本發明屬于履帶式行走裝置技術領域，特別涉及一種可變形履帶式行走裝置。

背景技術：

現有的履帶式移動機器人的越野性能較強，能完成爬坡、越障、跨溝等動作，應用范圍較廣。然而，其履帶的形狀不可變，越障的高度因此受限，對環境的適應性較差，運動靈活性也有限。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種可變形履帶式行走裝置。

為此，本發明技術方案如下：

一種可變形履帶式行走裝置，包括：一個板狀的連接機構和分別固定在連接機構兩側且用于行走的兩組運動機構；

其中，每組運動機構包括：履帶、框架模塊和履帶變形模塊；

框架模塊包括兩組履帶支撐輪、兩個豎直設置的支撐板和水平設置的第一連接軸、第二連接軸和第三連接軸；第一連接軸、第二連接軸和第三連接軸的兩端分別設有螺紋，通過兩個支撐上設有的螺孔及相配合的螺帽分別連接在兩個平行設置的支撐板上；兩組履帶支撐輪的輪軸兩端分別設有螺紋，通過分別設在兩個支撐板前后兩端的螺孔及相配合的螺帽分別固定在兩個支撐板之間；

履帶變形模塊包括履帶驅動輪、前調節桿、第一傳動軸、第二傳動軸、后調節桿、驅動軸、同步帶輪、同步帶、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪、調節短桿、調節短桿連接軸、第三傳動齒輪、第四傳動齒輪、連接軸和履帶從動輪；

兩個前調節桿的后端利用水平設置的連接軸鉸接在一個后調節桿的前端兩側部位；水平設置的短調節桿連接軸的一端固定在一個支撐板的內壁上；短調節桿的一端以可轉動的方式連接在短調節桿連接軸的一端上，另一端與后調節桿的中部通過鉸鏈軸連接；

第一傳動軸以可轉動的方式貫穿設置在兩個前調節桿的后部，兩端分別以可轉動的方式固定在兩個支撐板上，在第一傳動軸的兩端附近位于兩個前調節桿的外側部位分別固接第一傳動齒輪和第四傳動齒輪；第二傳動軸以可轉動的方式貫穿設置在兩個前調節桿上位于第一傳動軸后側的部位，兩端分別以可轉動的方式固定在兩個支撐板上，在第二傳動軸的兩端附近位于兩個前調節桿的外側部位分別固接第二傳動齒輪和第三傳動齒輪；第三傳動齒輪與第四傳動齒輪嚙合，第一傳動齒輪與第二傳動齒輪嚙合，且第一傳動齒輪與一旋轉電機的輸出軸連接；驅動軸貫穿設置在兩個前調節桿的前端，兩段分別固接一個履帶驅動輪；第一傳動軸和驅動軸的中部分別固定套有一個同步帶輪，兩個同步帶輪的外圓周面上套有一個同步帶；履帶從動輪以可轉動的方式固定在后調節桿的后端，履帶從動輪和兩組履帶支撐輪上分別設有與履帶相嚙合的齒輪，履帶套在履帶驅動輪、履帶從動輪和兩組履帶支撐輪上；

所述可變形履帶式行走裝置還包括彈簧和彈簧連接桿；彈簧連接桿固定在可變形履帶式行走裝置外側的前調節桿的外壁前部；彈簧的一端連接在彈簧連接桿的外端，另一端連接在支撐板的外壁上。所述彈簧為螺旋彈簧。

第一連接軸和第二連接軸設置在支撐板的上部，且位于前調節桿的后側；第三連接軸設置在支撐板的下部，且位于前調節桿的下方。

與現有技術相比，本發明提供的可變形履帶式行走裝置能根據環境的變化而改變履帶的運動姿態和模式，增強了對于環境的適應性和運動的靈活性，具有較為廣泛的應用價值。

附圖說明

圖1為本發明的可變形履帶式行走裝置的初始狀態圖。

圖2為本發明的可變形履帶式行走裝置的變形狀態圖。

圖3為履帶變形模塊的正視圖。

圖4為運動機構的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明做進一步的說明，但下述實施例絕非對本發明有任何限制。

如圖1-4所示，該可變形履帶式行走裝置包括：一個板狀的連接機構102和分別固定在連接機構102兩側且用于行走的兩組運動機構101；

其中，每組運動機構101包括：履帶4、框架模塊和履帶變形模塊；

框架模塊包括兩組履帶支撐輪10、兩個豎直設置的支撐板17和水平設置的第一連接軸7、第二連接軸8和第三連接軸11；第一連接軸7、第二連接軸8和第三連接軸11的兩端分別設有螺紋，通過兩個支撐板17上設有的螺孔及相配合的螺帽分別連接在兩個平行設置的支撐板17上；兩組履帶支撐輪10的輪軸兩端分別設有螺紋，通過分別設在兩個支撐板17前后兩端的螺孔及相配合的螺帽分別固定在兩個支撐板17之間；

履帶變形模塊包括履帶驅動輪1、前調節桿3、第一傳動軸5、第二傳動軸6、后調節桿9、驅動軸12、同步帶輪13、同步帶14、第一傳動齒輪15、第二傳動齒輪16、調節短桿18、調節短桿連接軸19、第三傳動齒輪20、第四傳動齒輪21、連接軸23和履帶從動輪24；

兩個前調節桿3的后端利用水平設置的連接軸23鉸接在一個后調節桿9的前端兩側部位，使兩個前調節桿3能同步圍繞連接軸23轉動，后調節桿9也能圍繞連接軸23轉動；水平設置的短調節桿連接軸19的一端固定在一個支撐板17的內壁上；短調節桿18的一端以可轉動的方式連接在短調節桿連接軸19的一端上，另一端與后調節桿9的中部通過鉸鏈軸連接；

第一傳動軸5以可轉動的方式貫穿設置在兩個前調節桿3的后部，兩端分別以可轉動的方式固定在兩個支撐板17上，在第一傳動軸5的兩端附近位于兩個前調節桿3的外側部位分別固接第一傳動齒輪15和第四傳動齒輪21；第二傳動軸6以可轉動的方式貫穿設置在兩個前調節桿3上位于第一傳動軸5后側的部位，兩端分別以可轉動的方式固定在兩個支撐板17上，在第二傳動軸6的兩端附近位于兩個前調節桿3的外側部位分別固接第二傳動齒輪16和第三傳動齒輪20；第三傳動齒輪20與第四傳動齒輪21嚙合，第一傳動齒輪15與第二傳動齒輪16嚙合，且第一傳動齒輪15與一旋轉電機的輸出軸連接；驅動軸12貫穿設置在兩個前調節桿3的前端，兩段分別固接一個履帶驅動輪1；第一傳動軸5和驅動軸12的中部分別固定套有一個同步帶輪13，兩個同步帶輪13的外圓周面上套有一個同步帶14；履帶從動輪24以可轉動的方式固定在后調節桿9的后端，履帶從動輪24和兩組履帶支撐輪10上分別設有與履帶4相嚙合的齒輪，履帶4套在履帶驅動輪1、履帶從動輪24和兩組履帶支撐輪10上；

所述可變形履帶式行走裝置還包括彈簧22和彈簧連接桿2；彈簧連接桿2固定在可變形履帶式行走裝置外側的前調節桿3的外壁前部；彈簧22的一端連接在彈簧連接桿2的外端，另一端連接在支撐板17的外壁上。所述彈簧22為螺旋彈簧。

第一連接軸7和第二連接軸8設置在支撐板17的上部，且位于前調節桿3的后側；第三連接軸11設置在支撐板17的下部，且位于前調節桿3的下方。

現將本發明的可變形履帶式行走裝置的工作原理闡述如下：

如圖1所示，當本發明的可變形履帶式行走裝置在平地行走時，首先人為啟動旋轉電機，與旋轉電機的輸出軸相連的第一傳動齒輪15逆時針轉動，第二傳動齒輪16與第一傳動齒輪15嚙合，因此會順時針轉動；與第二傳動齒輪16共同固接在第二傳動軸6上的第三傳動齒輪20也順時針轉動；與第三傳動齒輪20嚙合的第四傳動齒輪21因此進行逆時針轉動；由于上述四個齒輪的帶動，第一傳動軸5產生逆時針轉動，第二傳動軸6順時針轉動。位于第一傳動軸5上的同步帶輪13也產生逆時針轉動，通過同步帶14帶動驅動軸12上的同步帶輪13逆時針轉動，間接通過驅動軸12帶動履帶驅動輪1產生逆時針轉動。與履帶驅動輪1的齒輪嚙合的履帶4跟隨履帶驅動輪1產生轉動，兩組履帶支撐輪10以及履帶從動輪24也產生逆時針轉動。因此，前調節桿3有以第二傳動軸6為軸進行逆時針轉動的趨勢。

由于彈簧22的存在而產生一個豎直向下的預緊分力，其與第一傳動軸5的豎直向上的力的矢量和為0，因此能使兩個前調節桿3保持水平狀態，從而保證本發明的可變形履帶式行走裝置在平地行走時處于如圖1所示的初始狀態，而不發生變形。

如圖2所示，當本發明的可變形履帶式行走裝置遇到障礙物時，障礙物基于履帶4一個豎直向上的力，履帶4將這個豎直向上的力傳至兩個前調節桿3，因此前調節桿3有以第二傳動軸6為軸進行順時針轉動的趨勢；同時，前調節桿3帶動后調節桿9和調節短桿18發生順時針轉動，形成如圖2所示的變形狀態。在該過程中，前調節桿3由于受到第一連接軸7和第三連接軸11所處的位置而產生限位作用，只能在一定范圍內圍繞第二傳動軸6轉動，在該范圍內履帶4能夠較好包覆在驅動輪1和履帶支撐輪10上，保證了履帶不會脫帶。由于履帶4的總長度不變，因而能保證整個機構的穩定性。當越過障礙后，障礙對履帶4的作用力消失，本發明的可變形履帶式行走裝置在越過障礙物后隨即重新回到如圖1所示的初始狀態。

綜上所述，本發明提供的可變形履帶式行走裝置能根據環境的變化而改變履帶的運動姿態和模式，增強了對于環境的適應性和運動的靈活性，具有較為廣泛的應用價值。