可变形履带式行走装置的制作方法

本发明属于履带式行走装置技术领域，特别涉及一种可变形履带式行走装置。

背景技术：

现有的履带式移动机器人的越野性能较强，能完成爬坡、越障、跨沟等动作，应用范围较广。然而，其履带的形状不可变，越障的高度因此受限，对环境的适应性较差，运动灵活性也有限。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可变形履带式行走装置。

为此，本发明技术方案如下：

一种可变形履带式行走装置，包括：一个板状的连接机构和分别固定在连接机构两侧且用于行走的两组运动机构；

其中，每组运动机构包括：履带、框架模块和履带变形模块；

框架模块包括两组履带支撑轮、两个竖直设置的支撑板和水平设置的第一连接轴、第二连接轴和第三连接轴；第一连接轴、第二连接轴和第三连接轴的两端分别设有螺纹，通过两个支撑上设有的螺孔及相配合的螺帽分别连接在两个平行设置的支撑板上；两组履带支撑轮的轮轴两端分别设有螺纹，通过分别设在两个支撑板前后两端的螺孔及相配合的螺帽分别固定在两个支撑板之间；

履带变形模块包括履带驱动轮、前调节杆、第一传动轴、第二传动轴、后调节杆、驱动轴、同步带轮、同步带、第一传动齿轮、第二传动齿轮、调节短杆、调节短杆连接轴、第三传动齿轮、第四传动齿轮、连接轴和履带从动轮；

两个前调节杆的后端利用水平设置的连接轴铰接在一个后调节杆的前端两侧部位；水平设置的短调节杆连接轴的一端固定在一个支撑板的内壁上；短调节杆的一端以可转动的方式连接在短调节杆连接轴的一端上，另一端与后调节杆的中部通过铰链轴连接；

第一传动轴以可转动的方式贯穿设置在两个前调节杆的后部，两端分别以可转动的方式固定在两个支撑板上，在第一传动轴的两端附近位于两个前调节杆的外侧部位分别固接第一传动齿轮和第四传动齿轮；第二传动轴以可转动的方式贯穿设置在两个前调节杆上位于第一传动轴后侧的部位，两端分别以可转动的方式固定在两个支撑板上，在第二传动轴的两端附近位于两个前调节杆的外侧部位分别固接第二传动齿轮和第三传动齿轮；第三传动齿轮与第四传动齿轮啮合，第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合，且第一传动齿轮与一旋转电机的输出轴连接；驱动轴贯穿设置在两个前调节杆的前端，两段分别固接一个履带驱动轮；第一传动轴和驱动轴的中部分别固定套有一个同步带轮，两个同步带轮的外圆周面上套有一个同步带；履带从动轮以可转动的方式固定在后调节杆的后端，履带从动轮和两组履带支撑轮上分别设有与履带相啮合的齿轮，履带套在履带驱动轮、履带从动轮和两组履带支撑轮上；

所述可变形履带式行走装置还包括弹簧和弹簧连接杆；弹簧连接杆固定在可变形履带式行走装置外侧的前调节杆的外壁前部；弹簧的一端连接在弹簧连接杆的外端，另一端连接在支撑板的外壁上。所述弹簧为螺旋弹簧。

第一连接轴和第二连接轴设置在支撑板的上部，且位于前调节杆的后侧；第三连接轴设置在支撑板的下部，且位于前调节杆的下方。

与现有技术相比，本发明提供的可变形履带式行走装置能根据环境的变化而改变履带的运动姿态和模式，增强了对于环境的适应性和运动的灵活性，具有较为广泛的应用价值。

附图说明

图1为本发明的可变形履带式行走装置的初始状态图。

图2为本发明的可变形履带式行走装置的变形状态图。

图3为履带变形模块的正视图。

图4为运动机构的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

如图1-4所示，该可变形履带式行走装置包括：一个板状的连接机构102和分别固定在连接机构102两侧且用于行走的两组运动机构101；

其中，每组运动机构101包括：履带4、框架模块和履带变形模块；

框架模块包括两组履带支撑轮10、两个竖直设置的支撑板17和水平设置的第一连接轴7、第二连接轴8和第三连接轴11；第一连接轴7、第二连接轴8和第三连接轴11的两端分别设有螺纹，通过两个支撑板17上设有的螺孔及相配合的螺帽分别连接在两个平行设置的支撑板17上；两组履带支撑轮10的轮轴两端分别设有螺纹，通过分别设在两个支撑板17前后两端的螺孔及相配合的螺帽分别固定在两个支撑板17之间；

履带变形模块包括履带驱动轮1、前调节杆3、第一传动轴5、第二传动轴6、后调节杆9、驱动轴12、同步带轮13、同步带14、第一传动齿轮15、第二传动齿轮16、调节短杆18、调节短杆连接轴19、第三传动齿轮20、第四传动齿轮21、连接轴23和履带从动轮24；

两个前调节杆3的后端利用水平设置的连接轴23铰接在一个后调节杆9的前端两侧部位，使两个前调节杆3能同步围绕连接轴23转动，后调节杆9也能围绕连接轴23转动；水平设置的短调节杆连接轴19的一端固定在一个支撑板17的内壁上；短调节杆18的一端以可转动的方式连接在短调节杆连接轴19的一端上，另一端与后调节杆9的中部通过铰链轴连接；

第一传动轴5以可转动的方式贯穿设置在两个前调节杆3的后部，两端分别以可转动的方式固定在两个支撑板17上，在第一传动轴5的两端附近位于两个前调节杆3的外侧部位分别固接第一传动齿轮15和第四传动齿轮21；第二传动轴6以可转动的方式贯穿设置在两个前调节杆3上位于第一传动轴5后侧的部位，两端分别以可转动的方式固定在两个支撑板17上，在第二传动轴6的两端附近位于两个前调节杆3的外侧部位分别固接第二传动齿轮16和第三传动齿轮20；第三传动齿轮20与第四传动齿轮21啮合，第一传动齿轮15与第二传动齿轮16啮合，且第一传动齿轮15与一旋转电机的输出轴连接；驱动轴12贯穿设置在两个前调节杆3的前端，两段分别固接一个履带驱动轮1；第一传动轴5和驱动轴12的中部分别固定套有一个同步带轮13，两个同步带轮13的外圆周面上套有一个同步带14；履带从动轮24以可转动的方式固定在后调节杆9的后端，履带从动轮24和两组履带支撑轮10上分别设有与履带4相啮合的齿轮，履带4套在履带驱动轮1、履带从动轮24和两组履带支撑轮10上；

所述可变形履带式行走装置还包括弹簧22和弹簧连接杆2；弹簧连接杆2固定在可变形履带式行走装置外侧的前调节杆3的外壁前部；弹簧22的一端连接在弹簧连接杆2的外端，另一端连接在支撑板17的外壁上。所述弹簧22为螺旋弹簧。

第一连接轴7和第二连接轴8设置在支撑板17的上部，且位于前调节杆3的后侧；第三连接轴11设置在支撑板17的下部，且位于前调节杆3的下方。

现将本发明的可变形履带式行走装置的工作原理阐述如下：

如图1所示，当本发明的可变形履带式行走装置在平地行走时，首先人为启动旋转电机，与旋转电机的输出轴相连的第一传动齿轮15逆时针转动，第二传动齿轮16与第一传动齿轮15啮合，因此会顺时针转动；与第二传动齿轮16共同固接在第二传动轴6上的第三传动齿轮20也顺时针转动；与第三传动齿轮20啮合的第四传动齿轮21因此进行逆时针转动；由于上述四个齿轮的带动，第一传动轴5产生逆时针转动，第二传动轴6顺时针转动。位于第一传动轴5上的同步带轮13也产生逆时针转动，通过同步带14带动驱动轴12上的同步带轮13逆时针转动，间接通过驱动轴12带动履带驱动轮1产生逆时针转动。与履带驱动轮1的齿轮啮合的履带4跟随履带驱动轮1产生转动，两组履带支撑轮10以及履带从动轮24也产生逆时针转动。因此，前调节杆3有以第二传动轴6为轴进行逆时针转动的趋势。

由于弹簧22的存在而产生一个竖直向下的预紧分力，其与第一传动轴5的竖直向上的力的矢量和为0，因此能使两个前调节杆3保持水平状态，从而保证本发明的可变形履带式行走装置在平地行走时处于如图1所示的初始状态，而不发生变形。

如图2所示，当本发明的可变形履带式行走装置遇到障碍物时，障碍物基于履带4一个竖直向上的力，履带4将这个竖直向上的力传至两个前调节杆3，因此前调节杆3有以第二传动轴6为轴进行顺时针转动的趋势；同时，前调节杆3带动后调节杆9和调节短杆18发生顺时针转动，形成如图2所示的变形状态。在该过程中，前调节杆3由于受到第一连接轴7和第三连接轴11所处的位置而产生限位作用，只能在一定范围内围绕第二传动轴6转动，在该范围内履带4能够较好包覆在驱动轮1和履带支撑轮10上，保证了履带不会脱带。由于履带4的总长度不变，因而能保证整个机构的稳定性。当越过障碍后，障碍对履带4的作用力消失，本发明的可变形履带式行走装置在越过障碍物后随即重新回到如图1所示的初始状态。

综上所述，本发明提供的可变形履带式行走装置能根据环境的变化而改变履带的运动姿态和模式，增强了对于环境的适应性和运动的灵活性，具有较为广泛的应用价值。