[發(fā)明專(zhuān)利]變形履輪復(fù)合懸架及具有其的移動(dòng)平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510548100.2
• 申請(qǐng)日: 2015-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105128961B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李允旺;葛世榮;朱華;代素梅;王洪欣;田豐;李偉;鄭宇巍;張成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B62D55/14
• 分類(lèi)號(hào): B62D55/14;B62D55/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變形履輪復(fù)合懸架及具有其的移動(dòng)平臺(tái)，可用于移動(dòng)機(jī)器人。

背景技術(shù)

履帶行走懸架被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)平臺(tái)裝置尤其移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域，在救援救災(zāi)、探測(cè)偵察、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和軍事等方面占據(jù)重要地位，有良好的應(yīng)用前景，尤其是在復(fù)雜、艱難的環(huán)境中，具備輪式移動(dòng)機(jī)器人無(wú)法比擬的適應(yīng)性和通過(guò)性，履帶行走懸架是當(dāng)前熱門(mén)的研究領(lǐng)域。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研制了一種履帶移動(dòng)平臺(tái)用W形履帶懸架(申請(qǐng)?zhí)枺篊N201320552131.1)，其前后履帶單元呈不規(guī)則四邊形，履帶行走部總成呈W形，有四段坡形履帶段，有利于攀越障礙；履帶底部的水平段增加了履帶的接地面積，有利于克服松軟、泥濘地形環(huán)境。然而，該W形履帶懸架形狀不可調(diào)節(jié)，無(wú)法克服更復(fù)雜的地形環(huán)境，在某種程度上限制了其地形通過(guò)性和環(huán)境適應(yīng)能力，而當(dāng)前對(duì)可變形履帶行走懸架的報(bào)道相對(duì)較少。若履帶懸架可根據(jù)地形主動(dòng)的發(fā)生變形，將可提高履帶式移動(dòng)平臺(tái)的地形適應(yīng)性與地形通過(guò)性；通過(guò)履帶懸架的變形可以改變移動(dòng)平臺(tái)的重心位置以及履帶的接地尺寸進(jìn)而可提高移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。另外，履帶行走裝置的效率較低，功耗大，在一些平坦地形其優(yōu)勢(shì)弱于輪式行走裝置。在一些特殊的工況下，輪式行走裝置的優(yōu)勢(shì)更為明顯，如在軌道上采用了輪式行走裝置效率較高。為此，為了更好的地形適應(yīng)性，設(shè)計(jì)一種可變形的履輪復(fù)合懸架以及使用該懸架的移動(dòng)平臺(tái)十分必要。

在國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金(批準(zhǔn)號(hào)：51205391)的支持下，本發(fā)明人團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步進(jìn)行研究，為克服上述的問(wèn)題，探索一種變形履輪復(fù)合懸架和具有該變形履輪復(fù)合懸架的移動(dòng)平臺(tái)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提出一種變形履輪復(fù)合懸架和具有該變形履輪復(fù)合懸架的移動(dòng)平臺(tái)，該變形履輪復(fù)合懸架可根據(jù)地形的需要進(jìn)行變形調(diào)節(jié)，形成不同形狀的履帶行走機(jī)構(gòu)，提高了履帶行走機(jī)構(gòu)的地形適應(yīng)性、地形通過(guò)性以及運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性；也可進(jìn)行履帶式和輪式行走模式的變換，進(jìn)一步提高本發(fā)明的適應(yīng)性。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變形履輪復(fù)合懸架，包括：中間聯(lián)接架、變形履帶單元、變形驅(qū)動(dòng)組件和車(chē)輪單元。所述變形履帶單元為兩個(gè)，且包括第一變形履帶單元和第二變形履帶單元；兩個(gè)所述變形履帶單元均與所述中間聯(lián)接架相連，且呈對(duì)稱(chēng)布置。所述變形履帶單元包括變形履帶架、履帶輪、履帶和履帶驅(qū)動(dòng)組件；所述變形履帶架與所述中間聯(lián)接架相連，所述變形履帶架包括一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，所述四桿機(jī)構(gòu)包括四個(gè)桿件，分別為：機(jī)架，所述機(jī)架與所述中間聯(lián)接架相連；第一連架桿，所述第一連架桿與所述機(jī)架相連，構(gòu)成第一轉(zhuǎn)動(dòng)副；第二連架桿，所述第二連架桿與所述機(jī)架相連，構(gòu)成第四轉(zhuǎn)動(dòng)副；連桿，所述連桿的一端與所述第一連架桿相連，構(gòu)成第二轉(zhuǎn)動(dòng)副，所述連桿的另一端與所述第二連架桿相連，構(gòu)成第三轉(zhuǎn)動(dòng)副。所述履帶輪不少于四個(gè)，所述履帶輪與所述四桿機(jī)構(gòu)相連，所述履帶輪包括驅(qū)動(dòng)輪和改向輪；其中四個(gè)所述履帶輪分別與所述四桿機(jī)構(gòu)的四個(gè)所述轉(zhuǎn)動(dòng)副同軸線(xiàn)相連，且四個(gè)所述履帶輪的直徑相同。所述履帶包絡(luò)于所述履帶輪外，且所述履帶與所述驅(qū)動(dòng)輪相傳動(dòng)；所述履帶驅(qū)動(dòng)組件與所述驅(qū)動(dòng)輪相連并驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)輪。所述變形驅(qū)動(dòng)組件不多于兩個(gè)，所述變形驅(qū)動(dòng)組件與所述變形履帶單元的所述變形履帶架相連并驅(qū)動(dòng)所述變形履帶架變形。所述車(chē)輪單元為兩個(gè)，所述車(chē)輪單元與中間聯(lián)接架相連，且呈對(duì)稱(chēng)布置，所述車(chē)輪單元包括車(chē)輪和車(chē)輪驅(qū)動(dòng)件；當(dāng)所述變形履帶單元與地面接觸時(shí)，所述車(chē)輪不與地面接觸；當(dāng)所述變形履帶單元向上發(fā)生變形時(shí)，所述變形履帶單元脫離地面，所述車(chē)輪可接觸并支撐地面。

作為可選的，所述履帶輪為四個(gè)，所述履帶輪包括第一履帶輪、第二履帶輪、第三履帶輪和第四履帶輪，且所述第一履帶輪、所述第二履帶輪、所述第三履帶輪和所述第四履帶輪的直徑相等，所述第一履帶輪、所述第二履帶輪、所述第三履帶輪和所述第四履帶輪分別與所述四桿機(jī)構(gòu)的所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)副同軸線(xiàn)相連。當(dāng)所述履帶輪的數(shù)量多于四個(gè)時(shí)，所述履帶輪還可與所述四桿機(jī)構(gòu)的所第一連架桿、所述第二連架桿、所述連桿相連，所述履帶輪對(duì)履帶起到支撐改向作用。

作為進(jìn)一步可選的，所述履帶輪為五個(gè)，且所述履帶輪還包括第五履帶輪，所述第五履帶輪與所述四桿機(jī)構(gòu)的所述第一連架桿相連，且所述第五履帶輪中心處于所述第一連架桿兩端轉(zhuǎn)動(dòng)副中心連線(xiàn)的外側(cè)；所述履帶包絡(luò)于五個(gè)所述履帶輪外，形成可變形五邊形履帶。