履带式机器人的机构特点

  图 8-49 为上述变位履带机器人传动机构示意图。由图 8-49a 可知，当 A 轴转动时，通 过一对锥齿轮的啮合，将运动传递给驱动轮，从而带动履带运动；当 B 轴转动时，通过另一 对锥齿轮的啮合， 带动与履带架相连的曲柄， 使履带绕主动轴轴线回转变位； 当 C 轴传动时， 履带连同其安装架一起绕 C 轴线相对于车体转动，改变其位置。A、B、C 三轴由一台电动机 带动，通过切换 A、B、C 三个离合器，使之实现不同的传动路线b。 变位履带机器人集履带式机器人和全方位轮式机器人的优点于一身。 当其履带沿一个自 由度方向变位时，可用于攀爬阶梯和跨越沟渠；当其履带沿另一个自由度方向变位时，可实 现车体的全方位行走方式。

  随着科学技术的加快速度进行发展， 光机电一体化技术应运而生。 光机电一体化技术是机械技术、 光电技术、 电子技术和计算机技术等群体技术的综合运用。 光机电一体化技术涉及机械制 造、交通、家电、仪器仪表、医疗、玩具娱乐等众多行业，在工业和经济发展中有着重要的 地位。信息、生物、空间、海洋、新材料、新能源等高科技领域，国防装备的信息化、现代 化及传统产业的改造不能离开光机电一体化技术的发展。 光机电一体化技术发展迅速， 其中各项技术正从原来的技术体系分离出来， 具有较强的 系统特色和相对独立的研究和应用领域。 随微电子技术和微系统技术的发展， 光机电一体 化技术的应用与发展进入了一个全新的阶段。机电产品和光机电产品成为家电、医疗器材、 玩具等产业的基本的产品； 光机电一体化技术对于工业设施改造、 提高制造装备精度和效率起 到了重要的作用；光机电一体化技术在航空航天、国防、智能机器人研制等凸现国家综合实 力的科研领域中更是地位突出。 《光机电一体化系统常用机构》一书包括光机电一体化系统常用机构的设计理论、基本 构成、机构特点、关键技术、典型案例和应用特性等，其中，既以数字控制机床、加工中心、 三 坐标测量仪、工具显微镜、工业机、激光打印机等经典光机电一体化产品的常用机构为 例，系统介绍了这一些产品所含机构的组成特性和应用特点，又以激光切割机、光电经纬仪、 车轮和履带式机器人、仿生机器人、CT 扫描机、光盘驱动器等新兴光机电一体化装置的实 用机构为例， 详细分析了这些装置所含机构的组成特性和应用特点， 并展示了光机电一体化 系统常用机构的新技术和新成果。 1.形状可变履带机器人 所谓形状可变履带机器人， 是指该机器人所用履带的构形能够准确的通过地形条件和作业要求 进行适当变化。图 8-44 所示为一种形状可变履带机器人的外形示意图。该机器人的主体部 分是两条形状可变的履带，分别由两个主电动机驱动。当两条履带的速度相同时，机器人实 现前进或后退移动；当两条履带的速度不同时，机器人实现转向运动。当主臂杆绕履带架上 的轴旋转时， 带动行星轮转动， 以此来实现履带的不同构形， 以适应不一样的运动和作业环境 （见 图 8-45）。 所示为变形履带传动机构示意图。主电动机带动驱动轮运动，使履带转动。主臂电动机 通过与电动机同轴的小齿轮与齿轮 1 啮合，一方面带动主臂杆转动；另一方面通过齿轮 2、 齿轮 3 和齿轮 4 的啮合，带动链轮旋转；链轮通过链条进一步使安装行星轮的曲柄回转。 因 为齿轮 1 和 4， 齿轮 2 和 3 的齿数分别相同， 因此齿轮 1 和齿轮 4 的转速一致， 而方向相反。 加上链条两端的链轮齿数相等， 使得主臂电动机工作时， 主臂杆转过的角度与曲柄的绝对转 角大小相等、方向相反。 2.位置可变履带机器人 所谓位置可变履带机器人，是指履带相对于车体的位置可以发生明显的变化的履带式机器人。 这种位置的改变既可以是一个自由度的，也可以是两个自由度的。图 8-48 所示为一种二自 由度变位履带机器人， 各履带能够绕车体的水平轴线和垂直轴线偏转， 从而改变机器人的整 体构形。