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  • 一種基于行星輪的星形越障輪的制作方法

    文檔序號:10291734
    一種基于行星輪的星形越障輪的制作方法
    【技術領域】
    [0001]本實用新型涉及的是一種機器人,具體地說是機器人的越障機構。
    【背景技術】
    [0002]目前關于越障機器人、樓宇搜救機器人等移動平臺的研究,主要有兩種:履帶式的行走機構,采用三角輪的爬樓機構。兩種適應復雜地形的移動平臺均有其各自的特點,履帶式的行走機構具有較好的路面通過能力但靈活性較差,采用三角輪的爬樓機構使用較為方便,但是不能實現自主驅動。越障、爬樓等移動平臺的路面通過能力及越障水平在一定程度上決定了其工作環境,因此對越障輪的研究具有一定的意義。
    [0003]中國專利(CN103770823A)公開的一種樓梯自主越障輪,通過控制部件控制直流變頻電機的開啟,以智能化地驅動各驅動輪適時進行交替轉動,使整個樓梯資助越障輪自主行走;遇到障礙物時,通過控制部件控制繼電器進行電磁推桿的伸出、直至與地面接觸并繼續伸長直至將整個樓梯自主越障輪定期進行逆時針翻轉來越過障礙物,此樓梯自主越障輪在工作時,控制過程復雜,增加了整個越障機構的復雜程度。

    【發明內容】

    [0004]本實用新型的目的在于提供可在路面上行進并具有翻轉能力的一種基于行星輪的星形越障輪。
    [0005]本實用新型的目的是這樣實現的:
    [0006]本實用新型一種基于行星輪的星形越障輪,其特征是:包括第一-第三越障單元;第一越障單元包括第一-第二輪系支撐框架、第一-第三對驅動輪、第一-第六傳動齒輪,第一輪系支撐框架的內壁和第二輪系支撐框架的內壁面對面設置,在第一輪系支撐框架的內壁和第二輪系支撐框架之間由外向內依次安裝第一傳動軸、第一螺栓、第二傳動軸、第二螺栓、第三傳動軸、第四傳動軸,所述第一傳動軸、第一螺栓、第二傳動軸、第二螺栓、第三傳動軸和第四傳動軸分別通過深溝球軸承與第一輪系支撐框架和第二輪系支撐框架配合,第一對驅動輪安裝在第一傳動軸上,第二對驅動輪安裝在第二傳動軸上,第三對驅動輪安裝在第四傳動軸上,第一傳動齒輪安裝在第一對驅動輪之間的第一傳動軸上,第二傳動齒輪安裝第一螺栓上,第三傳動齒輪安裝在第二對驅動輪之間的第二傳動軸上,第四傳動齒輪安裝在第二螺栓上,第五傳動齒輪安裝在第三傳動軸上,第六傳動齒輪安裝在第四傳動軸上,第一-第六傳動齒輪依次相嚙合;第二越障單元、第三越障單元與第一越障單元的結構相同并共用第五傳動齒輪,且第一-第三越障單元的軸線兩兩相隔120度。
    [0007]本實用新型還可以包括:
    [0008]1、第一傳動軸與第一對驅動輪以及第一傳動齒輪配合的軸段為方軸,第二傳動軸與第二對驅動輪以及第三傳動齒輪配合的軸段為方軸。
    [0009]2、第一螺栓與其配合的深溝球軸承采用間隙配合,第二螺栓與其配合的深溝球軸承采用間隙配合。
    [0010]3、所述第四傳動軸為空心結構,第四傳動軸里貫穿設置固定螺栓,固定螺栓的兩端分別位于第一輪系支撐框架外壁外側和第二輪系支撐框架外壁外側,固定螺栓通過限位緊固軸套將第一輪系支撐框架和第二輪系支撐框架固定。
    [0011]本實用新型的優勢在于:
    [0012]1、本實用新型是基于行星輪的星形越障輪,越障輪在直流伺服電機的驅動作用下具有一定的路面通過能力,同時越障輪還具有繞傳動軸轉動的能力,有助于越障輪的翻轉越障功能;
    [0013]2、本實用新型中不與地面接觸的兩組驅動輪,與障礙物接觸時會反生相對運動,相當于與地面接觸驅動輪的功能,不會使越障輪卡住在障礙物上,提高了越障輪的越障能力。
    【附圖說明】
    [0014]圖1為本實用新型的結構示意圖;
    [0015]圖2為圖1的A-A視圖;
    [0016]圖3為越障輪的驅動輪軸系a、傳動軸系b局部視圖;
    [0017]圖4為越障輪的主驅動軸系e、傳動軸系d局部視圖。
    【具體實施方式】
    [0018]下面結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述:
    [0019]結合圖1?4,一種基于行星輪的星形越障輪(以下簡稱“越障輪”),圖1為其主視圖,所在平面與水平面垂直,通過直流伺服電機進行獨立驅動,經過齒輪傳動軸系,最終將動力傳遞到驅動輪軸系a。此基于行星輪的星形越障輪在空載下具有一定的翻轉能力,在負載情況下,通過與其配合安裝的越障輪的推力或拉力作用下可進行翻轉實現越障功能。
    [0020]本實用新型基于行星輪的星形越障輪的A-A視圖如圖2所示,其為越障輪的組成單元模塊,整個越障輪有三個這樣的單元模塊互成120°組成,其效果圖如圖1所示。越障輪的單元模塊主要由輪系支撐框架4、驅動輪軸系a、傳動軸系b、驅動輪軸系C、傳動軸系f、主驅動軸系e及驅動輪軸系d等模塊組成。
    [0021 ] 其中驅動輪軸系a與驅動輪軸系c的模塊組成是一樣的,但是其功能作用不同,驅動輪軸系a的功能是在平整路面上進行驅動行走,而驅動輪軸系c的功能是當此越障輪在越障時,驅動輪2不停的轉動,與障礙物接觸時會發生相對運動,防止此越障輪在翻越障礙物時與障礙物接觸進行卡住。驅動輪軸系d的功能作用與驅動輪軸系c的功能作用是相同的,遇到障礙物時,驅動輪3也會與障礙物發生相對運動,但是其組成有所區別。傳動軸系b和傳動軸系f的組成相同且功能也相同,但是傳動軸系b和傳動軸系f在越障輪上的安裝位置不同。
    [0022]本實用新型提供的是一種基于行星輪的星形越障輪,既具有平整路面上的行走能力,又具有復雜環境下的翻轉越障能力。
    [0023]如圖3所示,驅動輪軸系a主要由輪系支撐框架4、傳動齒輪5、墊片31、墊片32、定位軸套33、深溝球軸承11、帶軸肩的傳動軸12組成。其中帶軸肩的傳動軸12與傳動齒輪5和驅動輪I的配合軸段為方軸,保證了傳動齒輪5和驅動輪I之間沒有相對運動。帶軸肩的傳動軸12上的軸肩對傳動齒輪5和驅動輪I起到定位作用,同時定位套筒10是對驅動輪I的定位,避免驅動輪I在轉動過程中發生軸向串動。
    [0024]如圖3所示,驅動輪軸系b主要由傳動齒輪5、傳動齒輪10、深溝球軸承11、推力軸承13、定位緊固軸套14、螺栓15、限位套筒16、彈簧墊圈17、螺母18組成。其中其傳動軸作用的是螺栓15,螺栓15貫穿整個驅動輪軸系b,螺栓15與深溝球軸承11間隙配合,保障了軸系的自由轉動,套在螺栓15上的限位套筒16對傳動齒輪5進行限位,保證了傳動齒輪15在傳動軸系中的位置。定位緊固軸套14 一方面用于對推力軸承13進行限位,一方面用于與螺栓15配合,對輪系支撐框架4進行固定,防止整個輪系散落。
    [0025]如圖4所示,驅動輪系e主要由輪系支撐框架4、傳動齒輪6、限位支撐套筒19、帶軸肩的傳動軸20、深溝球軸承21組成。待軸肩的傳動軸20可以對傳動齒輪6進行軸向定位,限位支撐套筒19防止傳動齒輪6發生軸向串動,同時提供一定的軸向的向外支撐力防止輪系支撐框架4間的間距變小。傳動齒輪6中心為方孔與帶軸肩的傳動軸20的方軸進行配合,當帶軸肩的傳動軸20轉動時帶動傳動齒輪6同時轉動進行傳遞動力。
    [0026]如圖4所示,驅動輪系d主要由輪系支撐框架4、傳動齒輪7、深溝球軸承22、螺栓23、墊片24、限位緊固軸套25、限位套筒26、墊片27、空心傳動軸28、彈簧墊圈29、螺母30組成。傳動齒輪7通過空心傳動軸28上的軸肩進行軸向定位,驅動輪3通過限位套筒26進行軸向限位,空心傳動軸28的中心孔用于放置螺栓23,螺栓23的作用主要是對輪系支撐框架4進行固定,保證兩側的輪系支撐框架4相對位置式中固定不變。
    [0027]此基于行星輪的星形越障輪,在直流伺服電機的驅動作用下,轉動動力通過主驅動軸系e傳遞到傳動齒輪6上,如圖2所示,從越障輪的右側看向越障輪,假設傳動齒輪6順時針轉動時,傳動齒輪6會帶動與其嚙合的傳動齒輪8和傳動齒輪7逆時針轉動,傳動齒輪7會帶動與其同一傳動軸系d上的驅動輪3進行逆時針轉動,提高越障能力。傳動齒輪8逆時針轉動時,與其嚙合的傳動齒輪9順時針轉動,傳動齒輪9帶動與其同一驅動軸系c上的驅動輪2進行順時針轉動,提高越障能力。與傳動齒輪9嚙合的傳動齒輪10逆時針轉動,傳動齒輪5與傳動齒輪10嚙合,傳動齒輪5順時針轉動,帶動同一驅動軸系a上的驅動輪I順時針轉動進而驅動整個輪系進行移動,在平整路面上使越障輪具有較好的路面通過能力。當遇到障礙物時,越障輪上的驅動輪I與障礙物接觸,在驅動輪I的驅動作用及其配合安裝的越障輪的推力或拉力作用下進行翻轉越障,同
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