一種輪履替換變形機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輪履替換變形機(jī)器人，屬于專用機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，機(jī)器人技術(shù)發(fā)展極為迅猛，用于探測、排爆、偵察、救援等領(lǐng)域的機(jī)器人，由于其特殊用途受到了各國的廣泛關(guān)注。許多專用機(jī)器人的研究成果直接應(yīng)用于各個領(lǐng)域，在維護(hù)國家安定、保障人民生活安全方面發(fā)揮了很大作用。專用的地面履帶式移動機(jī)器人在各種復(fù)雜環(huán)境下具有較高的機(jī)動性，可以代替人類進(jìn)入一些危險和未知的環(huán)境，適用于國防和民用等多個領(lǐng)域，而且在災(zāi)難救援中也可以發(fā)揮很大作用。
[0003]國內(nèi)外對專用的地面履帶式移動機(jī)器人展開了系統(tǒng)的研究，經(jīng)過多年的技術(shù)積累和經(jīng)驗總結(jié)，已經(jīng)取得了豐碩的研究成果。其中以Foster-miller公司研制Talon機(jī)器人為代表，Talon機(jī)器人主要作為一種履帶式武器機(jī)器人使用，可直接參與對敵作戰(zhàn)，也能完成各種偵察、探測工作。國內(nèi)履帶式地面移動機(jī)器人的研究和開發(fā)工作要晚于西方發(fā)達(dá)國家，其中最具代表的有中國科學(xué)院沈陽自動化所研制的復(fù)合移動機(jī)器人一 “靈晰-B”型排爆機(jī)器人，其在公安系統(tǒng)的推廣應(yīng)用在很大程度上減小公安和武警人員在排除爆炸物、打擊犯罪活動中的傷亡，對犯罪分子起到威懾作用。中國科學(xué)院沈陽自動化所研制的“救災(zāi)救援危險作業(yè)機(jī)器人”，在四川雅安7.0級地震中第一次執(zhí)行實戰(zhàn)救援作業(yè)任務(wù)，也是國內(nèi)可變形履帶式移動機(jī)器人的首次實戰(zhàn)作業(yè)，其首次的成功應(yīng)用對可變形履帶式移動機(jī)器人的研究和開發(fā)工作具有重要的意義。
[0004]對于執(zhí)行探測、排爆、偵察、救援等各種特殊任務(wù)的機(jī)器人來說，能適應(yīng)各種復(fù)雜地形環(huán)境和快速越過各種障礙是非常重要的。普通履帶式不可變形機(jī)器人，其越野性能較好，但適應(yīng)復(fù)雜地形環(huán)境能力差、轉(zhuǎn)向速度慢、靈活性較差。普通履帶式可變形機(jī)器人，其越障能力較強，適應(yīng)復(fù)雜地形環(huán)境能力較強，靈活性較強，但運動模式單一，在復(fù)雜地形環(huán)境下的生存能力差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種輪履替換變形機(jī)器人，以解決普通機(jī)器人在執(zhí)行各種特殊任務(wù)時適應(yīng)復(fù)雜地形環(huán)境、快速越障能力差及運動模式單一等問題。
[0006]本發(fā)明按以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種輪履替換變形機(jī)器人，包括履帶變形行走機(jī)構(gòu)、輪式行走機(jī)構(gòu)、輪履替換機(jī)構(gòu)、底架11 ;履帶變形行走機(jī)構(gòu)、輪履替換機(jī)構(gòu)均安裝在底架11，輪式行走機(jī)構(gòu)安裝在輪履替換機(jī)構(gòu)上，履帶變形行走機(jī)構(gòu)包括履帶驅(qū)動輪2、從動曲柄3、下連桿5、上導(dǎo)向輪4、上連桿6、下導(dǎo)向輪7、主動曲柄8、導(dǎo)向輪9、履帶II 13、履帶I 10、變形電機(jī)15、履帶驅(qū)動電機(jī)12 ;變形電機(jī)15、履帶驅(qū)動電機(jī)12分別安裝在底架11的前后部，履帶驅(qū)動輪2安裝在履帶驅(qū)動電機(jī)12的輸出軸上，下導(dǎo)向輪7安裝在變形電機(jī)15的輸出軸上，主動曲柄8、下連桿5—端安裝在下導(dǎo)向輪7上，導(dǎo)向輪9安裝在上連桿6與主動曲柄8另一端上，從動曲柄3 —端、下連桿5 —端安裝在履帶驅(qū)動輪2上，上導(dǎo)向輪4安裝在從動曲柄3與上連桿6另一端上，履帶II 13、履帶I 10安裝在履帶驅(qū)動輪2、上導(dǎo)向輪4、下導(dǎo)向輪7、導(dǎo)向輪9上，輪履替換機(jī)構(gòu)包括輪履替換電機(jī)I 14、軸I 16、軸II 18、輪履替換電機(jī)II 19、蝸桿II 23、渦輪II 22、渦輪I 21、蝸桿I 20 ;輪履替換電機(jī)I 14、輪履替換電機(jī)II 19分別安裝在底架11上，蝸桿II 23安裝在履替換電機(jī)II 19的輸出軸上，軸II 18安裝在底架11上，渦輪II 22安裝在軸II 18上，蝸桿I 20裝在輪履替換電機(jī)I 14的輸出軸上，軸I 16安裝在底架11上，渦輪I 21安裝在軸I 16上，輪式行走機(jī)構(gòu)包括輪驅(qū)動電機(jī)17、驅(qū)動輪I 24、驅(qū)動輪II 26、前輪27、連桿I 25、連桿II 28 ;連桿I 25—端安裝在軸II 18上，輪驅(qū)動電機(jī)17安裝在連桿I 25另一端，驅(qū)動輪I 24、驅(qū)動輪II 26分別安裝在輪驅(qū)動電機(jī)17的輸出軸上，連桿II 28 一端安裝在軸I 16上，前輪27安裝在連桿II 28另一端。
[0007]—種輪履替換變形機(jī)器人的工作原理為:當(dāng)機(jī)器人履帶式行走時，履帶驅(qū)動電機(jī)12驅(qū)動履帶驅(qū)動輪2，兩側(cè)的履帶驅(qū)動電機(jī)12同時驅(qū)動，履帶驅(qū)動輪2的驅(qū)動履帶II運動，兩側(cè)的履帶驅(qū)動輪同時驅(qū)動履帶，實現(xiàn)機(jī)器人的履帶式行走；當(dāng)機(jī)器人遇到障礙物時，變形電機(jī)15驅(qū)動主動曲柄8，兩側(cè)變形電機(jī)同時驅(qū)動，主動曲柄8通過上連桿6帶動從動曲柄3轉(zhuǎn)動，兩側(cè)同時變形，達(dá)到合適的越障姿態(tài)，實現(xiàn)機(jī)器人的變形越障；在履帶或者輪損壞的情況下，輪履替換電機(jī)I 14驅(qū)動渦輪I 21、蝸桿I 20傳動，輪履替換電機(jī)II 19驅(qū)動蝸桿II 23、渦輪II 22傳動，前后輪履替換驅(qū)動電機(jī)均同時驅(qū)動，前輪27、驅(qū)動輪I 24、驅(qū)動輪II 26同時落地并撐起履帶I 10和履帶II 13，實現(xiàn)機(jī)器人的輪與履帶間的替換；當(dāng)機(jī)器人輪式行走時，輪驅(qū)動電機(jī)17驅(qū)動驅(qū)動輪I 24，兩側(cè)的輪驅(qū)動電機(jī)同時驅(qū)動驅(qū)動輪1、驅(qū)動輪II，實現(xiàn)機(jī)器人的輪式行走。
[0008]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0009]1、該機(jī)器人輪履替換和變形功能能夠提高機(jī)器人越障能力，且越障的靈活性高；
[0010]2、能夠提升機(jī)器人在惡劣地形環(huán)境下的生存能力；
[0011]3、能使機(jī)器人有多種運動模式，可適應(yīng)各種復(fù)雜地形環(huán)境；
[0012]4、履帶式運動機(jī)構(gòu)和輪式運動機(jī)構(gòu)相互獨立，增加機(jī)器人的運動模式，且能夠提高機(jī)器人的可重組能力；
[0013]5、能作為工業(yè)機(jī)械手的搭載和操控平臺；
[0014]6、能作為救援、排爆專用機(jī)器人在復(fù)雜地形環(huán)境下執(zhí)行救援、排爆任務(wù)；
[0015]7、能提尚機(jī)器人的機(jī)動性與協(xié)同性；
[0016]8、結(jié)構(gòu)簡單、輕巧，便于制造，使用方便。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明的輪式行走結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中各標(biāo)號為:1:電機(jī)架、2:履帶驅(qū)動輪、3:從動曲柄、4:上導(dǎo)向輪、5:下連桿、6:上連桿、7:下導(dǎo)向輪、8:主動曲柄、9:導(dǎo)向輪、10:履帶1、11:底架、12:履帶驅(qū)動電機(jī)、13:履帶I1、14:輪履替換電機(jī)1、15:變形電機(jī)、16:軸1、17:輪驅(qū)動電機(jī)、18:軸I1、19:輪履替換電機(jī)11、20:蝸桿1、21:渦輪1、22:渦輪11、23:蝸桿11、24:驅(qū)動輪1、25:連桿1、 26:驅(qū)動輪I1、27:前輪、28:連桿II。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于所述范圍。
[0023]實施例1:如圖1-4所示，一種輪履替換變形機(jī)器人，包括履帶變形行走機(jī)構(gòu)、輪式行走機(jī)構(gòu)、輪履替換機(jī)構(gòu)、底架11 ;履帶變形行走機(jī)構(gòu)、輪履替換機(jī)構(gòu)均安裝在底架11，輪式行走機(jī)構(gòu)安裝在輪履替換機(jī)構(gòu)上，履帶變形行走機(jī)構(gòu)包括履帶驅(qū)動輪2、從動曲柄3、下連桿5、上導(dǎo)向輪4、上連桿6、下導(dǎo)向輪7、主動曲柄8、導(dǎo)向輪9、履帶II 13、履帶I 10、變形電機(jī)15、履帶驅(qū)動電機(jī)12 ;變形電機(jī)15、履帶驅(qū)動電機(jī)12分別安裝在底架11的前后部，履帶驅(qū)動輪2安裝在履帶驅(qū)動電機(jī)12的輸出軸上，下導(dǎo)向輪7安裝在變形電機(jī)15的輸出軸上，主動曲柄8、下連桿5—端安裝在下導(dǎo)向輪7上，導(dǎo)向輪9安裝在上連桿6與主動曲柄8另一端上，從動曲柄3 —端、下連桿5 —端安裝在履帶驅(qū)動輪2上，上導(dǎo)向輪4安裝在從動曲柄3與上連桿6另一端上，履帶II 13、履帶I 10安裝在履帶驅(qū)動輪2、上導(dǎo)向輪4、下導(dǎo)向輪7、導(dǎo)向輪9上，輪履替換機(jī)構(gòu)包括輪履替換電機(jī)I 14、軸I 16、軸II 18、輪履替換電機(jī)II 19、蝸桿II 23、渦輪II 22、渦輪I 21、蝸桿I 20 ;輪履替換電機(jī)I 14、輪履替換電機(jī)II 19分別安裝在底架11上，蝸桿II 23安裝在履替換電機(jī)II 19的輸出軸上，軸II 18安裝在底架11上，渦輪II 22安裝在軸II 18上，蝸桿I 20裝在輪履替換電機(jī)I 14的輸出軸上，軸I 16安裝在底架11上，渦輪I 21安裝在軸I 16上，輪式行走機(jī)構(gòu)包括輪驅(qū)動電機(jī)17、驅(qū)動輪I 24、驅(qū)動輪II 26、前輪27、連桿I 25、連桿II 28 ;連桿I 25—端安裝在軸II 18上，輪驅(qū)動電機(jī)17安裝在連桿I 25另一端，驅(qū)動輪I 24、驅(qū)動輪II 26分別安裝在輪驅(qū)動電機(jī)17的輸出軸上，連桿II 28 一端安裝在軸I 16上，前輪27安裝在連桿II 28另一端。
【主權(quán)項】
1.一種輪履替換變形機(jī)器人，其特征在于:包括履帶變形行走機(jī)構(gòu)、輪式行走機(jī)構(gòu)、輪履替換機(jī)構(gòu)、底架(11);履帶變形行走機(jī)構(gòu)、輪履替換機(jī)構(gòu)均安裝在底架(11)，輪式行走機(jī)構(gòu)安裝在輪履替換機(jī)構(gòu)上，履帶變形行走機(jī)構(gòu)包括履帶驅(qū)動輪(2)、從動曲柄(3)、下連桿(5)、上導(dǎo)向輪(4)、上連桿(6)、下導(dǎo)向輪(7)、主動曲柄(8)、導(dǎo)向輪(9)、履帶II (13)、履帶I(10 )、變形電機(jī)(15 )、履帶驅(qū)動電機(jī)(12 );變形電機(jī)(15 )、履帶驅(qū)動電機(jī)(12 )分別安裝在底架(11)的前后部，履帶驅(qū)動輪(2)安裝在履帶驅(qū)動電機(jī)(12)的輸出軸上，下導(dǎo)向輪(7)安裝在變形電機(jī)(15)的輸出軸上，主動曲柄(8)、下連桿(5)—端安裝在下導(dǎo)向輪(7)上，導(dǎo)向輪(9)安裝在上連桿(6)與主動曲柄(8)另一端上，從動曲柄(3) —端、下連桿(5) —端安裝在履帶驅(qū)動輪(2)上，上導(dǎo)向輪(4)安裝在從動曲柄(3)與上連桿(6)另一端上，履帶II(13)、履帶I (10)安裝在履帶驅(qū)動輪(2)、上導(dǎo)向輪(4)、下導(dǎo)向輪(7)、導(dǎo)向輪(9)上，輪履替換機(jī)構(gòu)包括輪履替換電機(jī)I (14)、軸I (16)、軸II (18)、輪履替換電機(jī)II (19)、蝸桿I(20)、渦輪I (21)、渦輪II (22)、蝸桿II (23);輪履替換電機(jī)I (14)、輪履替換電機(jī)II (19)分別安裝在底架(11)上，蝸桿II (23)安裝在履替換電機(jī)II (19)的輸出軸上，軸II (18)安裝在底架(11)上，渦輪II (22)安裝在軸II (18)上，蝸桿I (20)裝在輪履替換電機(jī)I (14)的輸出軸上，軸I (16)安裝在底架(11)上，渦輪I (21)安裝在軸I (16)上，輪式行走機(jī)構(gòu)包括輪驅(qū)動電機(jī)(17)、驅(qū)動輪I (24)、驅(qū)動輪II (26)、前輪(27)、連桿I (25)、連桿II (38)；連桿I (25)—端安裝在軸II (18)上，輪驅(qū)動電機(jī)(17)安裝在連桿I (25)另一端，驅(qū)動輪I (24)、驅(qū)動輪II (26)分別安裝在輪驅(qū)動電機(jī)(17)的輸出軸上，連桿II (28)—端安裝在軸I (16)上，前輪(27)安裝在連桿II (28)另一端。
【專利摘要】本實用新型涉及一種輪履替換變形機(jī)器人，屬于專用機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型包括履帶變形行走機(jī)構(gòu)、輪式行走機(jī)構(gòu)、輪履替換機(jī)構(gòu)、底架；履帶變形行走機(jī)構(gòu)、輪履替換機(jī)構(gòu)均安裝在底架，輪式行走機(jī)構(gòu)安裝在輪履替換機(jī)構(gòu)上。本實用新型該機(jī)器人輪履替換和變形功能能夠提高機(jī)器人越障能力，且越障的靈活性高；能夠提升機(jī)器人在惡劣地形環(huán)境下的生存能力；能使機(jī)器人有多種運動模式，可適應(yīng)各種復(fù)雜地形環(huán)境；履帶式運動機(jī)構(gòu)和輪式運動機(jī)構(gòu)相互獨立，增加機(jī)器人的運動模式，且能夠提高機(jī)器人的可重組能力；結(jié)構(gòu)簡單、輕巧，便于制造，使用方便。
【IPC分類】B62D55/04
【公開號】CN204895628
【申請?zhí)枴緾N201520507703
【發(fā)明人】劉泓濱, 王宇, 李華文, 鄧?yán)?
【申請人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月15日