CN217533050U - 一种多姿态履带式四足行走平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多姿态履带式四足行走平台，包括前骨架和后骨架，所述前骨架顶端固定有头部，所述前骨架和后骨架底部对称固定有关节式履带行走装置，所述前骨架远离头部的一侧固定有脊柱式连接装置，所述前骨架通过脊柱式连接装置与后骨架转动连接，所述前骨架和后骨架底部对称固定有连接块，所述连接块一侧转动连接有第一大功率马达，此一种多姿态履带式四足行走平台具有多种行走模式的可变形设计。一是摆动式履带行走，能够模仿犬类步态，仿生意义良好；二是履带式直立四驱，机身具有一定高度，较摆动式速度有一定提升；三是履带式卧式行走，模仿了犬类爬行及履带式坦克，具有行进稳定、速度快、越障性能良好的优点。

Description

一种多姿态履带式四足行走平台

技术领域

本实用新型涉及四足行走平台技术领域，具体为一种多姿态履带式四足行走平台。

背景技术

目前常用的行走机构有车轮式、履带式、步行式和其他方式等，传统的车轮式具有行动灵活、操作简单的特点，但是易受到环境的限制，越障性能差。履带式可以在凸凹不平的地面上行走，也可以跨越障碍物、爬不太高的台阶等，但是转弯会有较大限制，一般采用差速转弯，在沙地、滑坡转弯精确度不够。目前步行式行走机构越障性能好、灵活性好的特点，但是缺点是控制程序复杂、机身稳定性差等缺点。

为此，我们提出一种多姿态履带式四足行走平台。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多姿态履带式四足行走平台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多姿态履带式四足行走平台，包括前骨架和后骨架，前骨架顶端固定有头部，前骨架和后骨架底部对称固定有关节式履带行走装置，前骨架远离头部的一侧固定有脊柱式连接装置，前骨架通过脊柱式连接装置与后骨架转动连接，前骨架和后骨架底部对称固定有连接块，连接块一侧转动连接有第一大功率马达，第一大功率马达输出端伸出连接块的端部固定有升降减速箱，升降减速箱一侧滑动连接有升降齿条，前骨架远离头部的一侧固定有第一转盘，后骨架一侧固定有第二转盘，第二转盘一侧固定有转动齿条，转动齿条一侧滑动连接有转动减速箱。

优选的，关节式履带行走装置还包括腿部骨架、步进电机和履带，升降齿条一侧固定有腿部骨架，腿部骨架底部固定有步进电机，步进电机外部对称固定有主动齿轮，主动齿轮外部设置有履带，履带底部固定有链条，履带通过链条与主动齿轮传动连接，腿部骨架顶端转动连接有从动齿轮，从动齿轮通过链条与履带传动连接，关节式履带行走装置采用后轮驱动。

优选的，脊柱式连接装置还包括第二大功率马达、销轴和连接架，第一转盘一侧固定有连接架，第二转盘一侧固定有第二大功率马达，转动齿条一端与后骨架固定连接，转动减速箱一端设置有销轴，转动减速箱通过销轴与连接架转动连接，连接架外部开设有倒角，第一转盘和第二转盘外部固定有齿条。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、多种行走模式的可变形设计。一是摆动式履带行走，能够模仿犬类步态，仿生意义良好；二是履带式直立四驱，机身具有一定高度，较摆动式速度有一定提升；三是履带式卧式行走，模仿了犬类爬行及履带式坦克，具有行进稳定、速度快、越障性能良好的优点。

2、腿部可变径设计，通过减速箱和齿条进行配合，可带动机身在腿部升降，改变实际工作的腿的长度，从而控制迈步的幅度和机身的高度，便于多种地形行驶。

3、脊柱式连接方式。通过该机构可实现身体摆动，协同腿部差速进行转弯，身体运动灵活，能够解决完成转向问题，另外可控制身体拉伸或者弓腰，有利于通过多种复杂低矮地形，并可以通过俯身、下爬等运动状态模仿犬类的真实状态。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型脊柱式连接装置结构示意图之一；

图3为本实用新型脊柱式连接装置结构示意图之二；

图4为本实用新型关节式履带行走装置结构示意图之一；

图5为本实用新型关节式履带行走装置结构示意图之二。

图中：1、前骨架；2、后骨架；3、头部；4、关节式履带行走装置；41、连接块；42、第一大功率马达；43、升降减速箱；44、腿部骨架；441、升降齿条；45、步进电机；451、主动齿轮；46、履带；461、链条；5、脊柱式连接装置；52、第一转盘；53、第二大功率马达；54、转动减速箱；55、销轴；56、连接架；57、第二转盘；571、转动齿条；6、从动齿轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1、图2、图3、图4和图5所示，一种多姿态履带式四足行走平台，包括前骨架1和后骨架2，前骨架1顶端固定有头部3，前骨架1和后骨架2底部对称固定有关节式履带行走装置4，前骨架1远离头部3的一侧固定有脊柱式连接装置5，前骨架1通过脊柱式连接装置5与后骨架2转动连接，前骨架1和后骨架2底部对称固定有连接块41，连接块41一侧转动连接有第一大功率马达42，第一大功率马达42输出端伸出连接块41的端部固定有升降减速箱43，升降减速箱43一侧滑动连接有升降齿条441，前骨架1远离头部3的一侧固定有第一转盘52，后骨架2一侧固定有第二转盘57，第二转盘57一侧固定有转动齿条571，转动齿条571一侧滑动连接有转动减速箱54。

请参阅图4和图5所示，关节式履带行走装置4还包括腿部骨架44、步进电机45和履带46，升降齿条441一侧固定有腿部骨架44，腿部骨架44底部固定有步进电机45，步进电机45外部对称固定有主动齿轮451，主动齿轮451外部设置有履带46，履带46底部固定有链条461，履带46通过链条461与主动齿轮451传动连接，腿部骨架44顶端转动连接有从动齿轮6，从动齿轮6通过链条461与履带46传动连接，关节式履带行走装置4采用后轮驱动。

请参阅图2和图3所示，脊柱式连接装置5还包括第二大功率马达53、销轴55和连接架56，第一转盘52一侧固定有连接架56，第二转盘57一侧固定有第二大功率马达53，转动齿条571一端与后骨架2固定连接，转动减速箱54一端设置有销轴55，转动减速箱54通过销轴55与连接架56转动连接，连接架56外部开设有倒角，第一转盘52和第二转盘57外部固定有齿条。

履带式直立四驱：启动步进电机45，其输出端带动主动齿轮451转动，进而驱动链条461转动，使得本装置进行移动，履带46整体为锥型，其特点为支撑面积大，不易打滑的优点。同时履带46与地面相互作用，使整机附着性增强，不易打滑，越障性能好，在跨越障碍、坡道行驶等方面优点。为使得本装置移动更加稳定，四条腿上的履带46均采用步进电机45进行驱动，通过主动齿轮451和链条461传动，进而完成步进电机45对履带46的驱动问题。同时四个机械腿均采用后轮驱动，保证本装置运行过程中质心的稳定性；通过在腿部骨架44上安装升降齿条441和升降减速箱43，同时第一大功率马达42和升降减速箱43进行固定。通过升降齿条441与升降减速箱43配合，可改变腿部实际运动的高度，从而降低机身高度，实现运动幅度、运动稳定性的调整；在关节式设计方面，采用第一大功率马达42作为驱动关节。通过第一大功率马达42作为关节带动腿部往复的摆动。可实现模拟腿部向前运动这一过程。四条腿的摆动范围可实现 0-180度旋转，在腿部同时运动的情况下，本装置可实现变形为履带机器人，模仿犬类趴着的形态。除此之外，通过摆臂实现本装置跨越沟槽、高低不平的落石等障碍物，大大提高了机构的越障性能，具有较大的作业空间，操作灵活，有着较好的环境适应性；利用转动齿条571和转动减速箱54设计出扭转机构，带动机身进行变形，在水平情况下呈现摆动姿态，在竖直情况下呈现出拉伸或者弓腰的姿态，姿态的切换通过第二大功率马达53带动转盘旋转实现在脊柱式连接机构中，前后机身通过转动减速箱54、第一转盘52和第二转盘57进行配合，为防止机身不稳定、凹陷，利用销轴55进行固定。履带46平面的骨骼为刚性连杆，而与两骨骼两侧连接的关节则起到了运动副的作用，转动减速箱54运行到转动齿条571尾部终点时，机身前后处于统一水平线上，在方向控制上，转动减速箱54、转动齿条571整体固定于第二转盘57上，通过第二大功率马达53带动第二转盘57旋转，从而完成变向。当关节不动或进行一百八十度转动时，两骨骼平行于机身所在平面，当转动齿条571运行到终点时，本装置的前骨架1就会向左或向右偏转，在搭配步进电机45的差速运转，进而完成本装置的转向问题。当关节进行九十度转动时，两骨骼垂直于机身所在平面。关节式履带行走装置4中摆臂履带转动，将本装置前半身顶起，而连接架56将前半身侧的骨骼也同时顶起。两者同时运转后，本装置的前半机身倾斜，如同狗伸懒腰或者弓腰状态。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种多姿态履带式四足行走平台，包括前骨架（1）和后骨架（2），所述前骨架（1）顶端固定有头部（3），所述前骨架（1）和后骨架（2）底部对称固定有关节式履带行走装置（4），所述前骨架（1）远离头部（3）的一侧固定有脊柱式连接装置（5），所述前骨架（1）通过脊柱式连接装置（5）与后骨架（2）转动连接，其特征在于：所述前骨架（1）和后骨架（2）底部对称固定有连接块（41），所述连接块（41）一侧转动连接有第一大功率马达（42），所述第一大功率马达（42）输出端伸出连接块（41）的端部固定有升降减速箱（43），所述升降减速箱（43）一侧滑动连接有升降齿条（441），所述前骨架（1）远离头部（3）的一侧固定有第一转盘（52），所述后骨架（2）一侧固定有第二转盘（57），所述第二转盘（57）一侧固定有转动齿条（571），所述转动齿条（571）一侧滑动连接有转动减速箱（54）。

2.根据权利要求1所述的一种多姿态履带式四足行走平台，其特征在于：所述关节式履带行走装置（4）还包括腿部骨架（44）、步进电机（45）和履带（46），所述升降齿条（441）一侧固定有腿部骨架（44），所述腿部骨架（44）底部固定有步进电机（45），所述步进电机（45）外部对称固定有主动齿轮（451），所述主动齿轮（451）外部设置有履带（46）。

3.根据权利要求2所述的一种多姿态履带式四足行走平台，其特征在于：所述履带（46）底部固定有链条（461），所述履带（46）通过链条（461）与主动齿轮（451）传动连接。

4.根据权利要求2所述的一种多姿态履带式四足行走平台，其特征在于：所述腿部骨架（44）顶端转动连接有从动齿轮（6），所述从动齿轮（6）通过链条（461）与履带（46）传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种多姿态履带式四足行走平台，其特征在于：所述关节式履带行走装置（4）采用后轮驱动。

6.根据权利要求1所述的一种多姿态履带式四足行走平台，其特征在于：所述脊柱式连接装置（5）还包括第二大功率马达（53）、销轴（55）和连接架（56），所述第一转盘（52）一侧固定有连接架（56），所述第二转盘（57）一侧固定有第二大功率马达（53），所述转动齿条（571）一端与后骨架（2）固定连接，所述转动减速箱（54）一端设置有销轴（55），所述转动减速箱（54）通过销轴（55）与连接架（56）转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种多姿态履带式四足行走平台，其特征在于：所述连接架（56）外部开设有倒角。

8.根据权利要求1所述的一种多姿态履带式四足行走平台，其特征在于：所述第一转盘（52）和第二转盘（57）外部固定有齿条。

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