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2 3 移動車體總體方案設計 根據(jù)行走機構和越障機構的方案設計 設計如圖 2 1 所示的形狀可變履帶 移動車體的外形示意圖 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)轉向運動 當搖臂桿圍繞支撐桿上的軸 旋轉時 帶動行星輪轉動 從而實現(xiàn)履帶的不同構形 以適應不同的運動和作 業(yè)環(huán)境 圖 2 1 形狀可變履帶移動車體外形示意圖 2 4 履帶變形機構方案設計及驗證 2 4 1 變形機構方案設計 圖 2 2 變形履帶傳動機構示意圖 圖 2 2 所示為變形履帶傳動機構示意圖 驅動電動機通過蝸桿減速器減速 帶動驅動輪運動 通過履帶帶動導向輪和行星輪轉動 這樣機器人就可以向前 或者向后移動 搖臂減速電機通過與電動機同軸的齒輪 1 與齒輪 2 嚙合 帶動 搖臂桿轉動 另一方面齒輪 2 與齒輪 3 嚙合 帶動齒輪 3 和齒輪 4 所在的軸轉 動 再通過齒輪 4 與齒輪 5 嚙合 從而使同步帶輪 1 轉動 通過同步帶帶動同 步帶輪 2 轉動 同步帶輪 2 進一步使安裝行星輪的曲軸回轉 從而使履帶的形 狀改變 因為齒輪 1 3 和 4 齒輪 2 和 5 的齒數(shù)分別相同 因此齒輪 2 和齒輪 5 的 轉速一致 而方向相反 加上同步帶的傳動比為 2 1 使得搖臂減速電機工作 時 搖臂桿轉過的角度是曲軸的絕對轉角的 2 倍 方向相反 這樣使得行星輪 的輪心運動軌跡恰好是一個橢圓 2 4 2 變形機構方案驗證 圖 2 3 為行星輪輪心軌跡計算圖 由圖可以導出該行星輪輪心 P X Y 點 的運動軌跡滿足下式 1r y22 Rx 2 1 顯然 式 2 1 是一個標準橢圓方程 這說明該行走機構的履帶在任何形狀時 都能保持松緊程度不發(fā)生變化 由此證明履帶變形機構的方案是正確可行的 因為變形機構在變形的過程中履帶的長度是相等的 所以履帶在不同的姿 態(tài)下都能保持相同的松緊程度 因此 本機構中不需要再對機器人設計履帶張 緊裝置 圖 2 3 行星履帶輪輪心軌跡計算圖