专利名称：四轮驱动履带式机器人行走驱动装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种机器人行走驱动装置，具体是一种具有平地高速行走、爬越坡面、跨越 障碍壕沟以及各种复杂路面通过能力的四轮驱动履带式机器人行走驱动装置。
技术背景现在机器人的行走机构分为履带式、轮式、足式，但轮式和足式的机器人在爬越坡面、 跨越障碍壕沟以及各种复杂路面上行走受到一定的限制，而履带式机器人在这方面具有一定 的优越性。目前国内研发的履带式机器人行走驱动机构多采用电机一减速器结构输出转矩， 用两个电机驱动前进和控制转向；而另外的功能再增加相应的电机。为了使机器人具有大的 负载能力和在各种复杂路面上行走的能力，往往采用大功率电机，由此造成机器人的体积较 大、质量较重、能量消耗较快，限制了其应用领域。 发明内容本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种四轮驱动履带式机器人行走驱动装置，可 以合理配置电机的数量和参数，发挥出所有电机的能力，有效地降低能耗，延展机器人的一 次充电续行能力，扩大机器人的应用领域。本发明的目的是采用下述技术方案实现的 一种四轮驱动履带式机器人行走驱动装置， 包括驱动轮、减速器、直流伺服电机、行走履带、超越离合器、双向电磁离合器、摆臂、摆 轮和摆轮履带，所述的驱动轮、减速器、直流伺服电机分别包括主驱动轮、辅驱动轮、减速器A、减速器B、主驱动直流伺服电机和辅驱动直流伺服电机，主驱动直流伺服电机与减速 器A连接，主驱动轮安装于减速器A的输出轴A上，行走履带分别与主驱动轮、辅驱动轮 啮合；辅驱动直流伺服电机与减速器B连接，辅驱动轮、超越离合器、双向电磁离合器、摆 臂和摆轮依次安装于减速器B的输出轴B上；摆轮外缘与摆轮履带啮合，双向电磁离合器分 别与辅驱动轮、摆臂、摆轮连接。所述的主驱动轮通过键与减速器A的输出轴A联接，主驱动轮的圆心处分别设有内、外 挡板，外圆沿上分别设有主驱动轮内、外挡边；内挡板与减速器A固定联接，外挡板通过轴 承设于减速器A的输出轴A的端部。所述的辅驱动轮(即从动轮)通过超越离合器和轴承安装在减速器B的输出轴B上，辅 驱动轮的一边与双向电磁离合器的一从动盘(磁轭)固定联结，辅驱动轮的外圆沿上分别设 有内、外挡边B。所述的超越离合器的内环通过键与减速器B的输出轴B联接。所述的双向电磁离合器的主动盘(衔铁)通过键与减速器B的输出轴B联结， 一从动盘 (磁轭)与辅驱动轮相连，另一从动盘与摆臂合二为一，即摆臂成为双向电磁离合器的一从 动盘。所述的摆轮包括内轮和外轮，摆轮内轮与双向电磁离合器的一从动盘(磁轭)固定联结， 摆轮外轮通过轴承套装在减速器B的输出轴B上，摆轮内轮和外轮的外圆沿上分别设有摆轮 内轮挡边和摆轮外轮挡边。所述的摆臂通过轴承安装在减速器B的输出轴B上。本发明的主驱动直流伺服电机通过减速器驱动主驱动轮旋转，带动行走履带；辅驱动轮 (即从动轮)跟随行走履带转动。摆轮的内轮通过双向电磁离合器与辅驱动轮相连，跟随辅 驱动轮同步转动，同时驱动摆轮履带工作。辅驱动直流伺服电机通过减速器联接一长轴，辅 驱动轮通过超越离合器与轴承组合安装在长轴上，超越离'合器内环用键与长轴联结。双向电 磁离合器通过轴承安装在长轴上，其主动盘(衔铁)通过键与长轴联结， 一从动盘(磁轭) 与辅驱动轮相连，另一从动盘与摆臂合二为一。摆臂通过轴承安装在长轴上，可以自由旋转。 摆轮的外轮也通过轴承套装在长轴上，在摆轮履带的牵引下，跟随摆轮的内轮一起转动。本发明采用双向电磁离合器和超越离合器有效地解决了履带式机器人摆臂电机功能单 一，未能充分利用的问题，同时拓展了摆臂电机的功能。摆臂电机即辅驱动电机可以起到与 主驱动电机同样的作用，在同样的功率下，四轮驱动的实现也大大提高了机器人在爬越坡面、 跨越障碍壕沟以及各种复杂路面上行走的能力；换言之，满足同样的行走能力，四轮驱动的 实现，可以有效地减小主驱动电机的功率和扭矩，从而减轻了重量，减小了体积，降低了成 本，提高了行走驱动功率。同时本发明完全满足了在工业应用中，重要场所及关键设备的设 备或零部件"用一备一"的指导原则，辅驱动电机完全可以作为主驱动电机的备用电机使用。 本发明的四轮驱动的行走驱动装置不仅可以用在履带式机器人上，还可以广泛应用于各种行 走方式的机器人上，尤其是轮式行走机器人，可以有效地解决二轮驱动时轮式行走机器人的 驱动轮由于打滑等各种原因导致机器人无法正常工作的难题。
图l是本发明结构示意图；其中1、行走履带，2、主驱动轮外挡边，3、主驱动轮，5、外挡板，6、轴承A， 7、 摆轮履带，8、摆轮内轮，9、摆轮外轮挡边，10、摆轮内轮挡边，11、双向电磁离合器，12、 摆轮外轮，13、输出轴B， 14、轴承B， 15、键，17、摆臂，18、双向电磁离合器主动盘， 19、线圈，20、辅驱动轮外挡边，21、辅驱动轮，22、辅驱动轮内挡边，24、超越离合器， 25、轴承C, 26、减速器B， 27、辅驱动直流伺服电机，28、内挡板，29、主驱动轮内挡边， 30.减速器A, 31.主驱动轮直流伺服电机，32.输出轴A。
具体实施方式
4下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1中，主驱动轮3安装在减速器A30的输出轴A上，并通过键与减速器A30的轴联 接。主驱动直流伺服电机31通过减速器A30输出扭矩，驱动主驱动轮3旋转，带动行走履 带1行走。主驱动轮内挡边29和外挡边2保证了行走履带1与主驱动轮3的啮合，而不会发 生脱带现象。减速器A30与内挡板28固定联接，减速器A30的输出轴A32的另一端通过轴 承A6支撑在外挡板5上。辅驱动轮23 (即从动轮)通过超越离合器24和轴承C25安装在减 速器B26的输出轴B13上，超越离合器24通过键与减速器B26的输出轴B13联接。辅驱动 轮23的一边与双向电磁离合器11的一从动盘(磁轭)固定联结。双向电磁离合器ll安装在 输出轴B13上，其主动盘18 (衔铁)通过键与输出轴B13联结， 一从动盘(磁轭)与辅驱动 轮21相连，另一从动盘与摆臂17合二为一，即摆臂17是双向电磁离合器11的一从动盘。 摆轮内轮8与双向电磁离合器11的磁轭固定联结，摆轮外轮12通过轴承B14套装在输出轴 B13上，跟随摆轮内轮8—起转动。摆臂17通过轴承14安装在轴13上，可以自由旋转。辅 驱动轮内挡边22和外挡边20保证了行走履带1与辅驱动轮21的啮合，摆轮内轮挡边10和 摆轮外轮挡边9保证了摆轮履带7与内、外摆轮的啮合，以防止脱带。平时，履带式机器人的行走是由主驱动直流伺服电机31通过减速器A30输出扭矩，驱 动主驱动轮3旋转，带动行走履带l行走，行走履带l带动辅驱动轮(从动轮)21旋转，通 过双向电磁离合器11 (此时双向电磁离合器11处于断电状态，在其圆片弹簧的作用下，双 向电磁离合器主动盘18与摆臂17压合在一起，从动盘磁轭是自由活动的)的联结，带动摆 轮内轮8的旋转，从而带动摆轮履带7的行走。辅驱动直流伺服电机27通过减速器B26输 出扭矩，通过键15驱动双向电磁离合器11的主动盘18旋转，带动摆臂17摆动，实现摆臂 17的变角度运动，以适应爬越坡面、跨越障碍壕沟以及各种复杂路面上行走的要求。此时由 于摆臂17的转动速度慢，同样与键15联结的超越离合器24的内环转速低于外环转速，辅驱 动直流伺服电机27的输出不对辅驱动轮(从动轮)21的旋转构成影响。当机器人要爬越坡度较大的坡面、跨越障碍壕沟以及各种复杂路面时，如果主驱动电机 的输出不足以使机器人安全行走时，此时可采用四轮驱动方式。即接通双向电磁离合器ll的 线圈19,在电磁力的作用下，双向电磁离合器11的主动盘18与摆臂17脱离啮合，安装在 输出轴B13上的键15驱动双向电磁离合器11的主动盘18空转，安装在输出轴B13上的超 越离合器24的键带动超越离合器24的内环旋转，当其转速与辅驱动轮21相当时，超越离合 器24发生作用，其内环带动外环旋转，辅驱动电机输出的扭矩作用在辅驱动轮21上，实现 了四轮驱动履带式机器人的行走运动。
权利要求
1.一种四轮驱动履带式机器人行走驱动装置，包括驱动轮、减速器、直流伺服电机、行走履带、超越离合器、双向电磁离合器、摆臂、摆轮和摆轮履带，其特征在于所述的驱动轮、减速器、直流伺服电机分别包括主驱动轮、辅驱动轮、减速器A、减速器B、主驱动直流伺服电机和辅驱动直流伺服电机，主驱动直流伺服电机与减速器A连接，主驱动轮安装于减速器A的输出轴A上，行走履带分别与主驱动轮、辅驱动轮啮合；辅驱动直流伺服电机与减速器B连接，辅驱动轮、超越离合器、双向电磁离合器、摆臂和摆轮依次安装于减速器B的输出轴B上；摆轮外缘与摆轮履带啮合，双向电磁离合器分别与辅驱动轮、摆臂、摆轮连接。
2. 根据权利要求1所述的四轮驱动履带式机器人行走驱动装置，其特征在于所述的主 驱动轮通过键与减速器A的输出轴A联接，主驱动轮的圆心处分别设有内、外挡板，外圆沿 上分别设有内、外挡边A;内挡板与减速器A固定联接，外挡板设于减速器A的输出轴A的 端部。
3. 根据权利要求1所述的四轮驱动履带式机器人行走驱动装置，其特征在于所述的辅驱动轮通过超越离合器和轴承安装在减速器B的输出轴B上，辅驱动轮的一边与双向电磁离 合器的一从动盘固定联结，辅驱动轮的外圆沿上分别设有内、外挡边B。
4. 根据权利要求1所述的四轮驱动履带式机器人行走驱动装置，其特征在于所述的超 越离合器的内环通过键与减速器B的输出轴B联接。
5. 根据权利要求1所述的四轮驱动履带式机器人行走驱动装置，其特征在于所述的双向电磁离合器的主动盘通过键与减速器B的输出轴B联结， 一从动盘与辅驱动轮相连，另一 从动盘与摆臂合二为一，即摆臂成为双向电磁离合器的一从动盘。
6. 根据权利要求1所述的四轮驱动履带式机器人行走驱动装置，其特征在于所述的摆轮包括内轮和外轮，摆轮内轮与双向电磁离合器的一从动盘固定联结，摆轮外轮通过轴承套装在减速器B的输出轴B上，摆轮内轮和外轮的外圆沿上分别设有摆轮内轮挡边和摆轮外轮 挡边。
7. 根据权利要求1所述的四轮驱动履带式机器人行走驱动装置，其特征在于所述的摆 臂通过轴承安装在减速器B的输出轴B上。
全文摘要
本发明涉及一种四轮驱动履带式机器人行走驱动装置，包括驱动轮、减速器、直流伺服电机、行走履带、超越离合器、双向电磁离合器、摆臂、摆轮和摆轮履带，驱动轮、减速器、直流伺服电机分别包括主驱动轮、辅驱动轮、减速器A、减速器B、主驱动直流伺服电机和辅驱动直流伺服电机，主驱动直流伺服电机与减速器A连接，主驱动轮安装于减速器A的输出轴A上，行走履带分别与主驱动轮、辅驱动轮啮合；辅驱动直流伺服电机与减速器B连接，辅驱动轮、超越离合器、双向电磁离合器、摆臂和摆轮依次安装于减速器B的输出轴B上；摆轮外缘与摆轮履带啮合，双向电磁离合器分别与辅驱动轮、摆臂、摆轮连接。其具有重量轻，体积小，行走驱动功率高等优点。
文档编号B62D55/00GK101259854SQ20081001552
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月15日 优先权日2008年4月15日
发明者侯宪伦, 洁 孙, 东 张, 倩 李, 李向东, 葛兆斌 申请人:山东省科学院自动化研究所