本實用新型屬于機器人行走機械領(lǐng)域，尤其涉及一種基于輪履復合式的機器人行走底盤。

背景技術(shù)：

如今，機器人的行走方式大多采用輪式與履帶。輪式行走具有靈活、快捷、機動性強等特點，但不免穩(wěn)定性差，越障能力弱。一般輪式行走只適用于平坦路面，無法跨越石灘、陡坡、較高障礙物，也無法攀爬的樓梯，有較高局限性。履帶式行走具有穩(wěn)定性高、越障性能強等特點，可以適應絕大多數(shù)惡劣的、輪式行走無法適應的地形，但其機動性確實弱于輪式行走。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種基于輪履復合式的機器人行走底盤，輪履轉(zhuǎn)換、簡單快捷，擁具有強大的行走能力。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于輪履復合式的機器人行走底盤，該機器人行走底盤包括固定車架、履帶行走模塊、履帶越障模塊、輪式行走模塊，履帶行走模塊、履帶越障模塊、輪式行走模塊均安裝在固定車架上；履帶行走模塊安裝在固定車架兩側(cè)，包括主履帶主動輪、主履帶從動輪、空心軸、主履帶、電機，主履帶主動輪安裝在空心軸上，空心軸與電機通過錐齒輪傳動，主履帶從動輪通過履帶和主履帶主動輪同步轉(zhuǎn)動；履帶越障模塊包括擺臂、副履帶主動輪、副履帶從動輪、副履帶、內(nèi)軸、蝸輪蝸桿機構(gòu)，擺臂通過內(nèi)軸與蝸輪蝸桿機構(gòu)中的蝸輪固定連接；內(nèi)軸裝在空心軸內(nèi)側(cè)，與空心軸以軸承連接；副履帶主動輪與主履帶主動輪安裝在空心軸上，同步轉(zhuǎn)動；副履帶從動輪安裝在擺臂一端，與副履帶主動輪通過副履帶傳動。履帶越障模塊采用蝸輪蝸桿機構(gòu)，具有自鎖功能，為適應不同地形環(huán)境提供依據(jù)。不僅可以攀爬陡峭的樓梯，還可適應各種復雜險惡的地形。

按照上述方案，輪式行走模塊包括行走輪、電動推桿、連桿機構(gòu)，連桿機構(gòu)包括支撐桿、4組長桿與短桿的組合、橫桿，行走輪與電機一起安裝在支撐桿的一端，短桿的一端與長桿的一端鉸接，短桿的另一端安裝在支撐桿上，與支撐桿鉸鏈連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副；長桿的另一端安裝在固定車架上，與固定車架鉸鏈連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，電動推桿的桿端安裝在橫桿的中部，與橫桿鉸鏈連接，橫桿的兩端分別安裝在長桿與短桿的鉸接處；同時支撐桿安裝在固定車架上，連接方式為鉸鏈連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。當使用輪式行走模塊時，電動推桿縮短，產(chǎn)生拉力，使連桿機構(gòu)達到死點位置，支撐穩(wěn)定。當退出輪式行走模塊時，電動推桿伸長，產(chǎn)生推力，進而使支撐桿連同行走輪收回。

按照上述方案，履帶行走模塊還包括抓地系統(tǒng)，抓地系統(tǒng)安裝在主履帶主動輪與主履帶從動輪的履帶之間，使履帶牢牢地貼緊地面，為適應不同地形環(huán)境提供依據(jù)。抓地系統(tǒng)包括2根彈簧、2組抓地桿、2組抓地輪，每組抓地輪中包括4個抓地輪，每組抓地桿包括 2根抓地桿，每組中的兩根抓地桿鉸鏈連接，位于主履帶的中部，彈簧的兩端分別固定在一組抓地桿的上端，每組抓地輪安裝在每組抓地桿的下端之間。使抓地輪緊緊貼合主履帶，從而使主履帶貼合地面。

按照上述方案，履帶行走模塊與履帶越障模塊共包括12個承重輪，其中2個為主履帶主動輪，2個為副履帶主動輪，機器人行走底盤一側(cè)的6個輪子中有1個為主履帶主動輪，1個為副履帶主動輪，該主履帶主動輪和副履帶主動輪平行安裝在空心軸上，電機通過錐齒輪帶動空心軸轉(zhuǎn)動，從而帶動空心軸上的1個為主履帶主動輪，1個為副履帶主動輪轉(zhuǎn)動，位于內(nèi)側(cè)的主履帶主動輪帶動主履帶，位于外側(cè)的副履帶主動輪帶動擺臂上的副履帶。擺臂的轉(zhuǎn)動通過與空心軸同軸線的內(nèi)軸帶動，內(nèi)軸與電機通過蝸輪蝸桿傳動，實現(xiàn)擺臂及其副履帶鎖在指定的位置。

輪式行走模塊的車輪升降機構(gòu)，需車輪降下時，電動推桿收縮，產(chǎn)生拉力，拉動長桿與短桿的連接處，使長桿與短桿從銳角狀態(tài)變?yōu)楣簿€狀態(tài)，同時短桿牽連支撐桿使支撐桿轉(zhuǎn)動，車輪從固定車架內(nèi)部轉(zhuǎn)至車底。此時連桿系統(tǒng)處于死點位置，實現(xiàn)穩(wěn)定地支撐起整個底盤。

本實用新型產(chǎn)生的有益效果是：將輪式行走與履帶行走結(jié)合并且可以相互轉(zhuǎn)換，靈活使用，室內(nèi)與戶外雙向適用。使用基于輪履復合式的機器人行走底盤的機器人不僅可以適應室內(nèi)的狹小環(huán)境，行走輪差速轉(zhuǎn)向，機動性強，而且可適應戶外嚴酷地形，履帶越障模塊使機器人可以跨越各種復雜障礙，為適應不同地形環(huán)境提供依據(jù)。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1為本實用新型實施例基于輪履復合式的機器人行走底盤的整體示意圖；

圖2為本實用新型實施例中車輪升降機構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例中輪式行走模塊車輪降下后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例中輪式行走模塊車輪升起后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型實施例中履帶行走模塊示意圖；

圖6為本實用新型實施例中履帶行走模塊俯視圖；

圖7為本實用新型實施例中履帶越障模塊示意圖；

圖8為本實用新型實施例中擺臂傳動機構(gòu)爆炸示意圖；

圖9為本實用新型實施例中擺臂傳動機構(gòu)示意圖；

其中：1-固定車架、2-主履帶、3-擺臂、4-副履帶、5-電動推桿、6-長桿、7-短桿、8- 橫桿、9-支撐桿、10-行走輪、11-電機、12-抓地桿、13-主履帶從動輪、14-主履帶主動輪、 15-抓地輪、16-彈簧、17-內(nèi)軸、18-空心軸、19-蝸輪、20-錐齒輪、21-蝸桿。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型實施例中，提供一種基于輪履復合式的機器人行走底盤，可用于包括軍用、消防、服務等行業(yè)在內(nèi)的機器人。如圖1-圖9所示，該機器人行走底盤包括固定車架1、履帶行走模塊、履帶越障模塊、輪式行走模塊，履帶行走模塊、履帶越障模塊、輪式行走模塊均安裝在固定車架上；履帶行走模塊安裝在固定車架兩側(cè)，包括主履帶主動輪14、主履帶從動輪13、空心軸、主履帶2、電機11，主履帶主動輪安裝在空心軸上18，空心軸與電機通過錐齒輪傳動，主履帶從動輪通過履帶和主履帶主動輪同步轉(zhuǎn)動；履帶越障模塊包括擺臂3、副履帶主動輪、副履帶從動輪、副履帶4、內(nèi)軸17、蝸輪蝸桿機構(gòu)，擺臂通過內(nèi)軸與蝸輪蝸桿機構(gòu)中的蝸輪19固定連接；內(nèi)軸裝在空心軸內(nèi)側(cè)，與空心軸以軸承連接；副履帶主動輪與主履帶主動輪安裝在空心軸上，同步轉(zhuǎn)動；副履帶從動輪安裝在擺臂一端，與副履帶主動輪通過副履帶傳動。履帶越障模塊采用蝸輪蝸桿機構(gòu)，具有自鎖功能，為適應不同地形環(huán)境提供依據(jù)。不僅可以攀爬陡峭的樓梯，還可適應各種復雜險惡的地形。

進一步地，輪式行走模塊包括行走輪10、電動推桿5、連桿機構(gòu)，連桿機構(gòu)包括支撐桿9、4組長桿與短桿的組合、橫桿8，行走輪與電機一起安裝在支撐桿的一端，短桿7的一端與長桿6的一端鉸接，短桿的另一端安裝在支撐桿上，與支撐桿鉸鏈連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副；長桿的另一端安裝在固定車架上，與固定車架鉸鏈連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，電動推桿的桿端安裝在橫桿的中部，與橫桿鉸鏈連接，橫桿的兩端分別安裝在長桿與短桿的鉸接處；同時支撐桿安裝在固定車架上，連接方式為鉸鏈連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。當使用輪式行走模塊時，電動推桿縮短，產(chǎn)生拉力，使連桿機構(gòu)達到死點位置，支撐穩(wěn)定。當退出輪式行走模塊時，電動推桿伸長，產(chǎn)生推力，進而使支撐桿連同行走輪收回。一個電動推桿控制4個行走輪的同步升降，四個行走輪的升降機構(gòu)依次對稱。

進一步地，履帶行走模塊還包括抓地系統(tǒng)，抓地系統(tǒng)安裝在主履帶主動輪與主履帶從動輪的履帶之間，使履帶牢牢地貼緊地面，為適應不同地形環(huán)境提供依據(jù)。抓地系統(tǒng)包括 2根彈簧16、2組抓地桿、2組抓地輪，每組抓地輪中包括4個抓地輪15，每組抓地桿包括2根抓地桿12，每組中的兩根抓地桿鉸鏈連接，位于主履帶的中部，彈簧的兩端分別固定在一組抓地桿的上端，每組抓地輪安裝在每組抓地桿的下端之間。使抓地輪緊緊貼合主履帶，從而使主履帶貼合地面。

進一步地，履帶行走模塊與履帶越障模塊共包括12個承重輪，其中2個為主履帶主動輪，2個為副履帶主動輪，機器人行走底盤一側(cè)的6個輪子中有1個為主履帶主動輪，1 個為副履帶主動輪，該主履帶主動輪和副履帶主動輪平行安裝在空心軸上，電機通過錐齒輪20帶動空心軸轉(zhuǎn)動，從而帶動空心軸上的1個為主履帶主動輪，1個為副履帶主動輪轉(zhuǎn)動，位于內(nèi)側(cè)的主履帶主動輪帶動主履帶，位于外側(cè)的副履帶主動輪帶動擺臂上的副履帶。擺臂的轉(zhuǎn)動通過與空心軸同軸線的內(nèi)軸帶動，內(nèi)軸與電機通過蝸輪蝸桿21傳動，實現(xiàn)擺臂及其副履帶鎖在指定的位置。

輪式行走模塊的車輪升降機構(gòu)，需車輪降下時，電動推桿收縮，產(chǎn)生拉力，拉動長桿與短桿的連接處，使長桿與短桿從銳角狀態(tài)變?yōu)楣簿€狀態(tài)，同時短桿牽連支撐桿使支撐桿轉(zhuǎn)動，車輪從固定車架內(nèi)部轉(zhuǎn)至車底。此時連桿系統(tǒng)處于死點位置，實現(xiàn)穩(wěn)定地支撐起整個底盤。

應當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。