CN102009703B - 机器人履带运动模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人履带运动模块，包括同步带、橡胶轮胎、主动带轮毂、从动带轮毂、主动带轮盖、从动带轮盖、从动带轮张紧轴、电机卸荷套、联轴器、电机，其中所述的同步带齿向向外，使其作为履带。所述的电机安装在电机卸荷套上，主动带轮轴承内圈稍紧过渡配合在卸荷套上，主动带轮配合在主动轮轴承外圈上，电机卸荷套固定在履带架上。本发明机器人履带运动模块在体积紧凑的前提下，带有皮带张紧机构，使皮带安装方便。

Description

机器人履带运动模块

技术领域

本发明涉及小型履带移动机器人，特别是涉及一种群机器人的履带运动模块。

背景技术

群机器人是一种小型，数量众多的群体机器人系统，它单体功能相对简单，通过群体分工合作，在宏观上涌现出复杂应用。比如群机器人合作跨越障碍。由于数量规模庞大，且系统自治。所以要求单体机器人功能完善，体积紧凑。本发明专门为群机器人设计了履带运动模块。该模块安装在机器人底部提供运动转弯的功能，底部的传感器还会对障碍进行检测。

发明内容

为克服上述已有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种小型机器人的履带运动模块，该履带模块安装方便，提高了电机效率与寿命，结构紧凑，工艺可靠。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种机器人履带运动模块，包括同步带、橡胶轮胎、主动带轮毂、从动带轮毂、主动带轮盖、从动带轮盖、从动带轮张紧轴、电机卸荷套、联轴器、电机，其中所述的同步带齿向向外，使其作为履带；

橡胶轮胎的内孔比主动带轮毂和从动带轮毂小，通过弹性张开，套在主动带轮毂和从动带轮毂上，同时使用主动带轮盖和从动带轮盖压紧橡胶轮胎，橡胶轮胎与同步带光面贴合；

所述的联轴器锁紧螺栓禁锢使连轴器开槽缝隙缩小，使连轴器夹紧电机轴。同时该螺栓作为浮动键，插入主动带轮盖中的浮动键槽里，为电机向主动带轮毂传递转矩；

所述的电机安装在电机卸荷套上，主动带轮轴承内圈稍紧过渡配合在卸荷套上，主动带轮配合在主动轮轴承外圈上，电机卸荷套固定在履带架上。

橡胶轮胎的内孔比主动带轮毂和从动带轮毂略小。

联轴器采用弹性材料制造，连轴器一端开有横槽，横槽开口端一侧开有螺纹孔，另一侧开有光孔；非开槽一侧有与电机轴过渡配合的通孔。

履带架安装从动带轮的地方开有直槽口，从动带轮轴穿过该直槽后安装了从动带轮轴承，从动带轮安装在该轴承的外缘；最终通过从动带轮禁锢螺栓和从动带轮张紧螺栓，保证了从动带轮轴在直口槽中平动张紧带轮的同时固定其张紧位置。

在运动模块底部有检测深度的传感器。

与现有技术相比，本发明的有益效果可以是：

本发明机器人的履带运动模块，在动力传输，履带张紧，张紧力解荷等方面进行了专门的设计。与其他小型履带机器人相比，在体积紧凑的前提下，带有皮带张紧机构，使皮带安装方便。本发明设计了橡胶轮毂外缘，防止皮带打滑。电机径向张紧力可解荷，提高电机减速箱使用寿命。电机扭矩浮动传递，提高输出效率。联轴器与电机禁锢紧凑可靠。

附图说明

图1是本发明履带运动模块的示意图。

图2是本发明履带运动模块的剖面图。

图3a是本发明履带运动模块的浮动连轴器装配示意图。

图3b是本发明连轴器以及锁紧螺丝兼浮动健示意图。

图3c是本发明浮动键槽形状示意图。

图3d是图3c的剖面视图。

1.履带模块前挡板  2.同步带  3.橡胶轮胎  4.主动带轮毂

5.电机卸荷套  6.主动带轮盖  7.联轴器  8.联轴器锁紧螺栓

9.主动带轮轴承挡片  10.电机禁锢螺丝  11.主动带轮轴承

12.主动轴承垫片  13.电机  14.从动带轮毂  15.从动带轮盖

16.从动带轮轴承  17.从动带轮轴承垫片  18.从动带轮禁锢螺栓

19.从动带轮禁锢垫片  20.从动带轮张紧轴  21.从带轮张紧螺栓

22.履带架  23.深度传感器

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

请参阅图1和图2。图1是本发明履带运动模块的示意图。图2是本发明履带运动模块的剖面图。

皮带采用标准工业同步带，齿向向外，使其作为履带，增加与地面的附着力度。

采用自制模具生产的橡胶轮胎3可以增大金属的主动带轮毂4、从动带轮毂14与同步带2的附着力，防止同步带打滑，生产橡胶轮胎时，要求其内孔比金属轮毂小1mm左右，通过弹性张开，套在金属轮毂上，同时使用主动带轮盖6、从动带轮盖15压紧橡胶，防止橡胶打滑。

旋转从动带轮张紧螺栓21可以使从动带轮张紧轴20在机壳的直槽孔中窜动，达到张紧履带的目的，在张紧的过程中，应交替预紧从动带轮禁锢螺栓18和从动带轮张紧螺栓21，通过从动带轮禁锢螺栓，会使从动带轮张紧轴20和从动带轮轴承16位置同时固定，达到张紧要求。

履带由于被从动带轮毂14张紧，会对主动带轮毂4产生径向拉力的影响，以往的设计都是由电机或电机减速器直接承受，这样做使电机转动阻力变大，影响减速箱寿命，本发明采用电机卸荷套5安装轴承的方法直接把履带的径向拉力全部卸载在履带壳22上，并不对电机13径向产生任何负担。

请参阅图3a～图3d。本发明专门设计了电机的联轴器7，该联轴器的使用比以往小型电机联轴器传递动力到轮毂(将会在轮子与电机之间增加联轴器长度)或直接连接主动轮毂(利用轮毂上的90度两组顶丝锁紧电机轴平面)相比，结构紧凑，安装简单，连接可靠，并且联轴器锁紧螺栓8同时可作为浮动键，为电机向主动轮毂传递转矩。

通过锁紧螺栓8旋紧，开口联轴器开口锁紧，禁锢在电机13轴上，为防止联轴器变形，要求联轴器采用弹性材料制造，比如65Mn。当锁紧螺栓8禁锢后，可利用螺栓头作为传动键，对主动带轮盖6开如图3c的键孔槽，使锁紧螺栓在轴向可以浮动，而在径向过渡配合。达到电机扭矩传输的目的。

底部的深度传感器23用来给机器人探测地形使用。

本发明设计的电机主动带轮部分，由于电机13安装在电机卸荷套5上，而主动轮轴承11也安装在卸荷套5上，这样在工艺上就可以保证电机，主动轮的同轴度，可以减少浮动键的浮动程度，而且只要一组电机禁锢螺丝就可以将这部分安装在机壳上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视权利要求书所界定范围为准。

Claims (5)

1.一种机器人履带运动模块，其特征在于包括同步带、橡胶轮胎、主动带轮毂、从动带轮毂、主动带轮盖、从动带轮盖、从动带轮张紧轴、电机卸荷套、联轴器、电机，其中所述的同步带齿向向外，使其作为履带；

橡胶轮胎的内孔比主动带轮毂和从动带轮毂小，通过弹性张开，套在主动带轮毂和从动带轮毂上，同时使用主动带轮盖和从动带轮盖压紧橡胶轮胎，橡胶轮胎与同步带光面贴合；

所述的联轴器上设有锁紧螺栓，锁紧螺栓禁锢使联轴器开槽缝隙缩小，使联轴器夹紧电机轴；同时该螺栓作为浮动键，插入主动带轮盖中的浮动键槽里，为电机向主动带轮毂传递转矩；

所述的电机安装在电机卸荷套上，主动带轮轴承内圈稍紧过渡配合在卸荷套上，主动带轮配合在主动轮轴承外圈上，电机卸荷套固定在履带架上。

2.根据权利要求1所述的机器人履带运动模块，其特征在于橡胶轮胎的内孔比主动带轮毂和从动带轮毂小。

3.根据权利要求1所述的机器人履带运动模块，其特征在于联轴器采用弹性材料制造，联轴器一端开有横槽，横槽开口端一侧开有螺纹孔，另一侧开有光孔；非开槽一侧有与电机轴过渡配合的通孔。

4.根据权利要求1所述的机器人履带运动模块，其特征在于履带架 安装从动带轮的地方开有直槽口，从动带轮轴穿过该直槽后安装了从动带轮轴承，从动带轮安装在该轴承的外缘；最终通过从动带轮禁锢螺栓和从动带轮张紧螺栓，保证了从动带轮轴在直口槽中平动张紧带轮的同时固定其张紧位置。

5.根据权利要求1所述的机器人履带运动模块，其特征在于在运动模块底部有检测深度的传感器。 

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