CN104787133A - 一种适用于轮履复合式底盘的翻转臂机构 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种适用于轮履复合式底盘的翻转臂机构，包括底舱、侧板行进组件、2个行驶驱动电机、2个翻转臂同步连接组件、2个翻转臂驱动电机组件、4个翻转臂组件；所述2个翻转臂驱动电机组件分别固定在底舱上，所述翻转臂驱动电机组件与翻转臂同步连接组件一对一相连，所述每1个翻转臂同步连接组件与2个翻转臂组件相连，所述翻转臂组件与所述侧板行进组件的车轮组件一对一相套连，其中所述翻转臂组件套接在所述车轮驱动轴上；所述翻转臂驱动电机组件通过所述翻转臂同步连接组件驱动所述翻转臂组件在所述车轮组件上旋转或摆动。本发明体积小、易于控制、功能多样，可广泛应用于地面移动机器人、履带式车辆、轮履复合式机器人等的行驶系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人的翻转臂，特别是公开一种适用于轮履复合式底盘的翻转臂机构。
背景技术
随着科技的发展，机器人技术也得到了长足的发展，机器人应用领域也越来越广，其中机器人的行进系统就属于机器人领域的重要一环。目前存在的行进机构可分为：轮式、履带式、腿式及复合式。而其中轮式结构具有较高的行驶速度且结构简单，但对地形适应能力差、越障能力低；腿式结构通过腿部姿态调整，能适应多种地形，但其需要大量的驱动器、制动及转向装置，使系统结构复杂，稳定步态规划和稳定平衡控制难以实现；履带式结构具有较高的稳定性和越障能力，但自重过高、能耗大。
目前，国内外已经研制出较多的移动式机器人，这些机器人的行进结构各有特点。例如专利“CN203864836U”公开的一种行星轮履带复合式行走机构，其主要特点是在路况较差的情况下具备良好的环境自适应性和高越障能力，虽然具有较高的行驶速度，但结构复杂、所占体积较大，具有一定的局限性。再如专利“CN203806022U”公开的一种轮履复合型机器人，其行进系统的主要特点是具有很强的爬坡、越障、上下楼梯能力以及运动稳定性，虽然其结构简单易于实现，但机械本体并没有实现真正的车轮与履带复合式的运动结构。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种在各种环境地面条件下、能够自适应环境变化并且具备强越野能力和高速行驶的适用于轮履复合式底盘的翻转臂。
本发明是这样实现的：一种适用于轮履复合式底盘的翻转臂机构，包括底舱1、侧板行进组件2、2个行驶驱动电机6，所述侧板行进组件2包括侧固定板21、固定在所述侧固定板21上的4个车轮组件，所述车轮组件包括车轮驱动轴24、车轮28，所述行驶驱动电机6与所述4个车轮组件中的2个车轮组件的车轮驱动轴24相连；其特征在于：还包括2个翻转臂同步连接组件3、2个翻转臂驱动电机组件4、4个翻转臂组件5；所述2个翻转臂驱动电机组件4分别固定在所述底舱1上，所述翻转臂驱动电机组件4与所述翻转臂同步连接组件3一对一相连，所述每1个翻转臂同步连接组件3与2个所述翻转臂组件5相连，所述翻转臂组件5与所述侧板行进组件2的车轮组件一对一相套连，其中所述翻转臂组件5套接在所述车轮驱动轴24上；所述翻转臂驱动电机组件4通过所述翻转臂同步连接组件3驱动所述翻转臂组件5在所述车轮组件上旋转或摆动。
所述翻转臂组件5包括翻转臂54、履带支撑板55、翻转臂随动轴52、翻转臂惰轮51、翻转臂履带53、第一法兰59、翻转臂驱动轮56、双头链接法兰57、翻转臂驱动轴58；所述履带支撑板55固定在所述翻转臂54上；所述翻转臂54的一端为连接端541、翻转臂54的另一端为自由端542，所述翻转臂随动轴52固定在所述翻转臂54的自由端542，所述翻转臂随动轴52的两端分别设有翻转臂惰轮51，所述翻转臂履带53套设在所述翻转臂54与履带支撑板55外，所述翻转臂驱动轴58套在所述车轮驱动轴24外并通过所述第一法兰59固定在所述翻转臂54的连接端541，所述翻转臂驱动轮56固定在所述车轮驱动轴24的一端，所述车轮28通过所述双头链接法兰57固定在所述翻转臂驱动轮56上；
所述翻转臂同步连接组件3包括传动轴31、第一轴承座32，所述传动轴31的两端分别设有第一直齿轮副34，所述传动轴31上设有第一锥齿轮副33；所述传动轴31的两端分别通过所述第一直齿轮副34与所述翻转臂驱动轴58相连；所述传动轴31的两边分别通过所述第一轴承座32固定在所述底舱1上；所述翻转臂同步连接组件3通过所述第一锥齿轮副33与所述翻转臂驱动电机组件4相连。
所述侧板行进组件2还包括第二轴承座22、主履带驱动轮23、主履带25，所述车轮驱动轴24通过所述第二轴承座22固定在所述侧固定板21上，所述主履带驱动轮23与所述车轮驱动轴24相连，所述主履带25与所述主履带驱动轮23相啮合。
所述翻转臂驱动轴58套在所述车轮驱动轴24外并通过轴承、骨架油封和隔套相连接。
本发明的有益效果是：所述翻转臂驱动电机组件4通过所述翻转臂同步连接组件3驱动所述翻转臂组件5在所述车轮组件上旋转或摆动，并通过所述行驶驱动电机6控制所述车轮驱动轴24上的主履带驱动轮23的运动，从而通过所述主履带驱动轮23与主履带25之间的啮合实现前后轮的同步运转。本发明具有体积小、易于控制、功能多样等特点，可广泛应用于地面移动机器人、履带式车辆、轮履复合式机器人等的行驶系统。
附图说明
图1是本发明俯视结构示意图。
图2是本发明翻转臂组件5、翻转臂同步连接组件3、侧板行进组件2、翻转臂驱动电机组件4、行驶驱动电机6之间的结构连接关系示意图。
图3是本发明翻转臂组件5与车轮28的连接关系示意图。
图4是本发明转臂组件5与车轮28的结构爆炸图。
图5是本发明翻转臂同步连接组件3的结构示意图。
图6是本发明侧板行进组件2的结构爆炸图。
其中：1、底舱；2、侧板行进组件；21、侧固定板；22、第二轴承座；23、主履带驱动轮；24、车轮驱动轴；25、主履带；28、车轮；
3、翻转臂同步连接组件；31、传动轴；32、第一轴承座；33、第一锥齿轮副；34、第一直齿轮副；
4、翻转臂驱动电机组件；
5、翻转臂组件；51、翻转臂惰轮；52、翻转臂随动轴；53、翻转臂履带；54、翻转臂；55、履带支撑板；56、翻转臂驱动轮；57、双头链接法兰；58、翻转臂驱动轴；59、第一法兰；541、连接端；542、自由端；
6、行驶驱动电机；61、第二锥齿轮副。
具体实施方式
根据图1~图6，本发明包括底舱1、侧板行进组件2、2个行驶驱动电机6、2个翻转臂同步连接组件3、2个翻转臂驱动电机组件4、4个翻转臂组件5。
所述侧板行进组件2包括侧固定板21、固定在所述侧固定板21上的4个车轮组件，所述车轮组件包括车轮驱动轴24、车轮28，所述行驶驱动电机6与所述4个车轮组件中的2个车轮组件的车轮驱动轴24通过第二锥齿轮副61相连。所述侧板行进组件2还包括第二轴承座22、主履带驱动轮23、主履带25。所述车轮驱动轴24通过所述第二轴承座22固定在所述侧固定板21上，所述主履带驱动轮23与所述车轮驱动轴24相连，所述主履带25与所述主履带驱动轮23相啮合。其中，所述主履带25有两条，每条主履带25分别与一侧侧固定板21的前后两个主履带驱动轮23相啮合，以实现前后车轮组件的同步运转。
所述2个翻转臂驱动电机组件4分别固定在所述底舱1上，所述翻转臂驱动电机组件4与所述翻转臂同步连接组件3一对一相连，即一个翻转臂驱动电机组件4与一个翻转臂同步连接组件3相连。所述每1个翻转臂同步连接组件3与2个所述翻转臂组件5相连，2个所述翻转臂组件5连在1个翻转臂同步连接组件3的两侧。所述翻转臂组件5与所述侧板行进组件2的车轮组件一对一相套连，其中所述翻转臂组件5套接在所述车轮驱动轴24上；所述翻转臂驱动电机组件4通过所述翻转臂同步连接组件3驱动所述翻转臂组件5在所述车轮组件上独立旋转或摆动。
所述翻转臂组件5包括翻转臂54、履带支撑板55、翻转臂随动轴52、翻转臂惰轮51、翻转臂履带53、第一法兰59、翻转臂驱动轮56、双头链接法兰57、翻转臂驱动轴58；所述履带支撑板55固定在所述翻转臂54上；所述翻转臂54的一端为连接端541、翻转臂54的另一端为自由端542，所述翻转臂随动轴52固定在所述翻转臂54的自由端542，所述翻转臂随动轴52的两端分别设有翻转臂惰轮51，所述翻转臂履带53套设在所述翻转臂54与履带支撑板55外，所述翻转臂驱动轴58套在所述车轮驱动轴24外并通过所述第一法兰59固定在所述翻转臂54的连接端541，所述翻转臂驱动轮56固定在所述车轮驱动轴24的一端，所述车轮28通过所述双头链接法兰57固定在所述翻转臂驱动轮56上。所述翻转臂驱动轴58与所述车轮驱动轴24相互独立运动，实现将车轮28转动与翻转臂54摆动独立开，在主履带25和车轮28高速转动的状态下，翻转臂54也可以独立自由摆动。
所述翻转臂驱动轴58套在所述车轮驱动轴24外并通过轴承、骨架油封和隔套相连接，起到防水隔尘的作用。
所述翻转臂同步连接组件3包括传动轴31、第一轴承座32，所述传动轴31的两端分别设有第一直齿轮副34，所述传动轴31上设有第一锥齿轮副33；所述传动轴31的两端分别通过所述第一直齿轮副34与所述翻转臂驱动轴58相连；所述传动轴31的两边分别通过所述第一轴承座32固定在所述底舱1上；所述翻转臂同步连接组件3通过所述第一锥齿轮副33与所述翻转臂驱动电机组件4相连。当所述翻转臂驱动电机组件4通过所述第一锥齿轮副33驱动所述传动轴31时，所述传动轴31通过所述第一直齿轮副34带动传动轴31两端的2个翻转臂驱动轴58联动，从而进一步带动所述2个翻转臂驱动轴58上的翻转臂54联动，实现所述翻转臂54在所述车轮驱动轴24外独立摆动。
Claims (4)
1.一种适用于轮履复合式底盘的翻转臂机构，包括底舱（1）、侧板行进组件（2）、2个行驶驱动电机（6），所述侧板行进组件（2）包括侧固定板（21）、固定在所述侧固定板（21）上的4个车轮组件，所述车轮组件包括车轮驱动轴（24）、车轮（28），所述行驶驱动电机（6）与所述4个车轮组件中的2个车轮组件的车轮驱动轴（24）相连；其特征在于：还包括2个翻转臂同步连接组件（3）、2个翻转臂驱动电机组件（4）、4个翻转臂组件（5）；所述2个翻转臂驱动电机组件（4）分别固定在所述底舱（1）上，所述翻转臂驱动电机组件（4）与所述翻转臂同步连接组件（3）一对一相连，所述每1个翻转臂同步连接组件（3）与2个所述翻转臂组件（5）相连，所述翻转臂组件（5）与所述侧板行进组件（2）的车轮组件一对一相套连，其中所述翻转臂组件（5）套接在所述车轮驱动轴（24）上；所述翻转臂驱动电机组件（4）通过所述翻转臂同步连接组件（3）驱动所述翻转臂组件（5）在所述车轮组件上旋转或摆动。
2.根据权利要求 1 所述的一种适用于轮履复合式底盘的翻转臂机构，其特征在于：所述翻转臂组件（5）包括翻转臂（54）、履带支撑板（55）、翻转臂随动轴（52）、翻转臂惰轮（51）、翻转臂履带（53）、第一法兰（59）、翻转臂驱动轮（56）、双头链接法兰（57）、翻转臂驱动轴（58）；所述履带支撑板（55）固定在所述翻转臂（54）上；所述翻转臂（54）的一端为连接端（541）、翻转臂（54）的另一端为自由端（542），所述翻转臂随动轴（52）固定在所述翻转臂（54）的自由端（542），所述翻转臂随动轴（52）的两端分别设有翻转臂惰轮（51），所述翻转臂履带（53）套设在所述翻转臂（54）与履带支撑板（55）外，所述翻转臂驱动轴（58）套在所述车轮驱动轴（24）外并通过所述第一法兰（59）固定在所述翻转臂（54）的连接端（541），所述翻转臂驱动轮（56）固定在所述车轮驱动轴（24）的一端，所述车轮（28）通过所述双头链接法兰（57）固定在所述翻转臂驱动轮（56）上；
所述翻转臂同步连接组件（3）包括传动轴（31）、第一轴承座（32），所述传动轴（31）的两端分别设有第一直齿轮副（34），所述传动轴（31）上设有第一锥齿轮副（33）；所述传动轴（31）的两端分别通过所述第一直齿轮副（34）与所述翻转臂驱动轴（58）相连；所述传动轴（31）的两边分别通过所述第一轴承座（32）固定在所述底舱（1）上；所述翻转臂同步连接组件（3）通过所述第一锥齿轮副（33）与所述翻转臂驱动电机组件（4）相连。
3.根据权利要求 1 所述的一种适用于轮履复合式底盘的翻转臂机构，其特征在于：所述侧板行进组件（2）还包括第二轴承座(22)、主履带驱动轮(23)、主履带（25），所述车轮驱动轴（24）通过所述第二轴承座(22)固定在所述侧固定板（21）上，所述主履带驱动轮(23)与所述车轮驱动轴（24）相连，所述主履带（25）与所述主履带驱动轮(23)相啮合。
4.根据权利要求 2 所述的一种适用于轮履复合式底盘的翻转臂机构，其特征在于：所述翻转臂驱动轴（58）套在所述车轮驱动轴（24）外并通过轴承、骨架油封和隔套相连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A turnover arm mechanism for wheel shoe composite chassis Effective date of registration: 20210427 Granted publication date: 20170714 Pledgee: Pacific Anxin Agricultural Insurance Co.,Ltd. Shanghai Minhang branch Pledgor: SHANGHAI HRSTEK Co.,Ltd. Registration number: Y2021310000034 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220826 Granted publication date: 20170714 Pledgee: Pacific Anxin Agricultural Insurance Co.,Ltd. Shanghai Minhang branch Pledgor: SHANGHAI HRSTEK Co.,Ltd. Registration number: Y2021310000034 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A flipping arm mechanism suitable for wheel shoe composite chassis Granted publication date: 20170714 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Hongkou sub branch Pledgor: SHANGHAI HRSTEK Co.,Ltd. Registration number: Y2024310000153 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20170714 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Hongkou sub branch Pledgor: SHANGHAI HRSTEK Co.,Ltd. Registration number: Y2024310000153 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A flipping arm mechanism suitable for wheel shoe composite chassis Granted publication date: 20170714 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Hongkou sub branch Pledgor: SHANGHAI HRSTEK Co.,Ltd. Registration number: Y2024310000266 |