专利名称：适应复杂地形机器人移动载体的制作方法
技术领域：
目前能在复杂地形上行驶的机器人移动载体，也可称之为移动式机器人。它通过人的远距离控制，与安装在它上面的机械手或其它设备相配合，可以在危险、恶劣、有害的场所代替人作一些诸如观察、检查、搬运、装卸、操作及作业处理等工作，可以广泛用于核工业、化工、铁路、厂矿等场所。
由于以上部门的作业场所和地形都比较复杂，因此对机器人的行驶能力提出了很高的要求，如要能上下楼梯，过障碍、跨壕沟、转弯半径小等等。美国REMOTECWC公司生产的ANDROS－MARK机器人(美国专利4，932，831)基本上解决了以上问题。它的移动载体是六条履带结构。中间左右两条履带是主驱动履带，分别由两个电机和两组减速器驱动，可以前进、后退，也可以利用左右两边履带转动的速度差实行左右转弯或原地自转。其基本功能与普通坦克车的两条履带相同。另外，它在载体的前后还各有两条付履带。这前后两对付履带分别通过两个电机和两组减速器，可以在±90°范围内上下摆动成任意角度，以适合上下楼梯、过障碍等复杂地形行驶的需要，它较好的解决了复杂地形的行驶问题。
但是，在实行使用中还存在两个不足的问题首先，该类机器人大部分时间是在正常地面上行驶，而像上下楼梯、过障碍等极复杂地形工作机会较少，而在正常地面上行驶，履带式结构比轮式结构行驶效率低得多，而且由于履带上齿形间隙等影响，在平地上行驶也会产生较大的振动，行驶速度越高，振动越大。其次，履带结构在转弯时，履带与地面要产生较大的相对滑动，特别在原地转弯时，相对滑动更大，由于履带与地面接触面积很大，即使在一般的平地上，摩擦力也很大，因此需要较大的驱动功率。而在比较毛糙的水泥地上、石子或沙地上，凹凸不平的其它地面上等场合，其转弯时就更困难，常常会出现履带脱落现象，有时甚至会产生电机因长时间堵转而烧坏或履带撕裂等严重问题发生。
为了解决以上之不足，本实用新型提供了一种简单四履带一轮式机器人移动载体，利用履带与行轮相结合的结构，有效的实现了既保持了上下台阶，过障碍等复杂地形上的行驶能力又克服了其在普通平地上行驶效率不高、振动以及在毛糙地面上转弯困难和履带易脱落等缺点。
本实用新型的结构设计是这样实现的本装置采用简单四履带一轮式结构，简单四履带是相对四条履带可以独立驱动，独立摆动，甚至可以独立扭转的复杂四履带结构而言的，主要是为了减少车体重量、体积、成本以及控制的复杂性。详细结构是机器人载体中间装有两个互相平行方向相对的电机，两电机之输出端各与行星减速器相接，减速器通过蜗轮、蜗杆与主动轴连接，该轴以轴承支撑，两电机之减速器同时通过各自的链轮与两侧的履带支架连接，支架在±90°范围内可上下摆动，减速器连接的两主动轴外部各装有一个主带轮，分别连接左右两个链条、链轮组，在链轮组外面套有四条履带，在四条履带主带轮上分别各加装了一个行轮。其此种结构使前后四条履带既起主驱动作用，又起上下摆动以适应复杂地形行驶需要的功能，四个行轮使运动载体在普通平地上发挥轮式结构移动的功能。
本实用新型之优点1.普通平地上行驶效率高、平稳。
2.毛糙等地面上转弯时不会产生困难，更不会履带脱落。
3.复杂地形上仍发挥履带结构优点。
4.四个轮子可以方便拆卸和更换，去掉四个轮子后的简单四履带结构仍保持六履带功能，且转弯时比六履带结构方便得多。
本实用新型的详细结构，工作原理由下实施例及附图给出。
图1为适应复杂地形机器人移动载体结构原理图；图2为适应复杂地形机器人移动载体结构侧视图。
其结构由
图1所示1)电机5，连接行星减速器6，11为蜗轮，7为蜗杆，带动轴19旋转。该轴以轴承18为支撑，带动前部两个履带的支架12，15在±90°范围内上下摆动，以适应复杂地形上行驶的需要。
2)电机23通过行星减速器24，蜗轮27，蜗杆25，带动轴26旋转，该轴以轴承30为支撑，带动后部两个履带的支架31、34在±90°范围内上下摆动，以适应复杂地形上行驶的需要。
3)电机3，通过行星减速器4，链轮38，10，33，链条37，同时驱动左面两条履带的主带轮2，9，使安装在主带轮上的履带13，35循环转动，驱动载体移动。
4)电机21，通过行星减速器22和链轮36、16，链条37、39，同时驱动右面两条履带的主带轮17、28，使安装在主带轮上的履带14，32循环转动，驱动载体移动。
5)四个行轮1、8、20、29，分别用螺栓固定在四个主带轮的外侧上，可分别随各个主带轮一起转动。由于四个轮子的半径均大于主带轮上履带的旋转半径，所以在一般平地上，只要前后四条履带保持水平或上摆，该移动载体就成了四轮式结构小车。在不平或复杂地形上，只要适当选择前后履带的摆动角度，该载体就成了简单四履带结构小车。
权利要求1.一种含有履带结构的机器人移动载体，其特征在于该装置采用简单四履带一轮式结构，其结构是机器人载体中间装有两个互相平行方向相对的电机(1)和(3)，两电机(1)(3)输出端各与行星减速器(4)(22)相接，减速器(4)(22)通过蜗轮(11)(27)、蜗杆(7)(25)与主动轴(19)(26)连接，减速器(4)(22)同时通过各自的链轮(16)(33)与两侧的履带支架(12)(15)(31)(34)连接，两主动轴(19)(26)外面各装有一个主带轮(2)(9)(17)(28)，外面套有4条履带(13)(14)(32)(35)，在每个主带轮(2)(9)(17)(28)上各加装一个行轮(1)(29)(8)(20)。
2.按权利要求1所述之机器人移动载体，其特征在于减速器(4)(22)连接的两主动轴外部各装有一个主带轮(2)(9)(17)(18)分别连接左右两个链条(37)(39)和链轮组(36)(38)。
3.按权利要求1所述之机器人移动载体，其特征在于减速器连接的履带支架(12)(15)(31)(34)在±90°范围内可上下摆动。
专利摘要本装置为一种能适应复杂地形的机器人移动载体，其结构是将原履带结构改进为简单履带一轮式结构，通过载体中间两电机、行星减速器连接主轴及主带轮，带动履带支架，在主带轮外面加有四个行轮，由于链条、链轮作用，使前后四个履带起主驱动作用，又起上下摆动以适应复杂地形行驶需要，主带轮外加有行轮，使运动载体在普通平地上发挥轮式结构的功能。结构简单，适合在各种场合使用。
文档编号B25J5/00GK2186639SQ9322850
公开日1995年1月4日 申请日期1993年6月18日 优先权日1993年6月18日
发明者杨汝清, 肖天富, 张选琪 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所