的第四伞齿31连接。第一套筒21和第二套筒23均为中空结构，第三转轴22的两端分别设有弹簧结构，第三转轴22的两端分别插接于第一套筒21和第二套筒23的中空结构内，通过弹簧结构的弹力作用第三转轴22在第一套筒21和第二套筒23之间悬浮。第三转轴22的两端以及第一套筒21和第二套筒23的中空结构的截面形状一致，均为除圆形外的多边形。

第三转轴22的两端与第一套筒21和第二套筒23的中空结构之间有空隙，即第三转轴22的截面形状略小于第一套筒21、第二套筒23中空结构的截面形状，效果为第一套筒21旋转时，可带动第三转轴22转动，进而带动第二套筒23转动；且第一套筒21和第二套筒23之间的距离变化时，第三转轴22在第一套筒21和第二套筒23间由于弹簧作用实现在第一套筒21和第二套筒23间浮动并进行动力传递。

为了保证第三转轴22在第一套筒21和第二套筒23内插入距离相同，第三转轴22由于重力的作用，故与第二套筒23连接的第三转轴22端部的弹簧结构的弹力应稍大于与第一套筒21连接的第三转轴22端部的弹簧结构的弹力。

为了保证第三转轴22不会脱离第一套筒21、第二套筒23，故第一套筒21、第二套筒23之间距离增大时不应超过第三转轴22的长度，当然当第一套筒21、第二套筒23之间距离减小时，也应遵循压缩距离不小于第三转轴22的长度。

第二换向机构3的结构组成与功能与第一换向机构1一致，如图2、3所示，第二换向机构3包括第四伞齿31、第三支架32、第五伞齿33、第四转轴34、第四支架35、第六伞齿36、第五转轴37。第四伞齿31与传动伸缩机构2中的第二套筒23连接，第四伞齿31、第五伞齿33和第六伞齿36之间相互啮合连接，第四伞齿31设置在第三支架32上，第六伞齿36设置在第四支架35上，第三支架32与第四支架35对向垂直设置，第五伞齿33设置在穿过第三支架32与第四支架35之间的第四转轴34上，第五伞齿33与第五转轴37的一端连接，第五转轴37的另一端与履带式底盘的驱动轮4连接，且第五转轴37的轴心与第二套筒23的轴心夹角为90°。

如图6、7所示，动力自适应传递机构安装于履带式底盘的电机与驱动轮之间，动力自适应传递机构的第一换向机构1的输入端与电机连接，第二换向机构3的输出端与履带式底盘的驱动轮4连接。

动力自适应传递机构实现整体换向机理和动力传递功能如下：

(1)动力换向功能

当第一转轴11与第五转轴37不在同一直线时，由于第一伞齿12、第二伞齿16、第三伞齿17相互啮合作用，配合第一支架13和第二支架14使得从第一转轴11输入的动力换向，最终第一转轴11的轴心与第三伞齿17的轴心夹角为90°，实现一次换向。动力从第三伞齿17经第一套筒21、第三转轴22、第二套筒23传递轴到达第四伞齿31，经过第二换向机构2中第四伞齿31、第五伞齿33和第六伞齿36的啮合作用，实现第二次动力换向，即：第四伞齿31的轴心与第六伞齿36轴线的夹角为90°，从而使得第一转轴11与第五转轴37的轴心夹角变为0°，相互平行但不重合。第一转轴11与第五转轴37之间的垂向距离即为传动伸缩机构2的长度。

(2)动力传输延长功能

当履带式底盘的悬挂减震机构相对履带式底盘上下高度调整时，此时与电机的转轴相连的第一转轴11相对于与驱动轮4连接的第五转轴37垂向距离发生高度调整，从而使第一套筒21与第二套筒23之间的间距发生被动延长或压缩。由于传动伸缩机构2的作用，第三转轴22两端的弹簧在第一套筒21、第二套筒23内支撑作用使第三转轴22始终不脱离第一套筒21、第二套筒23，从而使第一套筒21与第二套筒23之间的动力传递持续不断。

上述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种履带式底盘用动力自适应传递机构，其特征在于，包括第一换向机构、传动伸缩机构、第二换向机构，所述第一换向机构的输入端与电机连接，第一换向机构的输出端通过传动伸缩机构与第二换向机构的输入端连接，第二换向机构的输出端与履带式底盘的驱动轮连接。

2.如权利要求1所述的履带式底盘用动力自适应传递机构，其特征在于，所述第一换向机构包括第一转轴、第一伞齿、第一支架、第二支架、第二转轴、第二伞齿、第三伞齿，第一转轴设置于第一支架中间，第一转轴一端连接电机的输出轴，另一端连接第一伞齿，第一伞齿、第二伞齿、第三伞齿相互之间啮合连接，第三伞齿设置在第二支架上，第一支架和第二支架均为U性结构，垂直连接，且第一支架和第二支架之间设有轴承，第二转轴穿过轴承连接第二伞齿，第三伞齿连接传动伸缩机构中的第一套筒，第一套筒轴心与第一转轴轴心夹角为90°。

3.如权利要求1所述的履带式底盘用动力自适应传递机构，其特征在于，所述传动伸缩机构包括第一套筒、第三转轴、第二套筒，第一套筒和第二套筒均为转轴结构，第一套筒的一端与第一换向机构中的第三伞齿连接，第一套筒的另一端通过第三转轴与第二套筒的一端连接，第二套筒的另一端与第二换向机构中的第四伞齿连接。

4.如权利要求3所述的履带式底盘用动力自适应传递机构，其特征在于，所述第一套筒和第二套筒均为中空结构，第三转轴的两端分别插接于第一套筒和第二套筒的中空结构内。

5.如权利要求4所述的履带式底盘用动力自适应传递机构，其特征在于，所述第三转轴的两端分别设有弹簧结构，通过弹簧结构的弹力作用第三转轴在第一套筒和第二套筒之间悬浮。

6.如权利要求3或4所述的履带式底盘用动力自适应传递机构，其特征在于，所述第三转轴的两端以及第一套筒和第二套筒的中空结构的截面形状一致，均为除圆形外的多边形。

7.如权利要求3或4所述的履带式底盘用动力自适应传递机构，其特征在于，所述第三转轴的两端与第一套筒和第二套筒的中空结构之间有空隙。

8.如权利要求5所述的履带式底盘用动力自适应传递机构，其特征在于，所述与第二套筒连接的第三转轴端部的弹簧结构的弹力大于与第一套筒连接的第三转轴端部的弹簧结构的弹力。

9.如权利要求1所述的履带式底盘用动力自适应传递机构，其特征在于，所述第二换向机构包括第四伞齿、第三支架、第五伞齿、第四转轴、第四支架、第六伞齿、第五转轴，第四伞齿与传动伸缩机构中的第二套筒连接，第四伞齿、第五伞齿和第六伞齿之间相互啮合连接，第四伞齿设置在第三支架上，第六伞齿设置在第四支架上，第三支架与第四支架垂直设置，第五伞齿设置在穿过第三支架与第四支架之间的第四转轴上，第五伞齿与第五转轴的一端连接，第五转轴的另一端与履带式底盘的驱动轮连接，且第五转轴的轴心与第二套筒的轴心夹角为90°。

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