[發(fā)明專利]一種組合式全方位移動(dòng)履帶行走機(jī)構(gòu)及其平臺(tái)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810165699.5
• 申請(qǐng)日: 2018-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN108163072A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉宇菲;黃濤;李瀚飛;閆永寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉宇菲
• 主分類號(hào): B62D55/08
• 分類號(hào): B62D55/08;B62D55/20;B62D55/26;B62D55/30
• 代理公司: 北京國昊天誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 程爽

本發(fā)明提供一種組合式全方位移動(dòng)履帶行走機(jī)構(gòu)及其平臺(tái)，包括履帶組、驅(qū)動(dòng)輪組、主支架、誘導(dǎo)輪組、漲緊機(jī)構(gòu)、負(fù)重輪組和托帶輪組。所述履帶組由兩條獨(dú)立的沿所述履帶組的中心軸線呈縱向?qū)ΨQ布置的外側(cè)子履帶和內(nèi)側(cè)子履帶構(gòu)成，所述外側(cè)子履帶和內(nèi)側(cè)子履帶由若干履帶板通過銷軸鉸接而成，在所述每個(gè)履帶板上設(shè)計(jì)有滾輪支架，在所述滾輪支架上安裝有兩個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形滾輪，所述兩個(gè)滾輪分別安裝于所述滾輪支架的兩側(cè)。通過本發(fā)明，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的現(xiàn)有履帶式移動(dòng)平臺(tái)尺寸偏大，不適用于小型移動(dòng)機(jī)器人、履帶接地段長度有限、越障能力受限，以及解決混合履帶U型支架易于路面發(fā)生磕碰，渦輪蝸桿傳動(dòng)效率低，磨損大、運(yùn)動(dòng)性能差的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于移動(dòng)機(jī)械裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種組合式全方位移動(dòng)履帶行走機(jī)構(gòu)及其平臺(tái)。

背景技術(shù)

全方位移動(dòng)是指在地面上的3自由度運(yùn)動(dòng)，即包括縱向運(yùn)動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)、中心轉(zhuǎn)向以及上述運(yùn)動(dòng)的任意復(fù)合運(yùn)動(dòng)。因此，全方位移動(dòng)平臺(tái)具有高度靈活的運(yùn)動(dòng)性能，非常適用于空間狹窄、精確定位以及對(duì)移動(dòng)性能要求高的場合。全方位移動(dòng)平臺(tái)的核心技術(shù)是其行走機(jī)構(gòu)，目前國內(nèi)外已經(jīng)研制出多種可實(shí)現(xiàn)全方位移動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)，按照結(jié)構(gòu)大體可劃分為兩類：輪式和履帶式全方位行走機(jī)構(gòu)。

國內(nèi)外早期重點(diǎn)是對(duì)輪式全方位行走機(jī)構(gòu)及其平臺(tái)進(jìn)行研究，已設(shè)計(jì)出多種輪式全方位行走機(jī)構(gòu)，主要包括Mecanum wheel(麥克納姆輪)、Ball wheel(球輪)、Transwheel輪、Alternate wheel連續(xù)切換輪)、Orthogonal wheel(正交輪)和Active casterwheel(主動(dòng)腳輪/萬向輪)等，由于輪式全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上的共同特點(diǎn)：剛性且接地面積小，路面適應(yīng)能力差是目前輪式全方位移動(dòng)平臺(tái)在工程應(yīng)用中面臨的主要難題。然而，實(shí)際路面多為非結(jié)構(gòu)化路面，由平坦路面、斜坡、障礙、壕溝、淺坑等組成，因此輪式全方位移動(dòng)平臺(tái)在工程應(yīng)用中具有很大的局限性。

研究履帶式全方位移動(dòng)平臺(tái)的目的是結(jié)合傳統(tǒng)履帶式移動(dòng)平臺(tái)的性能優(yōu)點(diǎn)，解決輪式全方位移動(dòng)平臺(tái)存在的問題。其意義不僅在于可以克服輪式全方位移動(dòng)平臺(tái)在工程應(yīng)用中的局限性，提高全方位移動(dòng)平臺(tái)的實(shí)用性，進(jìn)而拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，還能給傳統(tǒng)履帶式移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)模式帶來新的變革，對(duì)改善其轉(zhuǎn)向性能也具有重要的意義。

發(fā)明專利“全方位移動(dòng)履帶”(申請(qǐng)?zhí)枮?01210347201.X)和“履帶式全方位移動(dòng)平臺(tái)”(申請(qǐng)?zhí)枮?01210347188.8)公開了一種新的履帶式全方位移動(dòng)平臺(tái)。該全方位移動(dòng)履帶主要由主動(dòng)輪、履帶板、輥?zhàn)印⒇?fù)重輪、拖帶輪和誘導(dǎo)輪等六部分組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。輥?zhàn)又行妮S線與主動(dòng)輪中心軸線形成一定的偏置角，偏置角范圍(-90°，0°)或(0°，90°)，優(yōu)選±45°。該履帶式全方位移動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)由多條全方位移動(dòng)履帶構(gòu)成。要實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的全方位運(yùn)動(dòng)，一般需要三條或三條以上的全方位移動(dòng)履帶。履帶式全方位移動(dòng)平臺(tái)通常采用四條全方位移動(dòng)履帶且履帶組布局為縱向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。圖2中小矩形框代表全方位移動(dòng)履帶，框中一連串的斜線則表示履帶上一連串接地輥?zhàn)拥妮S線方向,四條虛線則表示主動(dòng)輪的軸線方向。由于“全方位移動(dòng)履帶”的特殊結(jié)構(gòu)，平臺(tái)上的履帶需要采取正反兩種安裝方式，所以平臺(tái)上的輥?zhàn)悠媒怯袃煞N,通常為±45°。圖2中1和3號(hào)履帶的輥?zhàn)悠媒窍嗤?和4號(hào)的輥?zhàn)悠媒莿t剛好相反。

上述履帶式全方位移動(dòng)平臺(tái)，雖然具備全方位運(yùn)動(dòng)性能且具備良好的越野性能，但是其仍存在一些的缺點(diǎn)：(1)平臺(tái)采用四條履帶縱向?qū)ΨQ布局結(jié)構(gòu)，相比傳統(tǒng)的履帶式移動(dòng)平臺(tái)，其總體尺寸會(huì)相對(duì)增大，因此不太適用于輕型或尺寸較小的移動(dòng)平臺(tái)；(2)相對(duì)傳統(tǒng)的履帶式移動(dòng)平臺(tái)，在同等總體尺寸條件下，上述平臺(tái)的履帶接地段長度會(huì)減小，從而導(dǎo)致其接地面積減小，特別在重載條件下影響明顯；(3)由于同側(cè)的前、后履帶之間具有一定的間隔，所以當(dāng)平臺(tái)越垂直墻和斷崖等障礙時(shí)，障礙很容易卡在前后履帶的間隔中，很可能導(dǎo)致平臺(tái)無法通過障礙。