这套行走机构的设计初衷,是为复杂非结构化地形下的移动监测作业提供可靠的移动载体,区别于常规轮式移动平台,其采用双侧对称的履带-齿轮复合传动结构,能够在碎石路面、松软泥地、低矮障碍跨越场景下保持稳定的行走附着力,不会出现轮式结构常见的打滑、陷滞问题。从实际应用场景来看,这类机构可搭载视觉监测模块、环境传感组件,完成厂区高危区域巡检、灾后狭窄空间探测、野外地形数据采集等作业任务,相比传统人工进入作业区域,能够大幅降低作业人员面临的坍塌、有毒环境、地形坠落等安全风险。
在功能特性设计上,整套行走单元采用模块化的双侧独立布局,每侧行走单元由多组啮合传动齿轮、支撑惰轮、履带板以及端部导向轮构成,传动链路的齿轮啮合间隙经过反复调校,既保证动力传递过程中无明显回程间隙,也避免过盈配合带来的传动阻力过大问题。履带部分采用等节距的链节式结构,和驱动齿轮的齿形完全匹配,每一个链节的铰接位置都预留了微小的转动旷量,保证履带在绕经导向轮、支撑轮时能够顺畅弯折,不会出现卡滞、跳齿的情况。双侧行走单元的安装基准面保持共面设计,后期可根据负载需求,在两侧单元的中间连接位置加装不同规格的设备搭载平台,平台的安装孔位采用标准化的等距排布,能够兼容常见的传感模块、控制板卡、动力电源的安装固定需求,不需要额外进行打孔改制。
设计过程中,优先考虑了机构的地形适应能力,每侧行走单元的支撑轮采用浮动式的安装逻辑,能够在遇到凸起障碍时产生小范围的位置自适应调整,让履带尽可能贴合地面轮廓,保证接地面积不会因为局部地形起伏出现大幅缩减,维持足够的行走抓地力。传动部分的齿轮全部采用直齿圆柱齿轮结构,这类齿轮的加工门槛低,后期维护更换时不需要复杂的配对调校,普通的机加工车间就可以完成备件的加工制作,降低了整套机构的后期运维成本。齿轮的传动比经过匹配计算,能够在常规伺服驱动电机的输出转速下,兼顾平地行走的移动速度和障碍攀爬的扭矩输出,不需要额外加装大减速比的外置减速机构,有效压缩了整套行走单元的整体体积。
从安装边界尺寸来看,整套行走机构的横向宽度控制在紧凑区间内,能够顺利通过宽度不小于自身宽度1.2倍的狭窄通道,适合在废墟缝隙、设备排布密集的厂区管廊区域穿行。机构的整体重心经过配平设计,在攀爬坡度不超过30度的斜坡时,不会出现重心偏移导致的侧翻、后倾问题,履带的接地长度经过优化,单位面积的接地压力控制在较低水平,在松软沙土、积雪路面行走时不会出现过深的沉陷。端部导向轮采用圆弧过渡的外形设计,在翻越垂直高度不超过自身轮径三分之一的障碍时,能够通过圆弧面顺利引导履带爬上障碍面,不会出现硬碰撞导致的机构卡滞或者传动件损坏。
在结构细节处理上,所有传动齿轮的轮齿端面都做了微小的倒角处理,既可以去除加工过程中产生的毛刺,也能在装配过程中起到导向作用,降低装配难度。履带链节的铰接销轴采用两端限位的固定方式,不会在行走过程中出现销轴窜出、链节脱落的问题。整套机构的外露传动部分没有多余的突出结构,在狭窄空间穿行时不会被管线、突出的建筑构件勾挂,提升了复杂环境下的通行可靠性。考虑到野外作业的防尘需求,齿轮传动位置的安装座预留了密封件安装槽位,后期可加装防尘密封圈,避免沙尘进入齿轮啮合面造成异常磨损,延长机构的连续作业时长。
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- 系统要求: SOLIDWORKS,Rendering
- 软件分类: 工业机器人











