專利名稱：履帶壓緊裝置和履帶式機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及履帶處理技術(shù)，尤其涉及履帶壓緊裝置和履帶式機(jī)器人。
背景技術(shù)：
履帶式移動機(jī)器人具有優(yōu)異的越障和環(huán)境適應(yīng)性能，不僅結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動執(zhí)行機(jī) 構(gòu)的數(shù)量較少而且控制系統(tǒng)簡單可靠，被廣泛應(yīng)用于災(zāi)后救援、事故援助、軍事偵察、反恐 等多個領(lǐng)域。目前流行的履帶式移動機(jī)器人有四履帶移動機(jī)器人、六履帶移動機(jī)器人、雙履帶 移動機(jī)器人。雙履帶移動機(jī)器人在結(jié)構(gòu)上比四履帶和六履帶機(jī)器人相對簡單，可使機(jī)器 人整體結(jié)構(gòu)變得緊湊簡潔，便于單人攜帶，實(shí)現(xiàn)輕量化，但是如果雙履帶機(jī)器人遇到較大障 礙，在越障能力上就比四履帶機(jī)器人有所下降，因此，如何保證雙履帶機(jī)器人既具有強(qiáng)的越 障性能或者是強(qiáng)的地面環(huán)境適應(yīng)性，又不能像四履帶或六履帶機(jī)器人那樣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，則是 一個技術(shù)難題。本發(fā)明所涉及的雙履帶移動機(jī)器人擁有通過擺動關(guān)節(jié)聯(lián)系的兩個部分，當(dāng)移動機(jī) 器人越障時，前一部分會旋轉(zhuǎn)一個角度，這樣就解決了雙履帶移動機(jī)器人越障能力低這一 技術(shù)難題。但是，當(dāng)機(jī)器人的前后部分成一定角度時，機(jī)器人的履帶會變松從而很容易從履 帶輪上脫落。因此，需要一種履帶壓緊方式，來解決上述機(jī)器人履帶松弛的問題，可壓緊履帶， 防止越障時，履帶從移動機(jī)器人的履帶輪上脫落。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上，本發(fā)明的技術(shù)方案所要解決的技術(shù)問題在于提供一種履帶壓緊裝置， 來解決上述機(jī)器人履帶松弛的問題，可壓緊履帶，防止越障時，履帶從移動機(jī)器人的履帶輪 上脫落，減小噪聲。本發(fā)明提供了一種履帶壓緊裝置，包括壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)；多個履帶壓緊輪；通過 第一連接件與所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)連接；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)可繞所述旋轉(zhuǎn)關(guān) 節(jié)旋轉(zhuǎn)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，進(jìn)一步包括活動支撐架和固定支撐架，所述壓緊輪安 裝機(jī)構(gòu)與所述活動支撐架固定連接，所述活動支撐架與所述固定支撐架通過所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 連接，所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)可隨所述活動支撐架相對于所述固定支撐架旋轉(zhuǎn)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述活動支撐架通過銷軸、固定螺母、固定螺釘與所 述固定支撐架相連接，所述銷軸為所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，所述活動支撐架可繞所述銷軸轉(zhuǎn)動。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一連接件包括彈簧。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一連接件進(jìn)一步包括彈簧調(diào)節(jié)螺母和壓帶螺 桿，所述彈簧通過所述壓帶螺桿與所述彈簧調(diào)節(jié)螺母連接至所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)，在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述彈簧調(diào)節(jié)螺母用于調(diào)節(jié)所述彈簧的初始壓縮量。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個履帶壓緊輪通過第二連接件相連。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第二連接件包括鋼片。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個履帶壓緊輪包括多個輪用軸承。本發(fā)明還提供了 一種履帶式機(jī)器人，具有以上所述的履帶壓緊裝置。通過上述技術(shù)方案，使得履帶式機(jī)器人的履帶可以緊密地纏在帶輪上，防止打滑 和脫落。壓緊輪可以繞著旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)運(yùn)動，每個壓緊輪都有彈性且相互聯(lián)系，這樣壓緊輪就可 以根據(jù)履帶形狀伺服壓緊履帶，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時被動伺服，且結(jié)構(gòu)緊湊，能夠擬合履帶的變形寸。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的履帶壓緊裝置的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的履帶壓緊裝置在正常情況下的原理示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的履帶壓緊裝置在發(fā)生轉(zhuǎn)動情況下的原理示意 圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的履帶壓緊裝置的前視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的履帶壓緊裝置的左視圖；圖6根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的將履帶壓緊裝置連接于履帶的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的履帶壓緊裝置的軸側(cè)圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的雙履帶移動機(jī)器人。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可 以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開的具體實(shí) 施例的限制。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的履帶壓緊裝置的示意圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的履帶壓緊裝置包括壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)22 ；多個 履帶壓緊輪21，通過第一連接件與所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)22連接；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)23，所述壓緊輪 安裝機(jī)構(gòu)22可繞所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)23旋轉(zhuǎn)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，進(jìn)一步包括活動支撐架和固定支撐架，所述壓緊輪安 裝機(jī)構(gòu)與所述活動支撐架固定連接，所述活動支撐架與所述固定支撐架通過所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 連接，所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)可隨所述活動支撐架相對于所述固定支撐架旋轉(zhuǎn)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述活動支撐架通過銷軸、固定螺母、固定螺釘與所 述固定支撐架相連接，所述銷軸為所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，所述活動支撐架可繞所述銷軸轉(zhuǎn)動。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一連接件包括彈簧。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一連接件進(jìn)一步包括彈簧調(diào)節(jié)螺母和壓帶螺 桿，所述彈簧通過所述壓帶螺桿與所述彈簧調(diào)節(jié)螺母連接至所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)，在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述彈簧調(diào)節(jié)螺母用于調(diào)節(jié)所述彈簧的初始壓縮量。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個履帶壓緊輪通過第二連接件相連。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第二連接件包括鋼片。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個履帶壓緊輪包括多個輪用軸承。通過上述技術(shù)方案，使得履帶式機(jī)器人的履帶可以緊密地纏在帶輪上，防止打滑 和脫落。壓緊輪可以繞著旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)運(yùn)動，每個壓緊輪都有彈性且相互聯(lián)系，這樣壓緊輪就可 以根據(jù)履帶形狀伺服壓緊履帶。如圖1所示，一個履帶壓緊裝置上包括多個壓緊輪21，圖中為4個。每個壓帶輪 21彈性連接在壓帶輪安裝架22上，壓帶輪21安裝時存在預(yù)緊力，以伺服壓緊履帶。壓帶輪 安裝架22可以繞著旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)23旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)本發(fā)明所涉及的雙履帶移動機(jī)器人前后兩部 分相對角度的變化。履帶壓緊裝置應(yīng)安裝在雙履帶機(jī)器人前后兩部分連接處附近。如圖6所示，本發(fā)明還提供了一種履帶式機(jī)器人，具有以上所述的履帶壓緊裝置。這樣，具有該履帶式裝置的機(jī)器人，可以靈活得越過障礙。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的履帶壓緊裝置在正常情況下的原理示意圖和 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的履帶壓緊裝置在發(fā)生轉(zhuǎn)動情況下的原理示意圖。參照圖2和圖3，履帶壓緊裝置中的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)22假設(shè)為A，作用于點(diǎn)A兩側(cè)的力分 別為F1和F2,這兩個力分別對點(diǎn)A的力矩為M1和M2,那么就有M1 = F1XIll和M2 = F2Xh2成 立，其中，Ill和h2分別為這兩個力的力臂。按照力矩平衡原理就有三種情況存在，即，① M1 = M2上式表明，本發(fā)明所涉及的雙履帶移動機(jī)器人的履帶沒有發(fā)生幾何變化，其本體 是平行于地面的。② M1 < M2上式表明，本發(fā)明所涉及的雙履帶移動機(jī)器人的履帶發(fā)生了幾何形狀變化，其前 部相對于后部向上抬起，其本體是與地面形成了仰角。③ M1 > M2上式表明，本發(fā)明所涉及的雙履帶移動機(jī)器人的履帶發(fā)生了幾何形狀變化，其前 部相對于后部向下弓起，其本體是與地面形成了弓角。若不考慮預(yù)緊力，F(xiàn)pF2以及MpM2都是由于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)A旋轉(zhuǎn)造成的。當(dāng)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 沒有旋轉(zhuǎn)時，F(xiàn)^F2以及禮、112為0。本發(fā)明的履帶壓緊裝置的壓緊輪具有彈性，在安裝壓緊輪時，會有一定的預(yù)緊力。 這樣，結(jié)合上面的分析，壓緊輪可以完全根據(jù)履帶形狀進(jìn)行伺服壓緊，既加強(qiáng)了壓緊效果又 減少了噪聲。通過上述技術(shù)方案，解決了雙履帶移動機(jī)器人履帶打滑和脫落問題，使履帶運(yùn)轉(zhuǎn) 更加平穩(wěn)。并且該履帶壓緊裝置能夠調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)加工簡單，實(shí)用性強(qiáng)，可用于類似的帶傳動 機(jī)構(gòu)。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的履帶壓緊裝置的前視圖，圖5是根據(jù)本發(fā)明的 一個實(shí)施例的履帶壓緊裝置的左視圖，圖6根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的將履帶壓緊裝置連 接于履帶的示意圖，圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的履帶壓緊裝置的軸側(cè)圖和圖8是根 據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的雙履帶移動機(jī)器人。如圖4所示，1為彈簧調(diào)節(jié)螺母，2為調(diào)節(jié)墊片，3為尼龍墊圈，4為壓帶螺桿，5為彈簧，6為彈簧壓緊螺母，7為壓帶鋼片，8為軸承輪安裝架，9為輪軸，10為輪用軸承，11為 活動支撐架，12為銷軸，13為固定螺母，14為固定螺釘，15為固定支撐架，16為履帶輪安裝 架，17為壓帶機(jī)構(gòu)即履帶壓緊裝置，19為履帶輪，18為履帶。結(jié)合圖4、圖5、圖7和圖8詳細(xì)說明本發(fā)明的履帶壓緊裝置結(jié)構(gòu)圖。尼龍墊圈3 固定在活動支撐架11上，彈簧5穿過壓帶螺桿4，壓帶螺桿4上端通過彈簧調(diào)節(jié)螺母1和調(diào) 節(jié)墊片2與固定在活動支撐架11上的尼龍墊圈3相連接，調(diào)節(jié)彈簧調(diào)節(jié)螺母1可以調(diào)節(jié)彈 簧5的初始壓縮量。彈簧5的下端與彈簧壓緊螺母6相連接，彈簧壓緊螺母6可以增大彈 簧5的接觸面積。彈簧壓緊螺母6和壓帶螺桿4與壓帶鋼片7固接，壓帶鋼片7是具有彈 性的薄金屬片。壓帶螺桿4與軸承輪安裝架8固接，軸承輪安裝架8與輪軸9固接，輪軸9 上連接有用作壓緊輪的輪用軸承10。本發(fā)明中包含多個由調(diào)節(jié)螺母1，調(diào)節(jié)墊片2、尼龍墊 圈3、壓帶螺桿4、彈簧5、彈簧壓緊螺母6、軸承安裝架8、輪軸9、輪用軸承10組成的以上述 連接方式連接的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)通過壓帶鋼片7相互聯(lián)系?；顒又渭?1通過銷軸12、固 定螺母13、固定螺釘14與固定支架15相連接，活動支撐架11可以繞著銷軸12轉(zhuǎn)動。壓 帶鋼片具有彈性，可防止連接每個小輪保持架(即軸承輪安裝架8)的垂直軸(即壓帶螺桿 4)在上下運(yùn)動中發(fā)生傾斜，從而影響此裝置對履帶的壓緊效果。結(jié)合圖6，說明本發(fā)明的履帶壓緊裝置與雙履帶移動機(jī)器人的連接關(guān)系。本發(fā)明的 壓帶機(jī)構(gòu)17的固定安裝架15固接在履帶輪安裝架16上，安裝位置位于雙履帶移動機(jī)器人 前后兩部分19和20的連接處附近。調(diào)節(jié)壓帶機(jī)構(gòu)17上的彈簧調(diào)節(jié)螺母1使壓帶機(jī)構(gòu)17 的輪用軸承10緊緊的壓在履帶機(jī)器人的履帶18上。這樣，壓帶機(jī)構(gòu)17就可以伺服壓緊雙 履帶機(jī)器人的履帶18。本發(fā)明的履帶壓緊裝置可以根據(jù)機(jī)器人所移動的地面環(huán)境實(shí)時調(diào)節(jié)其履帶的松 緊，因此，應(yīng)用本發(fā)明的壓緊裝置的履帶移動機(jī)器人可以適應(yīng)更多和更復(fù)雜的地形。通過這樣的履帶壓緊裝置，可對履帶產(chǎn)生角度時被動伺服履帶的變形所呈現(xiàn)的曲 線，而且履帶外緣的棱邊是分段的，該裝置上的磙子壓在履帶外緣不含棱邊的部分，這樣可 降低履帶運(yùn)動時的噪聲。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種履帶壓緊裝置，其特征在于，包括壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)；多個履帶壓緊輪，通過第一連接件與所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)連接；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)可繞所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶壓緊裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括活動支撐架和固定 支撐架，所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)與所述活動支撐架固定連接，所述活動支撐架與所述固定支 撐架通過所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接，所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)可隨所述活動支撐架相對于所述固定支 撐架旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的履帶壓緊裝置，其特征在于，所述活動支撐架通過銷軸、固定 螺母、固定螺釘與所述固定支撐架相連接，所述銷軸為所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，所述活動支撐架可繞 所述銷軸轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶壓緊裝置，其特征在于，所述第一連接件包括彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的履帶壓緊裝置，其特征在于，所述第一連接件進(jìn)一步包括彈 簧調(diào)節(jié)螺母和壓帶螺桿，所述彈簧通過所述壓帶螺桿與所述彈簧調(diào)節(jié)螺母連接至所述壓緊 輪安裝機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的履帶壓緊裝置，其特征在于，所述彈簧調(diào)節(jié)螺母用于調(diào)節(jié)所 述彈簧的初始長度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的履帶壓緊裝置，其特征在于，所述多個履帶壓緊 輪通過第二連接件相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的履帶壓緊裝置，其特征在于，所述第二連接件包括鋼片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的履帶壓緊裝置，其特征在于，所述多個履帶壓緊 輪包括多個輪用軸承。
10.一種履帶式機(jī)器人，其特征在于，具有如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的履帶壓緊裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種履帶壓緊裝置，包括壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)；多個履帶壓緊輪，通過第一連接件與所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)連接；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，所述壓緊輪安裝機(jī)構(gòu)可繞所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明還提出了一種履帶式機(jī)器人，具有所述的履帶壓緊裝置。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)一種履帶壓緊裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時被動伺服，且結(jié)構(gòu)緊湊，能夠擬合履帶的變形，解決了機(jī)器人履帶松弛的問題，可壓緊履帶，防止越障時，履帶從移動機(jī)器人的履帶輪上脫落，同時也減少了噪聲。
文檔編號B62D55/30GK101983889SQ20101051345
公開日2011年3月9日 申請日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者夏雪蛟, 戴福全, 李潮全, 李科杰, 王會彬, 邵潔, 靳少然, 高學(xué)山, 高峻峣, 黃強(qiáng) 申請人:北京理工大學(xué)