CN105270500B - 一种类滑移齿轮机构及移动机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种类滑移齿轮机构及移动机器人，涉及机器人技术领域。本发明的类滑移齿轮机构，包括固定于第一轴上的第一齿轮、缺齿齿轮，所述第一齿轮由驱动机构提供动力，所述第一齿轮带动第一轴转动；所述类滑移齿轮机构还包括滑移机构，所述滑移机构包括凸轮和推杆，所述凸轮上设有轮齿，所述凸轮能够与所述缺齿齿轮啮合，所述推杆能够推动所述凸轮使得所述凸轮与所述缺齿齿轮啮合或分离；本发明的移动机器人上带有上述的类滑移齿轮机构，还设有机体和主动轮。本发明提出的一种类滑移齿轮机构及移动机器人，能够根据自身结构调整以适应外界环境或地面环境的变化，结构简单。

Description

一种类滑移齿轮机构及移动机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种类滑移齿轮机构及移动机器人。
背景技术
地面环境对移动机器人有很大的影响，在很大程度上制约了移动机器人的发展。因此提高机器人对地面环境的自适应能力是机器人现阶段发展过程中最重要的问题之一。被动自适应，是指机器人能够在欠驱动条件下，能够完全依靠自身结构完成越障，这在一些特殊的应用场合，如：太空、灾区、矿井底部等场合有着极其重要的应用。被动自适应降低了整个机器人的电机数目，降低了对控制系统的要求却没有降低机器人的自由度。
发明内容
本发明的目的在于提出一种类滑移齿轮机构，能够通过控制结构之间的配合，能够自动调整以适应外界环境。
本发明的目的在于提出一种移动机器人，具有被动自适应机构，能够提高机器人对地面的适应能力。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种类滑移齿轮机构，包括固定于第一轴上的第一齿轮、缺齿齿轮，所述第一齿轮由驱动机构提供动力，所述第一齿轮带动第一轴转动；所述类滑移齿轮机构还包括滑移机构，所述滑移机构包括凸轮和推杆，所述凸轮上设有轮齿，所述凸轮能够与所述缺齿齿轮啮合，所述推杆能够推动所述凸轮使得所述凸轮与所述缺齿齿轮啮合或分离。
进一步的技术方案，所述推杆沿所述第一轴的轴线方向推动所述凸轮移动。
进一步的技术方案，所述推杆设置在滑移槽内，所述推杆沿所述滑移槽移动。
进一步的技术方案，所述凸轮上设有轮齿的部分的轮廓形状为圆弧状，当所述凸轮与所述缺齿齿轮的有齿部分啮合时，能够实现所述凸轮的摆动。
一种带有所述的类滑移齿轮机构的移动机器人，包括机体和安装于所述机体上的主动轮，所述主动轮为所述机体提供动力。
进一步的技术方案，所述的类滑移齿轮机构安装在所述机体上，所述主动轮安装于所述第一轴端部。
进一步的技术方案，所述凸轮上远离所述轮齿的一端安装有第二轴，所述第二轴上安装有从动轮。
进一步的技术方案，所述类滑移齿轮机构安装在所述机体内，所述机体上开设有导向槽，所述第二轴穿过所述导向槽，所述导向槽的轴线形状与所述第二轴随所述凸轮运动过程中的轨迹的截面形状相同。
进一步的技术方案，所述主动轮和从动轮均与同一履带啮合。
进一步的技术方案，所述机体上设置多个附加轮，所述附加轮与所述主动轮以及从动轮均与所述履带啮合。
本发明的有益效果：
本发明提出的类滑移齿轮机构，包括第一轴上的第一齿轮和缺齿齿轮，还包括能够移动的凸轮，凸轮能够与缺齿齿轮啮合或分离，实现凸轮的间歇性旋转，能够自动调整以适应外界环境。
本发明提出的移动机器人，具有上述类滑移齿轮机构，第一轴上安装主动轮，由驱动机构驱动，凸轮的另一端安装有第二轴，第二轴上安装有从动轮，从动轮根据凸轮的旋转可以调整高度，因此，该移动机器人能够根据道路环境进行调整从动轮的高度，使得能够跨越障碍或爬坡，能够提高机器人对地面的适应能力。
附图说明
图1是本发明提供的类滑移齿轮机构的结构示意图；
图2是本发明提供的移动机器人的结构示意图；
图3是图2中A向的视图。
其中，1、第一轴；2、第一齿轮；3、缺齿齿轮；4、驱动机构；5、凸轮；6、推杆；7、轮齿；8、滑移槽；9、机体；10、主动轮；11、第二轴；12、从动轮；13、导向槽；14、履带；15、附加轮；16、电机；17、输出齿轮。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
如图1所示，一种类滑移齿轮机构，包括固定于第一轴1上的第一齿轮2、缺齿齿轮3，第一齿轮2由驱动机构4提供动力，第一齿轮2带动第一轴1转动；类滑移齿轮机构还包括滑移机构，滑移机构包括凸轮5和推杆6，凸轮5上设有轮齿7，凸轮5能够与缺齿齿轮3啮合，当凸轮5上的轮齿7与缺齿齿轮3的有齿部分啮合时，随着第一轴1的转动，凸轮5也进行旋转，当达到缺齿齿轮3的无齿部分时，凸轮5不再旋转，通过自动控制机构控制推杆6能够推动凸轮5，使得凸轮5与缺齿齿轮3啮合或分离，能够自动控制凸轮5是否旋转。
优选地，推杆6沿第一轴1的轴线方向推动凸轮5移动，推杆6设置在滑移槽8内，推杆6沿滑移槽8移动，便于移动，保证运动轨迹的确定性，防止在凸轮5与缺齿齿轮3啮合或分离的过程中出现位置的不匹配等现象。
凸轮5上设有轮齿7的部分的轮廓形状为圆弧状，当凸轮5与缺齿齿轮3的有齿部分啮合时，能够实现凸轮5的摆动。
如图1所示，驱动机构4包括电机16和输出齿轮17，输出齿轮17与第一齿轮2啮合为类滑移机构提供动力，驱动机构4内还可以包括减速器，以满足具体的应用要求。
实施例2
本实施例与实施例1中类滑移齿轮机构的结构基本相同，包括固定于第一轴1上的第一齿轮2、缺齿齿轮3，第一齿轮2由驱动机构4提供动力，第一齿轮2带动第一轴1转动；类滑移齿轮机构还包括滑移机构，滑移机构包括凸轮5和推杆6，凸轮5上设有轮齿7，凸轮5能够与缺齿齿轮3啮合，推杆6能够推动凸轮5使得凸轮5与缺齿齿轮3啮合或分离。
不同之处在于，驱动机构4的具体结构不限，推杆6的具体结构不限，缺齿齿轮3的具体结构不限，能够实现自动控制凸轮5与缺齿齿轮3的啮合与否，缺齿齿轮3能够间歇性驱动所述凸轮5旋转即可。
实施例3
如图2和3所示，一种带有实施例1或2的类滑移齿轮机构的移动机器人，包括机体9和安装于机体9上的主动轮10，主动轮10为机体9提供动力，类滑移齿轮机构安装在机体9上，主动轮10安装于第一轴1端部，通过驱动机构4为主动轮10提供动力，进而使得移动机器人移动。
凸轮5上远离轮齿7的一端安装有第二轴11，第二轴11上安装有从动轮12，通过控制类滑移机构，能够控制第二轴11和从动轮12的运动状况。
类滑移齿轮机构安装在机体9内，机体9上开设有导向槽13，第二轴11穿过导向槽13，导向槽13的轴线形状与第二轴11随凸轮5运动过程中的轨迹的截面形状相同，导向槽13可以限制第二轴11的运动轨迹，保证在凸轮5与缺齿齿轮3未啮合或凸轮5与缺齿齿轮3的无齿部分接触时的第二轴11的稳定性。
主动轮10和从动轮12均与同一履带14啮合，这样机器人在移动过程中更加平稳，减少振动。
机体9上设置多个附加轮15，附加轮15与主动轮10以及从动轮12均与履带14啮合，增加多个履带14轮，稳定性更好。
该移动机器人其他部分的具体结构不限，能够通过类滑移机构的控制翻过障碍物即可。
该移动机器人在运行过程中，当遇到小的障碍物或在平地上运行时，凸轮5与缺齿齿轮3分离，通过驱动机构4带动第一齿轮2，第一齿轮2带动第一轴1，第一轴1带动主动轮10转动，在主动轮10的作用下，机器人能够平稳地运行；当移动机器人遇到较大的障碍物时，通过自动控制系统可以控制推杆6沿滑移槽8推动凸轮5使得凸轮5与缺齿齿轮3啮合，在缺齿齿轮3的带动下，凸轮5旋转，在凸轮5另一端的第二轴11随着凸轮5的旋转而抬高，从而带动第二轴11上的从动轮12抬高，如图3所示，当缺齿齿轮3的无齿部分与凸轮5接触时，凸轮5不再旋转，由于从动轮12已经搭载在障碍物上，能够保证第二轴11的稳定，另外当缺齿齿轮3的有齿部分再次与凸轮5啮合时，第二轴11能够继续升高，该移动机器人能够实现持续爬坡，在整个机器人的运行过程中，驱动机构4一直驱动第一齿轮2转动，保证了移动机器人的运行时具有持续的动力，因此，该机器人能够通过自身结构的调整，能够适应不同的道路环境，能够实现自适应，且不会增加驱动机构4的数量，结构简单。
显然，本发明的上述实施例仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种移动机器人，带有类滑移齿轮机构，其特征在于，包括机体(9)和安装于所述机体(9)上的主动轮(10)，所述主动轮(10)为所述机体(9)提供动力；
所述类滑移齿轮机构包括固定于第一轴(1)上的第一齿轮(2)、缺齿齿轮(3)，所述第一齿轮(2)由驱动机构(4)提供动力，所述第一齿轮(2)带动第一轴(1)转动；所述类滑移齿轮机构还包括滑移机构，所述滑移机构包括凸轮(5)和推杆(6)，所述凸轮(5)上设有轮齿(7)，所述凸轮(5)能够与所述缺齿齿轮(3)啮合，所述推杆(6)能够推动所述凸轮(5)使得所述凸轮(5)与所述缺齿齿轮(3)啮合或分离；
所述凸轮(5)上设有轮齿(7)的部分的轮廓形状为圆弧状，当所述凸轮(5)与所述缺齿齿轮(3)的有齿部分啮合时，能够实现所述凸轮(5)的摆动；
所述的类滑移齿轮机构安装在所述机体(9)上，所述主动轮(10)安装于所述第一轴(1)端部；
所述凸轮(5)上远离所述轮齿(7)的一端安装有第二轴(11)，所述第二轴(11)上安装有从动轮(12)。
2.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述推杆(6)沿所述第一轴(1)的轴线方向推动所述凸轮(5)移动。
3.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述推杆(6)设置在滑移槽(8)内，所述推杆(6)沿所述滑移槽(8)移动。
4.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述类滑移齿轮机构安装在所述机体(9)内，所述机体(9)上开设有导向槽(13)，所述第二轴(11)穿过所述导向槽(13)，所述导向槽(13)的轴线形状与所述第二轴(11)随所述凸轮(5)运动过程中的轨迹的截面形状相同。
5.根据权利要求4所述的移动机器人，其特征在于，所述主动轮(10)和从动轮(12)均与同一履带(14)啮合。
6.根据权利要求5所述的移动机器人，其特征在于，所述机体(9)上设置多个附加轮(15)，所述附加轮(15)与所述主动轮(10)以及从动轮(12)均与所述履带(14)啮合。
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