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可變形履帶機器人

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可變形履帶機器人

1.形狀可變履帶機器人 所謂形狀可變履帶機器人,是指該機器人所用履帶的構(gòu)形可以根據(jù)地形條件和作業(yè)要求 進行適當變化。圖 8-44所示為一種形狀可變履帶機器人的外形示意圖。該機器人的主體部 分是兩條形狀可變的履帶, 分別由兩個主電動機驅(qū)動。 當兩條履帶的速度相同時, 機器人實 現(xiàn)前進或后退移動;當兩條履帶的速度不同時, 機器人實現(xiàn)轉(zhuǎn)向運動。 當主臂桿繞履帶架上 的軸旋轉(zhuǎn)時,帶動行星輪轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)履帶的不同構(gòu)形,以適應不同的運動和作業(yè)環(huán)境(見 圖 8-45 )。 圖84*形狀可變履帶機器人外形示意圖 a) b) 圖845履帶變形情況和適用場合 a)越障b)上下臺階 圖8-46所示為變形履帶傳動機構(gòu)示意圖。 主電動機帶動驅(qū)動輪運動, 使履帶轉(zhuǎn)動。 主臂電動機通過與電動機同軸的小齒輪與齒輪 1嚙合,一方面帶動主臂桿轉(zhuǎn)動;另一方面 通過齒輪2、齒輪3和齒輪4的嚙合,帶動鏈輪旋轉(zhuǎn);鏈輪通過鏈條進一步使安裝行星輪的 曲柄回轉(zhuǎn)。因為齒輪 1和4,齒輪2和3的齒數(shù)分別相同,因此齒輪 1和齒輪4的轉(zhuǎn)速一 致,而方向相反。加上鏈條兩端的鏈輪齒數(shù)相等, 使得主臂電動機工作時, 主臂桿轉(zhuǎn)過的角 度與曲柄的絕對轉(zhuǎn)角大小相等、方向相反。 圖8-47為行星輪輪心軌跡計算圖, 由圖可以導出該行星輪輪心 P點的運動軌跡滿足下 式: (")2 + (")2 (8-4) 齒輪I 主情桿 齒輪3 鏈條 / 齒輪2 鏈輪 齒輪4 B 主電動機 主科電動機 G\ M [1 E ' 行星輪 腋動輪 Ift衲 變形履帶傳動機構(gòu)示意圖 圖8^6 8^7 行星輪輪心軌跡計算圖 顯然,式(8-4)是一個標準橢圓方程,這說明該機器人的履帶在任何形狀時都能保 持松緊程度不發(fā)生變化。 直軸線偏轉(zhuǎn),從而改變機 器人的整體構(gòu)形。 圖848二自由度變位履帶機器人 2.位置可變履帶機 器人 所謂位置可變履帶 機器人,是指履帶相對于 車體的位置可以發(fā)生變 化的履帶式機器人。這種 位置的改變既可以是一 個自由度的,也可以是兩 個自由度的。圖8-48所 示為一種二自由度變位 履帶機器人,各履帶能夠 繞車體的水平軸線和垂 圖8-49為上述變位履帶機器人傳動機構(gòu)示意圖。由圖 8-49a可知,當A軸轉(zhuǎn)動時,通 過一對錐齒輪的嚙合,將運動傳遞給驅(qū)動輪,從而帶動履帶運動;當 B軸轉(zhuǎn)動時,通過另 一對錐齒輪的嚙合,帶動與履帶架相連的曲柄,使履帶繞主動軸軸線回轉(zhuǎn)變位;當 C軸傳 動時,履帶連同其安裝架一起繞 C軸線相對于車體轉(zhuǎn)動,改變其位置。 A、B、C三軸由一 臺電動機帶動,通過切換 A、B、C三個離合器,使之實現(xiàn)不同的傳動路線,具體情況參見 圖 8-49b。 變位履帶機器人集履帶式機器人和全方位輪式機器人的優(yōu)點于一身。 當其履帶沿一個自由度 方向變位時,可用于攀爬階梯和跨越溝渠(見圖 8-50 );當其履帶沿另一個自由度方向變 位時,可實現(xiàn)車體的全方位行走方式(見圖 8-51 )。 a 119 8^喪位H帯肌簽人傳動機梅示意圖 訂塔溝水慮RI時不柯館恬動踣毀 圖8?50變位履帯機簽人爬梆越溝功能爪意圖 圖8-51變位履帶機器人移動方式示意圖

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