(1.38)--3.1.2 履带式机器人机器人概论.ppt

13.1.2履带式机器人履带式机构称为无限轨道方式，履带式移动机器人是轮式移动机构的拓展，其最大特征是将圆环状的无限轨道履带(crawlerbefit)卷绕在多个车轮上，使车轮不直接与路面接触。适合在未加工的天然路面上行走。TEODOR型履带式移动机器人23.1.2履带式机器人履带式移动机器人与轮式移动机构相比具有如下特点：支承面积大，接地比压小，路面保持力强，适合于松软或泥泞场地作业，下陷度小，滚动阻力小，通过性能较好，能登上较高的台阶；越野机动性好，爬坡、越沟等性能均优于轮式移动机构。重心低，较稳定，并且能够原地旋转；履带支承面上有履齿、不易打滑，牵引附着性能好，有利于发挥较大的牵引力；结构复杂，重量大，运动惯性大，减振性能差，零件易损坏。33.1.2履带式机器人履带机构的形状驱动轮及导向轮兼作支承轮的结构如图(a)所示，它可以增大支承面面积，改善稳定性。驱动轮和导向轮不作支承轮的结构如图(b)所示，将驱动轮和导向轮只微量抬高，而不作为支承轮。好处是适合于穿越障碍。43.1.2履带式机器人支承轮履带式移动机器人的重力主要通过支承轮压于履带板的轨道传递到地面上，根据履带支承轮传递压力的情况，可分为多支点式和少支点式。(a)多支点式(b)少支点式多支点式和少支点式的支承轮53.1.2履带式机器人拖带板拖带板安装于履带上分支的下方，以减少履带的下垂量，保持它平稳运转。通常情况下，拖带板用23个就够了。由于拖带板只承受履带自重的载荷，所以它所需尺寸较小，结构比较简单。履带板每条履带是由几十块履带板和链轨等组成。其结构基本上可分为四部分：履带的下面为支承面，上面为链轨，中间为与驱动链轮相咬合的部分，两端为连接铰链。根据履带板的结构不同，履带板又可分为整体式和组合式。63.1.2履带式机器人驱动轮与导向轮履带机构可以有前驱和后驱。履带两侧的导向轮哪一个用来驱动更为合适与履带机构的形状有关。如图所示，以驱动轮在后方比较有利，因为这时履带的上分支受力较小，导向轮受力也较小，履带承载分支处于微张紧状态，运行阻力较小。而前轮为驱动轮时，履带的上分支及导向轮承载最大载荷，履带承载分支部分长度处于压缩弯折状态，运行阻力增大。后驱动轮前驱动轮73.1.2履带式机器人履带张紧装置履带张紧装置是用来调整履带装置的节距的。由于履带装置的节距时间一长就会因磨损而增大，轨链伸长，如不进行调整以保持一定的张紧程度，就易发生脱轨与掉链等情况，因而需要装设张紧装置。通常导向轮的轴承制成可以滑移的，用丝杠调整，调整距离略大于半个履带节距。履带机械式张紧装置83.1.2履带式机器人履带架履带移动机构的承载架可以制成刚性的，也可以制成活动的。刚性履带架，如图(a)所示，其优点是结构简单；缺点是当地面不平时，履带受力极不均匀。图(b)和图(c)所示的履带架可以大大改善载荷的不均匀，但结构比较复杂。93.1.2履带式机器人越障原理带有摆臂的关节式履带移动机器人的整个爬越障碍过程可以分成两个阶段：第一阶段，先将两侧摆臂搭在台阶上，使车体在行走机构和摆动机构的共同作用下，顺利地爬到第二台阶，此时车体实现了地面、第一台阶、第二台阶的三点接触。第二阶段，机器人只需要在行走机构的作用下如同上坡一样缓缓地向上爬。由此可以看出，只要保证行走机构在结构设计至少能够同时与两个台阶点接触，就能实现第二阶段运行的平稳性和可靠性。爬台阶时摆臂受力图