[发明专利]四轮驱动履带式机器人行走驱动装置

说明书

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。

背景技术

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-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。

附图说明

图1是本发明结构示意图；