[發明專利]齒孔式微小型履帶

無效

• 申請號: 200710072778.3
• 申請日: 2007-09-07
• 公開（公告）號: CN101117136A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 孫立寧;李滿天;鐘鳴
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B62D55/08
• 分類號: B62D55/08
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 劉婭

(一)技術領域

本發明涉及一種履帶，具體涉及一種用于微小型移動機器人的齒孔式履帶。

(二)背景技術

由于履帶驅動相較于輪驅動具有越障能力強、環境適應性好、耐磨損等諸多優點，所以其在機器人領域得到了廣泛應用。但是以往成熟的履帶技術都是針對重型機械而研制，突出強調的是可靠性和加工性，具有大而重的特點，無法滿足微小型移動機器人的驅動要求。通過查閱國內外文獻可知，由于受到尺寸、加工等多方面的制約，大多數的履帶式移動機器人都采用了齒形同步帶替代履帶的方案，但是同步帶具有伸縮性，不耐磨損，而且在有一定張緊力的作用下會給機器人帶來額外驅動負擔。所以，有必要針對微小型移動機器人設計一種小尺寸、高效率、加工性好的履帶。

(三)發明內容

本發明的目的在于針對微小型移動機器人提供一種小尺寸、高效率、易加工、較高傳動精度的齒孔式微小型履帶。

本發明的目的是這樣實現的：它包括履帶塊1、鋼銷4和履帶輪5，履帶塊1外形尺寸為厘米級，采用工程塑料一次注塑成型后的履帶塊1整體為利于傳動的弧面結構，履帶輪5上加工有與履帶節距一致的雙排輪齒9，履帶塊1通過鋼銷4穿過側銷孔連接成履帶3后與具有同節距的履帶輪5嚙合。

本發明還有這樣一些技術特征：

1、所述的履帶塊1采用弧面結構，上表面設置有減震橡膠層2，下表面中間位置有導向圓弧凸起8；

2、所述的履帶塊1兩側分別設置有五耳側銷孔7與六耳側銷孔6，五耳側銷孔7與鋼銷4間隙配合設置，六耳側銷孔6與鋼銷4過盈配合設置；

3、所述的履帶塊1兩側的側銷孔直徑相同，五耳側銷孔7采用上偏差，六耳側銷孔6采用下偏差，鋼銷4直徑與銷孔直徑相等；

4、所述的履帶輪5中間對應導向圓弧凸起8處設置有導向槽10；

5、所述的輪齒9設置在履帶輪5兩邊，履帶塊1上五耳側銷孔7一側對應輪齒9位置設置有兩列履帶嚙合孔11，每排齒的節距與履帶節距相等；

6、所述的履帶輪5齒根圓直徑等于履帶塊1下表面圓弧直徑。

本發明的履帶塊1外形尺寸為厘米級，采用工程塑料一次注塑成型，克服了傳統履帶技術都是針對重型機械具有大而重的特點卻無法滿足微小型移動機器人驅動要求的弊端，同時避免了齒形同步帶不耐磨損，而且在有一定張緊力的作用下會給機器人帶來額外驅動負擔的缺點。本發明的有益效果有：傳統大型機械用履帶的加工設計方法主要著重履帶的承載能力、使用壽命等指標，對于傳動精度的要求較低。而在移動機器人領域，尤其是微小型移動機器人領域，對于機器人移動精度是有較高要求的，這樣傳統大型履帶的結構設計及制造方法便無法滿足要求。

本發明采用具有弧面結構的整體履帶塊，通過磨制的鋼銷連接成具有一定節距孔的履帶，再與具有雙排齒結構的履帶輪嚙合傳動，這種結構結合了傳統履帶結構與鏈輪結構的優點，具有比傳統履帶更高的傳動效率和精度，滿足微小型機器人移動精度的要求，為機器人的軌跡控制帶來便利。此外，本發明的履帶塊便于進行注塑成型加工，具有加工精度較高、重量輕、韌性好，耐磨性好、成本低等優點。

(四)附圖說明

圖1-圖4為本發明齒孔式微小型履帶示意圖；

圖5為本發明齒孔式微小型履帶工作過程示意圖。

(五)具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明：

結合圖1-圖4，本實施例包括履帶塊1、鋼銷4和履帶輪5。

結合圖1，本實施例齒孔式微小型履帶包括履帶塊1、鋼銷4、履帶輪5。本發明的履帶塊1外形尺寸較小(厘米級)，本實施例中履帶塊寬18.5mm，長60mm，采用工程塑料一次注塑成型的方法保證制造精度與材料均一性，具有易制造、重量輕、高韌性、耐磨損的特點。履帶塊1塊體采用弧面結構，上表面附有減震橡膠層2，通過鋼銷4連接成履帶3后與具有同節距的履帶輪5嚙合；履帶輪5齒根圓直徑等于履帶塊1下表面圓弧直徑，利于履帶3與履帶輪5貼合，減小正壓力引起的履帶變形，本實施例中履帶輪5為鋁合金履帶輪。

結合圖2，履帶塊1的五耳側銷孔7與六耳側銷孔6采用相同名義直徑，其中五耳側銷孔7加工為上偏差，孔徑相對于理想值較大，而六耳側銷孔6加工為下偏差，孔徑相對于理想值較小，鋼銷4的直徑與側銷孔名義直徑相同，但加工為理想值。輪齒9設置在履帶輪5兩邊，履帶塊1上五耳側銷孔7一側對應輪齒9位置設置有兩列履帶嚙合孔11，每排齒的節距與履帶節距相等，多個履帶塊通過鋼銷連成履帶后，形成具有一定節距的兩列嚙合孔，履帶輪齒根圓直徑等于履帶塊下表面圓弧直徑，每排齒的節距與履帶節距相等。當鋼銷4通過側銷孔將兩個履帶塊1連接起來時，鋼銷4與五耳側銷孔7為間隙配合，便于履帶塊的相對轉動；鋼銷4與六耳側銷孔6為過盈配合，防止鋼銷4在履帶3運動過程中脫出。履帶塊1中間的圓弧凸起8用于導向，其與履帶輪5中間的導向槽10配合后，防止履帶傳動過程中由于軸向受力而咬齒或脫齒。工作時，履帶3的雙列履帶嚙合孔11與履帶輪5的雙排輪齒9不斷嚙合與脫出，從而達到傳動的目的，并具有較高傳動精度。