CN104648505A - 分体式机器人 - Google Patents

Abstract

一种分体式机器人，包含前机体（001）和后机体（002），前、后机体通过链条链轮机构连接并驱动，使得前机体和后机体分开或合拢，实现蠕动行走，链条（2）前端和后端分别设于前机体和后机体，链轮（3）设置于前机体或后机体，链条外周配设限位机构，在限位机构的作用下，链轮和链条后端或链条前端之间的各个链条节共线；链条设有容置空间，容置空间容纳前机体和后机体间的柔性连接件。本发明不仅能为分体式机器人传递较大推力，而且往复行程较大，兼顾真空管管路和电源线、控制线等管线布局，机器人结构简化，有效地解决了分体式机器人的控制线等线状连接件紊乱，损坏的问题。

Description

分体式机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种分体式机器人，属于家电制造技术领域。

背景技术

现有的分体式机器人，例如分体式壁面清洁机器人，通常包含两个可相对运动的分机体（亦称为前/后机体）；可相对运动的两个分机体之间通过传动单元连接并驱动其相对运动。所述传动单元通常为丝杠螺母、齿轮齿条或凸轮曲轴。

上述用于分体式机器人的传动单元均存在某些不足：例如，丝杠螺母传动效率低，传递推力较小；又如，凸轮曲轴往复行程相对较小，受零件自身体积尺寸限制，不具备柔性调节功能。此外，根据分体式机器人的功能需求，其两分机体间一般还设有电源线、信号线等线状连接件，而分体式机器的运动方式决定了其线状连接件不能固定设置，且线状连接件为了满足两机体相对运动到最大距离的需要，通常较长，因此容易紊乱，且随着机体往复运动，线状连接件反复被拉伸与压折，极易损坏。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的缺陷，本发明的目的旨在提供一种分体式机器人，其不仅能为分体式机器人传递较大推力，而且往复行程较大，同时还兼顾分体式机器人的真空管管路和控制线等管线布局，从而克服上述现有技术所存在的缺陷。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种分体式机器人，包含前机体和后机体，所述前机体和后机体通过链条链轮机构连接并驱动，使得所述前机体和后机体分开或合拢，实现机器人的蠕动行走，链条前端和后端分别设于前机体和后机体，链轮设置于前机体或后机体，链条外周配设一限位机构，在限位机构的作用下，所述链轮和链条后端或链条前端之间的各个链条节共线；所述链条设有容置空间，所述容置空间容纳前机体和后机体间的柔性连接件。

所述容置空间由设置在每个链条节上的容置部相互贯通而成，所述容置空间两端开口。

为了便于固定，所述容置部为设有通孔的部件或部分开口的U形夹或C形夹。

为了方便定位，所述限位机构具有自由端和固定端，所述固定端固定在前机体或后机体上，自由端至少延伸至后机体或前机体的链轮处。

根据需要，所述限位机构为链条导板，所述链条导板的横截面为凹字形结构，纵向延伸后形成凹腔，所述链条置于链条导板的凹腔中。其作用是限制链条中的链结之间的相对转动，保证前、后机体在相对运动过程中，链条不会因链结间的挤压变形而影响机械传动。

在所述链条的侧部设置凸缘，在所述链条导板凹腔内的对应位置设置凹槽，所述凸缘嵌设于所述凹槽中。其作用是使链条导板更好地对链条限位，有效防止工作过程中链条与链轮脱齿，并限制链条沿链轮轴向的位移。

所述链条为第一单向弯折链条，所述第一单向弯折链条朝向链轮弯折，所述链条导板为硬直板，所述硬直板设于所述链条背离链轮的一侧。所述链条导板为第二单向弯折的链条，所述第一和第二弯折链条背靠背设置。也就是说，可以将链条导板用另一个单向弯折链条来代替。

在上述技术方案中，所述柔性连接件为控制线或真空管；其材料为软性硅胶。所述真空管的材质可选用软性硅胶、橡胶等弹性材料，优选软性硅胶，以便真空管可随着链条的弯曲而发生弹性形变；所述控制线包括电源线、信号线等线状连接件，其可与真空管绑定在一起穿插于所述链条内的容置空间中。

也就是说，本发明在分体式机器人上应用本发明的传动与管路布线装置时，所述链轮固定于机器人的一个分机体内的输出轴上，由机器人的直流电机和减速箱组成的驱动系统提供较大扭矩输出（输出轴和驱动系统通常设置在后机体内）；所述链条的前/后端分别固定于前/后机体内，其中与链轮设置于同一分机体的链条一端弯折后固定。在机器人的前、后机体作相对运动时，由于线状连接件穿插于链条内的容置空间中，受到链条的约束，因此不会发生紊乱。

本发明具有以下有益效果：

其不仅能为分体式机器人传递较大推力，而且往复行程较大，并兼顾了真空管管路和电源线、控制线等管线布局，既简化了机器人的结构，又有效地解决了分体式机器人的控制线等线状连接件容易紊乱，损坏的问题。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2本发明实施例1中的链条导板的示意图；

图3是图1的局部放大图；

图4是本发明实施例1中的链条的横截面图；

图5是本发明实施例1中的链条的示意图；

图6是本发明实施例2的结构示意图；

图7是本发明实施例3的结构示意图；

图8是本发明实施例3中的双链条结构的横截面图。

具体实施方式

以下结合附图介绍本发明分体式机器人传动与管路布线装置的实施例。

实施例1

如图1和图4所示，一种分体式机器人的传动与管路布线装置，其包括链条导板1、链条2、链轮3、真空管4、控制线5，所述链条2的各链条节之间相互贯通，在链条内形成两端开口的容置空间，所述真空管4、控制线5穿插于所述链条2内的容置空间中。

如图1所示，在本实施例中，所述链条2的前端固定在前机体001内，所述链条2的后端弯折后固定在后机体002内，且其弯折端朝向链轮3的方向弯折。机器人的直流电机和减速箱（因属于现有技术，图中未示出）也置于后机体002内，所述链轮3设置在后机体002内的输出轴上，其作用在于驱动链条2使前机体001和后机体002作相对运动。

当链轮3驱动链条2使前机体001和后机体002作相向运动时，链条2位于两分机体之间的部分的受力为拉力，当前机体001和后机体002作背向运动时，链条2位于两分机体之间的的受力为压力。链条2受压时为防止链结间沿链结旋转方向发生弯折变形影响压力的传递，需将链条2位于前机体001和后机体002之间的部分限制在同一条直线上，使其链结间无法相对转动。

为了将链条2位于前机体001和后机体002之间的部分限制在同一条直线上，使其链结间无法相对转动，本实施例采用了将链条2位于前机体001和后机体002之间的部分置于链条导板1的凹腔中的技术手段。

如图4和图5所示，所述链条2的侧部还设置有凸缘201；如图2和图3所示，在所述链条导板1凹腔内的对应位置还设置有凹槽101，当链条2置于链条导板1的凹腔中时，所述凸缘201嵌设于所述凹槽101中，这种结构能有效地把链条2限位在一条直线上，确保链条2受压时不会弯折变形，为了使链条2更有效地传递动力，所述链条2本身仅能单向弯折。需要说明的是，在本实施例中选用单向弯折链条只是一优选的实施方式，任意弯折的链条均可满足本方案的技术要求。

实施例2

所图6所示，本实施例的结构与实施例1相似，所不同的是，在本实施例中，所述链条2本身只能单向弯折，亦即本实施例选用只能单向弯折的链条（顺时针或逆时针弯折），并使其各链接的容置部相互贯通，形成容置空间。由于链条2只能单向弯折，链条弯折方向朝向链轮设置，因此，仅需在链条背离链轮的一侧设置一链条挡板6即可将链条2位于前机体001和后机体002之间的部分限位在一条直线上。链条挡板6为一硬直板，设置于所述链条2背离链轮的一侧，其作用相当于实施例1中链条导板1，故可将链条挡板6视为简化了的链条导板。总之，实施例通过链条本身的特性和一硬直板结构的链条导板配合设置将链条限位在一条直线上，结构简单，易于装配。

实施例3

如图7和图8所示，本实施例的基本结构与实施例2近似，所不同的是，本实施例通过另一可单向弯折的链条代替链条导板，两链条背靠背设置，则两链条同时被限位在一条直线上。本实施例通过两条可单向弯折的链条配合设置实现对链条弯折的限位，省去了链条导板，且两链条可容置更多的两机体间的柔性连接件。

以上通过三个实施例，对本发明所提供的传动与管路布线装置的结构进行了详细地说明。结合图1至图8所示，本发明提供一种分体式机器人，包含前机体001和后机体002，所述前机体和后机体通过链条链轮机构连接并驱动，使得所述前机体和后机体分开或合拢，实现机器人的蠕动行走，链条2前端和后端分别设于前机体001和后机体002，链轮3设置于前机体001或后机体002，链条2外周配设一限位机构，在限位机构的作用下，所述链轮3和链条2后端或链条2前端之间的各个链条节共线；所述链条的各链条节设有相互贯通的容置部，在链条内形成两端开口的容置空间，所述容置空间容纳前机体和后机体间的柔性连接件。当然，容置部可以是在每个链条节上都设置的，也可以根据需要，选择在部分链条节上设置容置部，多个容置部相互贯通形成容置空间。为了便于固定，所述容置部为设有通孔的部件或部分开口的U形夹或C形夹。为了方便定位，所述限位机构具有自由端和固定端，所述固定端固定在前机体001或后机体002上，自由端至少延伸至后机体002或前机体001的链轮处。

根据需要，所述限位机构为链条导板6，所述链条导板6的横截面为凹字形结构，纵向延伸后形成凹腔，所述链条置于链条导板的凹腔中。其作用是限制链条中的链结之间的相对转动，保证前、后机体在相对运动过程中，链条不会因链结间的挤压变形而影响机械传动。

在所述链条的侧部设置凸缘，在所述链条导板凹腔内的对应位置设置凹槽，所述凸缘嵌设于所述凹槽中。其作用是使链条导板更好地对链条限位，有效防止工作过程中链条与链轮脱齿，并限制链条沿链轮轴向的位移。

所述链条为第一单向弯折链条，所述第一单向弯折链条朝向链轮弯折，所述链条导板为硬直板，所述硬直板设于所述链条背离链轮的一侧。所述链条导板为第二单向弯折的链条，所述第一和第二弯折链条背靠背设置。也就是说，可以将链条导板用另一个单向弯折链条来代替。

在上述技术方案中，所述柔性连接件为控制线或真空管。所述真空管的材质可选用软性硅胶、橡胶等弹性材料，优选软性硅胶，以便真空管可随着链条的弯曲而发生弹性形变；所述控制线包括电源线、信号线等线状连接件，其可与真空管绑定在一起穿插于所述链条内的容置空间中。

也就是说，本发明在分体式机器人上应用本发明的传动与管路布线装置时，所述链轮固定于机器人的一个分机体内的输出轴上，由机器人的直流电机和减速箱组成的驱动系统提供较大扭矩输出（输出轴和驱动系统通常设置在后机体内）；所述链条的前/后端分别固定于前/后机体内，其中与链轮设置于同一分机体的链条一端弯折后固定。在机器人的前、后机体作相对运动时，由于线状连接件穿插于链条内的容置空间中，受到链条的约束，因此不会发生紊乱。本发明不仅能为分体式机器人传递较大推力，而且往复行程较大，并兼顾了真空管管路和电源线、控制线等管线布局，既简化了机器人的结构，又有效地解决了分体式机器人的控制线等线状连接件容易紊乱，损坏的问题。

Claims (10)

1.一种分体式机器人，包含前机体和后机体，其特征在于：所述前机体（001）和后机体（002）通过链条链轮机构连接并驱动，使得所述前机体和后机体分开或合拢，实现机器人的蠕动行走，链条（2）前端和后端分别设于前机体和后机体，链轮（3）设置于前机体或后机体，链条外周配设一限位机构，在限位机构的作用下，所述链轮和链条后端或链条前端之间的各个链条节共线；所述链条设有容置空间，所述容置空间容纳前机体和后机体间的柔性连接件。

2.如权利要求1所述的分体式机器人，其特征在于：所述容置空间由设置在每个链条节上的容置部相互贯通而成，所述容置空间两端开口。

3.如权利要求1所述的分体式机器人，其特征在于：所述容置部为设有通孔的部件或部分开口的U形夹或C形夹。

4.如权利要求1所述的分体式机器人，其特征在于：所述限位机构具有自由端和固定端，所述固定端固定在前机体（001）或后机体（002）上，自由端至少延伸至后机体或前机体的链轮处。

5.如权利要求4所述的分体式机器人，其特征在于：所述限位机构为链条导板，所述链条导板的横截面为凹字形结构，纵向延伸后形成凹腔，所述链条（2）置于链条导板的凹腔中。

6.如权利要求5所述的分体式机器人，其特征在于：在所述链条（2）的侧部设置凸缘（201），在所述链条导板凹腔内的对应位置设置凹槽（101），所述凸缘嵌设于所述凹槽中。

7.如权利要求5所述的分体式机器人，其特征在于：所述链条（2）为第一单向弯折链条，所述第一单向弯折链条朝向链轮（3）弯折，所述链条导板为硬直板（6），所述硬直板设于所述链条背离链轮的一侧。

8.如权利要求7所述的分体式机器人，其特征在于：所述链条导板为第二单向弯折的链条，所述第一和第二弯折链条背靠背设置。

9.如权利要求1所述的分体式机器人，其特征在于：所述柔性连接件为控制线或真空管。

10.如权利要求9所述的分体式机器人，其特征在于：所述真空管材料为软性硅胶。