可變形履帶機(jī)器人.

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1、 1. 形狀可變履帶機(jī)器人 所謂形狀可變履帶機(jī)器人, 是指該機(jī)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(jìn)行適當(dāng)變化。圖 8-44 所示為一種形狀可變履帶機(jī)器人的外形示意圖。該機(jī)器人的主體部 分是兩條形狀可變的履帶, 分別由兩個(gè)主電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 當(dāng)兩條履帶的速度相同時(shí), 機(jī)器人實(shí)現(xiàn)前進(jìn)或后退移動(dòng); 當(dāng)兩條履帶的速度不同時(shí), 機(jī)器人實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)主臂桿繞履帶架上的軸旋轉(zhuǎn)時(shí), 帶動(dòng)行星輪轉(zhuǎn)動(dòng), 從而實(shí)現(xiàn)履帶的不同構(gòu)形, 以適應(yīng)不同的運(yùn)動(dòng)和作業(yè)環(huán)境 (見(jiàn) 圖 8-45 )。

2、 圖 8-46 所示為變形履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。 主電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng), 使履帶轉(zhuǎn)動(dòng)。 主臂電動(dòng)機(jī)通過(guò)與電動(dòng)機(jī)同軸的小齒輪與齒輪 1 嚙合,一方面帶動(dòng)主臂桿轉(zhuǎn)動(dòng);另一方面通過(guò)齒輪 2、齒輪 3 和齒輪 4 的嚙合, 帶動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn); 鏈輪通過(guò)鏈條進(jìn)一步使安裝行星輪的 曲柄回轉(zhuǎn)。因?yàn)辇X輪 1 和 4,齒輪 2 和 3 的

3、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(dòng)機(jī)工作時(shí), 主臂桿轉(zhuǎn)過(guò)的角度與曲柄的絕對(duì)轉(zhuǎn)角大小相等、方向相反。 圖  8-47  為行星輪輪心軌跡計(jì)算圖,  由圖可以導(dǎo)出該行星輪輪心  P 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡滿足下 式: (8-4)

4、 顯然,式 (8-4) 是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)橢圓方程,這說(shuō)明該機(jī)器人的履帶在任何形狀時(shí)都能保持松緊程度不發(fā)生變化。 2. 位置可變履帶機(jī) 器人 所謂位置可變履帶 機(jī)器人,是指履帶相對(duì)于 車體的位置可以發(fā)生變 化的履帶式機(jī)器人。這種 位置的改變既可以是一 個(gè)自由度的,也可以是兩 個(gè)自由度的。圖 8-48 所

5、 示為一種二自由度變位 履帶機(jī)器人,各履帶能夠 繞車體的水平軸線和垂 直軸線偏轉(zhuǎn),從而改變機(jī) 器人的整體構(gòu)形。 圖 8-49 為上述變位履帶機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。由圖 8-49a 可知,當(dāng) A 軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通 過(guò)一對(duì)錐齒輪的嚙合,將運(yùn)動(dòng)傳遞給驅(qū)動(dòng)輪,從而帶動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng);當(dāng) B 軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過(guò)另 一對(duì)錐齒輪的嚙合,帶動(dòng)與履帶架相連的曲柄,使履帶繞主動(dòng)軸軸線回轉(zhuǎn)變位;當(dāng) C 軸傳 動(dòng)時(shí),履帶連同其安裝架一起繞 C 軸線相對(duì)于車體轉(zhuǎn)動(dòng),改變其位置。 A、 B、 C 三軸由一 臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),通過(guò)切換 A、 B 、C 三個(gè)離合器,使之實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)路線,具體情況參見(jiàn) 圖 8-49b 。 變位履帶機(jī)器人集履帶式機(jī)器人和全方位輪式機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)于一身。 當(dāng)其履帶沿一個(gè)自由度 方向變位時(shí),可用于攀爬階梯和跨越溝渠(見(jiàn)圖 8-50 );當(dāng)其履帶沿另一個(gè)自由度方向變 位時(shí),可實(shí)現(xiàn)車體的全方位行走方式(見(jiàn)圖 8-51 )。

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