CN203864836U - 行星轮履带复合式行走机构设计 - Google Patents
行星轮履带复合式行走机构设计 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203864836U CN203864836U CN201420264815.6U CN201420264815U CN203864836U CN 203864836 U CN203864836 U CN 203864836U CN 201420264815 U CN201420264815 U CN 201420264815U CN 203864836 U CN203864836 U CN 203864836U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gear
- wheel
- obstacle
- crawler
- track
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005021 gait Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Retarders (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种行星轮履带复合式行走机构设计，该机构在路况较差的情况下具备良好的环境自适应性和高越障能力。该机构是由行星轮(11)驱动内齿轮(1)运动从而使整车运动的。行星轮(11)则是由单独的电机驱动，驱动轮部分可根据不同的路况变为行星轮系或周转轮系。平坦路面时，太阳轮(8)驱动行星轮(11)，使小车平稳快速行驶。碰到较低障碍物时依靠行星轮(11)改变自身高度，从而提高车体重心完成越障。机构前支撑轴上有控制履带轮保持架(12)即手臂和履带轮(17)自转的齿轮结构，由不同电机驱动，实现手臂摆动与履带自转同轴式转动，在高越障的情况下为车体提供主要支撑。两节式车体的设计，是作为高越障过程中的辅助机构，能防止车体被障碍物卡住的情况。该机构具有结构简单、操作轻便的特点，同时具备较高的行走速度和优异的越障能力。
Description
技术领域
本实用新型采用行星轮系和履带手臂复合、两节式车体的行走机构，具备良好的高越障能力。
背景技术
目前存在的行走机构可分为：轮式、腿式、履带式及复合式。其中，轮式结构具有较快的行驶速度且结构简单，但其对于环境的适应性差、越障能力低；履带式机构具有较强的越野能力，但自重过高、能耗大；腿式结构通过腿部姿态调整，能适应多种地形，但其需要大量的驱动器、制动及转向装置，使系统结构复杂，稳定步态规划和稳定平衡控制难以实现。
发明内容
本实用新型提出一种在环境较为恶劣的情况下，能够自适应环境变化并且具备强越障能力的行星轮履带复合式行走机构。该机构融合了轮式、腿式和履带式机构的特点，可以根据不同的路面状况来改变其运动模式，而且结构简单，操作便捷。在平缓路面轮式结构能实现较高的行走速度，行星轮结构能辅助越过较低障碍物，履带式结构能辅助越过高障碍物，车体结构设计能保证该行走机构在越障过程中不会被障碍物卡住。
为实现行星轮系在不同路面状况下的变换，太阳轮轴(7)通过轴承安装在车体内部，在前车身(24)内安装太阳轮轴的驱动装置，太阳轮轴(7)由前车体(24)提供支撑，安装在车体内部。太阳轮(8)则安装在太阳轮轴(7)在车体外一侧的端部；太阳轮(8)驱动的行星轮(11)安装在内齿轮轴(4)上，保证了在驱动轮内齿轮(1)被障碍物卡住时行星轮(11)仍能运动来改变自身高度，从而改变重心位置来实现越障；为实现该机构的基本行驶运动，内齿轮轴(4)由外部内齿轮保持架(21)来提供支撑，外部内齿轮保持架(21)安装在前车身(24)外部，保证了行星轮系的运动和驱动轮内齿轮(1)的运动不会产生干涉，使得该行走机构能实现平稳的行走运动。
在越障过程中，可实现履带式手臂前后摆动与履带轮(17)自转共轴线。前支撑轴(14)位于驱动力电机(27)前方，用轴承固定在前车身(24)上，中间的驱动前支撑轴运动齿轮(20)和两端履带轮(17)通过键连接安装在轴上，驱动前支撑轴齿轮(20)由单独的电机驱动，使前支撑轴(13)不受驱动轮内齿轮(1)影响独立运动，使安装在上方的履带轮(17)转动，从而实现了履带轮(17)自转。中间驱动履带轮保持架齿轮(20)与另一单独电机驱动的主动齿轮(24)啮合；套筒(18)另一端用销与履带轮保持架(12)连接在一起；当齿轮(19)被驱动时，套筒(18)旋转带动履带轮保持架(12)运动，实现了履带式手臂的前后摆动；在遇到直径大于小车驱动轮半径的障碍物时，履带轮保持架(12)向前摆动，支撑起前车身，靠履带的转动产生摩擦力，帮助前车体先越过障碍物，从而实现了整个高越障的过程。
在进行高越障的过程中，考虑到车体可能出现卡在障碍物上的情形，运用双节式车体，前车身(24)和后车身(23)是通过中间的万向联轴器(22)连接在一起，当前车身(24)靠手臂支撑起来时，能使前后车身形成一定的角度，前车身(24)不必受后车身(23)的束缚，有利于车体越过障碍物；当越过障碍物之后，由于前轮为驱动轮，小车继续往前运动，后车身(23)便跟着越过障碍向前运动。
本实用新型的有益效果是，不仅能在各种不同情况的路面平顺地行驶，还具备高越障能力，结构简单，能耗较小。
附图说明
图1行走机构总体装配图；
图2行走机构驱动轮装配图；
图3驱动轮装配草图；
图4行走机构履带轮手臂装配图；
图5履带轮手臂剖面图；
图6行走机构前支撑轴部分；
以下是说明书附图中各项内容的具体说明：
1.驱动轮内齿轮 2.太阳轮用减速腹板式齿轮 3.行星架用轴承 4.内齿轮轴 5.内齿轮轴保持架用轴承 6.连接销 7.太阳轮轴 8.太阳轮 9.太阳轴连接车身用轴承 10.行星架11.行星轮 12.履带轮保持架 13.前支撑轴 14.连接车架轴承 15.套筒用轴承 16.履带轮保持架用轴承 17.履带轮 18.套筒 19.驱动履带轮保持架齿轮 20.驱动前支撑轴齿轮21.内齿轮保持架 22.万向联轴器 23.后车身 24.前车身 25.主动齿轮 26.谐波齿轮减速器 27.电机
具体实施方式
图3中太阳轮轴(7)一端固定在车体内，车体内的一端还安装有一个减速的从动腹板式齿轮(2)，由电机和主动齿轮驱动。另一端伸出车体外，安装有驱动车轮运动的太阳轮(7)。太阳轮轴(7)末端用销连接(6)的方式将太阳轴(7)和内齿轮轴(4)固定在一起。太阳轮(8)与行星轮(11)啮合，用轴承与行星架(10)组合，再通过轴承(3)固定在内齿轮轴(4)上。内齿轮以内齿轮轴(4)为中心旋转，内齿轮轴(4)在伸出内齿轮(1)外端有内齿轮保持架用轴承(5)，使得内齿轮轴(4)和内齿轮保持架(21)相连。从图6中可以看出内齿轮保持架(21)固定在前车身(24)上，从而保证了在平坦的路面状况下，被驱动的太阳轮(8)使行星轮(11)转动，驱动小车向前行驶。这种情况下，履带手臂不起作用。
当小车遇到直径约为车轮半径的障碍物时，行星轮系变为周转轮系，太阳轮(8)保持不动的状态，行星轮(11)作周转轮改变车体重心使整个车体越过障碍物。
图5中前支撑轴(13)位于图3太阳轮用减速腹板式齿轮(2)前方，由图5中两轴端连接车架轴承(14)固定在车架上。其中中间的驱动前支撑轴齿轮(20)和两端履带轮(17)都是通过键连接在前支撑轴(13)上，由单独的电机驱动，使前支撑轴(13)不受驱动轮内齿轮(1)影响独立转动，则履带轮(17)也随之转动，实现了履带式手臂的履带自转。履带自转是在小车越障过程中摩擦力的主要来源。驱动履带轮保持架齿轮(19)与图6中另一单独电机驱动的主动齿轮(25)啮合。从图5中可以看出，套筒(18)另一端用销与履带轮保持架(12)连接在一起。齿轮(19)被驱动时，套筒(18)旋转带动图5履带轮保持架(12)运动，实现了履带式手臂的前后摆动。
在遇到直径大于小车驱动轮半径的障碍物时，履带轮保持架向前摆动，支撑起前车身，靠履带的转动产生摩擦力，帮助前车体越过障碍物。从图6中可以看到前车身(24)和后车身(23)是通过中间的万向联轴器(22)连接在一起的，当前车身(24)靠履带手臂越过障碍物之后，由于前轮为驱动轮，小车继续往前运动，后车身(23)便跟着越过障碍向前运动，从而实现了整个高越障的过程。
Claims (6)
1.一种由行星轮组驱动，履带式手臂辅助越障的两节车体行走机构，其特征在于：该行走机构为对称式结构，两个驱动行星轮组运动的电力装置相互独立，由太阳轮(8)的转动通过行星轮(11)驱动内齿轮(1)行走，保证了行星轮组不受其他运动形式影响，在平坦路面上快速行驶；根据不同的路面状况，行星轮系可变为周转轮系的结构装置，障碍物和地面摩擦使得内齿轮(5)停止运动，此时行星轮(11)作以太阳轮轴(7)为圆心的周转运动，改变机构重心，帮助越过障碍物；用于高越障过程的履带式手臂装置，履带轮保持架(12)能够实现前后360°自由摆动，与地面接触产生作用力支撑起车体，使前后车体形成一定的角度配合越障；能给上述越障过程中提供主要摩擦力的履带轮(17)的结构装置，履带轮(17)上装的履带，在履带轮保持架(12)摆动的同时，履带轮(17)也进行自转，利用履带的纹路产生摩擦力，进一步给小车提供驱动力。
2.根据权利要求1所述的行走机构，其特征在于：为实现行星轮系在不同路面状况下的变换，太阳轮轴(7)通过轴承安装在车体内部，在前车身(24)内安装太阳轮轴的驱动装置，太阳轮轴(7)由前车身(24)提供支撑，安装在车体内部；太阳轮(8)则安装在太阳轮轴(7)在车体外一侧的端部；太阳轮(8)驱动的行星轮(11)安装在内齿轮轴(4)上，保证了在驱动轮内齿轮(1)被障碍物卡住时行星轮(11)仍能运动来改变自身高度，从而改变重心位置来实现越障；为实现该机构的基本行驶运动，内齿轮轴(4)由外部内齿轮保持架(21)来提供支撑，外部内齿轮保持架(21)安装在前车身(24)外部，保证了行星轮系的运动和驱动轮内齿轮(1)的运动不会产生干涉，使得该行走机构能实现平稳的行走运动。
3.根据权利要求1所述的行走机构，其特征在于：在越障过程中，可实现履带式手臂前后摆动与履带轮(17)自转共轴线，即对车体产生一定的支撑力，又能与地面形成足够的摩擦力，帮助车体越障。
4.根据权利要求3所述的行走结构，其特征在于：前支撑轴(13)位于驱动电机(27)前方，用轴承固定在前车身(24)上，中间的驱动前支撑轴齿轮(20)和两端履带轮(17)通过键连接安装在轴上，驱动前支撑轴运动齿轮(20)由单独的电机驱动，使前支撑轴(13)不受驱动轮影响独立运动，使安装在上方的履带轮(17)转动，从而实现了履带式手臂的履带自转；中间驱动履带轮保持架齿轮(19)与另一单独电机驱动的主动齿轮(25)啮合；套筒(18)另一端用销与履带轮保持架(12)连接在一起；当驱动履带轮保持架齿轮(19)被驱动时，套筒(18)旋转带动履带轮保持架(12)运动，实现了履带式手臂的前后摆动；在遇到直径大于小车驱动轮半径的障碍物时，履带轮保持架(12)向前摆动，支撑起前车身(24)，靠履带的转动产生摩擦力，帮助前车体先越过障碍物，从而实现了整个高越障的过程。
5.根据权利要求1所述的行走机构，其特征在于：在进行高越障的过程中，考虑到车体可能出现卡在障碍物上的情形，运用双节式车体，前车身(24)和后车身(23)是通过中间的万向联轴器(22)连接在一起，当前车身(24)靠手臂支撑起来时，能使前后车身形成一定的角度，前车身(24)不必受后车身(23)的束缚，有利于车体越过障碍物；当越过障碍物之后，由于前轮为驱动轮，小车继续往前运动，后车身(23)便跟着越过障碍向前运动。
6.根据权利要求1所述的行走机构，其特征在于：不仅能实现较高的行走速度，自适应环境的变化，还能越过较高的障碍物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420264815.6U CN203864836U (zh) | 2014-05-20 | 2014-05-20 | 行星轮履带复合式行走机构设计 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420264815.6U CN203864836U (zh) | 2014-05-20 | 2014-05-20 | 行星轮履带复合式行走机构设计 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203864836U true CN203864836U (zh) | 2014-10-08 |
Family
ID=51645817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420264815.6U Expired - Lifetime CN203864836U (zh) | 2014-05-20 | 2014-05-20 | 行星轮履带复合式行走机构设计 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203864836U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104029746A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-09-10 | 北京林业大学 | 行星轮履带复合式行走机构设计 |
| CN106828647A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-13 | 西南大学 | 一种分时分驱组合驱动方法 |
| CN113022763A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-06-25 | 浙江阿波罗摩托车制造有限公司 | 一种越野摩托车 |
| CN114228851A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-25 | 重庆交通大学 | 越障救援机器人 |
| CN119610942A (zh) * | 2024-12-26 | 2025-03-14 | 中国人民解放军国防科技大学 | 轮履变形轮用动力驱动机构、驱动方法及轮履变形轮系统 |
-
2014
- 2014-05-20 CN CN201420264815.6U patent/CN203864836U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104029746A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-09-10 | 北京林业大学 | 行星轮履带复合式行走机构设计 |
| CN104029746B (zh) * | 2014-05-20 | 2018-08-07 | 北京林业大学 | 行星轮履带复合式行走机构设计 |
| CN106828647A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-13 | 西南大学 | 一种分时分驱组合驱动方法 |
| CN113022763A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-06-25 | 浙江阿波罗摩托车制造有限公司 | 一种越野摩托车 |
| CN114228851A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-25 | 重庆交通大学 | 越障救援机器人 |
| CN119610942A (zh) * | 2024-12-26 | 2025-03-14 | 中国人民解放军国防科技大学 | 轮履变形轮用动力驱动机构、驱动方法及轮履变形轮系统 |
| CN119610942B (zh) * | 2024-12-26 | 2025-09-26 | 中国人民解放军国防科技大学 | 轮履变形轮用动力驱动机构、驱动方法及轮履变形轮系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205632713U (zh) | 一种主动式行星轮系越障机器人底盘 | |
| CN104029746B (zh) | 行星轮履带复合式行走机构设计 | |
| CN101890986B (zh) | 一种可变形适应全地形的机器人行走机构 | |
| CN102963455B (zh) | 拉杆式悬挂的机器人轮腿行走机构 | |
| CN107554637B (zh) | 一种六足越障机器人 | |
| CN106892014B (zh) | 一种适用于旋转阶梯的行星轮式越障机器人 | |
| CN105752185B (zh) | 基于轮系特性改变实现轮腿步态切换的混合式机器人 | |
| CN203864836U (zh) | 行星轮履带复合式行走机构设计 | |
| CN103231748B (zh) | 内外加固结构式可变构型越障机器人 | |
| CN201760877U (zh) | 一种可变形适应全地形的机器人行走机构 | |
| CN101214832B (zh) | 履带与轮式结合的摆臂式菱形行走装置 | |
| CN104058022B (zh) | 一种地形自适应的可变形移动机器人 | |
| CN101439736B (zh) | 全地形移动机器人 | |
| CN102092428A (zh) | 基于四连杆机构的轮式跳跃机构 | |
| CN105292300A (zh) | 一种轮式行走机构 | |
| CN104787133B (zh) | 一种适用于轮履复合式底盘的翻转臂机构 | |
| CN111038612A (zh) | 一种多运动模式轮-履-腿复合式机器人 | |
| CN101428652B (zh) | 冰雪面移动机器人 | |
| CN102407889B (zh) | 一种基于椭圆原理的双v型可变履带越障机构 | |
| CN202203599U (zh) | 一种自适应管道小车 | |
| CN102114876B (zh) | 一种轮履式越障机构 | |
| CN204309924U (zh) | 一种用于机器人的多模式行走机构 | |
| CN108860340A (zh) | 轮履复合式全向移动机器人 | |
| CN102642572B (zh) | 复式三角连架可变构型履带式越障机构 | |
| CN201148179Y (zh) | 一种冰雪面移动机器人 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20141008 Effective date of abandoning: 20180807 |
|
| AV01 | Patent right actively abandoned |