可变形履带机器人..pdf

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可以根据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，从而实现履带的不同构形，以适应不同的运动和作业环境（见

图8-45）。

图8-46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。

图8-47为行星轮轮心轨迹计算图，由图可以导出该行星轮轮心P点的运动轨迹满足下

式：

(8-4)

显然，式(8-4)是一个标准椭圆方程，这说明该机器人的履带在任何形状时都能保

持松紧程度不发生变化。

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。

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，具体情况参见

图8-49b。

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（见图8-50）；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（见图8-51）。