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原文传递一种轮履形态可重构移动救援机器人

专利名称：	一种轮履形态可重构移动救援机器人
摘要：	本发明公开了一种轮履形态可重构移动救援机器人，包括车体和固定于车体上的四个轮履形态可重构行走单元；行走单元包括动力装置、传动装置、电磁离合器和形态可重构主体装置；通过电信号控制电磁离合器的吸附和分离实现形态可重构主体装置的形态转换；形态可重构主体装置包括车轮架、行走机构、收展变形机构和弹性履带；传动装置包括传动主轴和固定在上面的行走驱动齿轮，行走驱动齿轮与内齿轮啮合传动，从而完成行走任务；收展变形机构的收展运动使弹性履带变形，实现轮履运动形式的转换，有利于移动救援机器人进入复杂的地形；本发明的可重构行走单元为过约束机构，刚度高，稳定性高，可应用于灾后救援等。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	燕山大学
发明人：	赵永生;张硕;朱海啸;马辰昊;姚建涛;许允斗;韩博;郭金伟
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910800464.3
公开号：	CN110466628A
代理机构：	北京高沃律师事务所
代理人：	张德才
分类号：	B62D55/04(2006.01);B;B62;B62D;B62D55
申请人地址：	066000 河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号
主权项：	1.一种轮履形态可重构移动救援机器人，其特征在于：包括车体和四个轮履形态可重构行走单元，四个所述轮履形态可重构行走单元分别设置于所述车体的首端两侧及尾端两侧；所述轮履形态可重构行走单元包括传动装置、电磁离合器、形态可重构主体装置以及动力装置；所述动力装置和所述形态可重构主体装置设置于所述车体上，所述动力装置与所述传动装置连接，所述传动装置与所述电磁离合器通过齿轮啮合连接，从而为所述形态可重构主体装置提供动力，通过电信号控制所述电磁离合器的开断，从而控制所述形态可重构行走单元轮履形态的转换。 2.根据权利要求1所述的轮履形态可重构移动救援机器人，其特征在于：四个所述轮履形态可重构行走单元结构相同，且相互对称布置。 3.根据权利要求1所述的轮履形态可重构移动救援机器人，其特征在于：所述传动装置包括两个行走驱动齿轮、不完全驱动齿轮和传动主轴；所述不完全驱动齿轮固定于所述传动主轴的首端，两个所述行走驱动齿轮固定于所述传动主轴的尾端，且两个所述行走驱动齿轮对称设置，所述行走驱动齿轮与所述形态可重构主体装置通过齿轮啮合连接，将动力传递给所述形态可重构主体装置使其行走；所述不完全驱动齿轮与所述电磁离合器上的大齿轮啮合。 4.根据权利要求3所述的轮履形态可重构移动救援机器人，其特征在于：所述电磁离合器包括齿轮随动机构、收展传动机构和收展传动轴；所述齿轮随动机构上的所述大齿轮与所述不完全驱动齿轮啮合连接，用于传递来自动力装置的动力；所述电磁离合器不工作时，所述不完全驱动齿轮带动所述齿轮随动机构空转，当移动救援机器人遇到障碍物时，通过电信号控制电磁离合器工作，所述齿轮随动机构和所述收展传动机构吸附在一起，动力也同时传递给所述收展传动轴，带动所述收展传动机构工作，从而控制所述形态可重构主体装置完成轮履形态的转换。 5.根据权利要求4所述的轮履形态可重构移动救援机器人，其特征在于：所述形态可重构主体装置包括车轮架、行走机构、弹性履带以及收展变形机构；所述车轮架固定于所述车体上，用于支撑所述行走机构，所述弹性履带套于所述行走机构的外部，且与所述行走机构啮合连接，所述弹性履带还与所述收展变形机构的末端相互接触，通过所述收展变形机构的末端的收展运动实现轮履形态的转换。 6.根据权利要求5所述的轮履形态可重构移动救援机器人，其特征在于：所述行走机构包括车轮端盖、车轮挡圈、两个内齿轮和两个内齿轮卡环；所述车轮端盖设置于所述车轮挡圈的外侧，两个所述内齿轮分别设置于所述车轮端盖和所述车轮挡圈的内环内，且两个所述内齿轮分别由两个所述内齿轮卡环轴向限位于所述车轮端盖和所述车轮挡圈的内环内；两个内齿轮对称设置，两个所述内齿轮卡环也对称设置；两个所述内齿轮分别与一所述行走驱动齿轮啮合连接，所述传动主轴的驱动力能够直接传递给所述车轮端盖和所述车轮挡圈，所述车轮端盖和车轮挡圈分别与所述弹性履带啮合在一起，带动所述弹性履带完成行走任务。 7.根据权利要求6所述的轮履形态可重构移动救援机器人，其特征在于：所述车轮架包括车轮挡板、端盖连接板、被动自锁驱动轴、从动转轴、固定连接杆、外端驱动轴、定位轴、收展转动轴；所述车轮挡板与所述车体固定连接，将整个所述车轮架固定连接在所述车体上；所述传动主轴带有两个所述行走驱动齿轮的一端穿过所述车轮挡板，并与所述车轮挡板转动连接，所述收展传动轴与所述被动自锁驱动轴固定连接，传递动力控制所述收展变形机构变形；所述被动自锁驱动轴可以保证所述形态可重构主体装置保持履带式运动形式，克服弹性履带的弹性恢复力；所述车轮挡板与所述端盖连接板通过三根所述固定连接杆进行固定连接，所述被动自锁转轴驱动轴与所述车轮挡板转动连接，所述从动转轴与所述车轮挡板也转动连接，所述被动自锁驱动轴和所述从动转轴与所述收展变形机构分别进行固定连接，从而驱动所述收展变形机构进行收展变换；所述外端驱动轴穿出所述端盖连接板，并与端盖连接板转动连接，所述外端驱动轴穿出所述端盖连接板的部分与所述车轮端盖转动连接，对所述车轮端盖进行支撑和定位；所述定位轴设置有四个，分别对称布置在所述车轮挡板的四个角，与所述车轮挡板固定连接，且四个所述定位轴限位于所述车轮挡圈的内环上设置的限位环内，并与所述限位环转动连接，进而对所述车轮挡圈进行定位和导向；所述收展转动轴设置有两个，所述收展转动轴一端与车轮挡板固定连接，另一端与收展变形机构转动连接，所述收展变形机构能够绕所述收展转动轴进行收展变换。 8.根据权利要求7所述的轮履形态可重构移动救援机器人，其特征在于：所述收展变形机构包括收展驱动齿轮、收展从动齿轮、两个传动拉杆、两个收展摆动杆、两个摆动导向轮、两个第一转动轴、两个第二转动轴和两个第三转动轴；所述收展驱动齿轮和收展从动齿轮对称设置且啮合传动，所述收展驱动齿轮与所述被动自锁驱动轴固定连接，传输来自所述收展传动轴的动力，所述收展从动齿轮与所述从动转轴固定连接；两个所述第一转动轴分别与所述收展驱动齿轮和所述收展从动齿轮转动连接，两个所述第一转动轴又分别与一所述传动拉杆转动连接，使所述收展驱动齿轮和所述收展从动齿轮的啮合转动能够转换为所述传动拉杆的转动；两个所述传动拉杆的底部分别连接有一所述第二转动轴，所述第二转动轴与所述传动拉杆转动连接，两个所述第二转动轴分别与一所述收展摆动杆转动连接，进一步将所述收展驱动齿轮和所述收展从动齿轮的啮合转动转换为两个所述收展摆动杆的摆动；两个所述收展摆动杆的外端分别固定连接有一所述第三转动轴，两个摆动导向轮分别与一所述第三转动轴转动连接，所述摆动导向轮能够跟随所述收展摆动杆一起摆动，两个所述摆动导向轮与所述弹性履带直接接触，能够支撑所述弹性履带完成形态的改变；两个所述收展摆动杆的内端分别与一所述收展转动轴转动连接，所述收展摆动杆绕所述收展转动轴进行摆动，完成收展变形。 9.根据权利要求8所述的轮履形态可重构移动救援机器人，其特征在于：所述收展摆动杆包括收展摆动杆主体和设置于所述收展摆动杆主体上的第一圆柱孔、第二圆柱孔、第三圆柱孔；所述第三转动轴两端分别与第一圆柱孔进行固定连接，所述第二转动轴与第二圆柱孔转动连接，所述收展转动轴与第三圆柱孔转动连接，所述第一圆柱孔、所述第二圆柱孔和所述第三圆柱孔轴线相互平行，且在同一个平面内。 10.根据权利要求8所述的轮履形态可重构移动救援机器人，其特征在于：所述传动拉杆包括传动拉杆主体和设置于所述传动拉杆主体上的第四圆柱孔、第五圆柱孔，所述第一转动轴与所述第四圆柱孔转动连接，所述第二转动轴与所述第五圆柱孔转动连接；所述第四圆柱孔和所述第五圆柱孔的孔轴线相互平行。
所属类别：	发明专利