CN105831928B - 自动升降轮机构及动力轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动升降轮机构及动力轮包括所述的自动升降轮机构，还包括安装基座、电源模块、动力模块、减震模块以及电子模块；其中，所述动力模块、减震模块和自动升降轮机构设置在所述安装基座上；所述自动升降轮机构连接所述减震模块；所述动力模块连接所述减震模块；所述电子模块电连接所述自动升降轮机构的和动力模块；所述自动升降轮机构通过所述减震模块驱动所述动力模块提升或降下；所述减震模块用于动力模块的减震；所述电源模块用于向动力模块、自动升降轮机构以及电子模块提供电能。本发明能够实现驱动轮的自动升降，将本发明应用在行李箱上能够实现手动和自动之间的切换。

Description

自动升降轮机构及动力轮

技术领域

本发明涉及机械传动，具体地，涉及一种自动升降轮机构及动力轮。

背景技术

在目前传统的升降装置中，升降装置主要应用在一些大型工程设备的升降上面，而针对一些小型化的智能移动装置很少有应用升降机构实现主动或被动式升降。

经过对现有技术的检索，发现申请号为201120311977.7，名称为一种带自动升降轮机构的无人搬运车的实用新型专利，该无人搬运车中的自动升降轮机构，所述自动升降轮机构主要由电机、电机座、丝杆、定向轮、升降架及其限位开关构成，电机通过电机座固定在车身上，升降架上安装有定向轮、限位开关和丝杆套，丝杆的一端连接电机，另一端螺旋入升降架的丝杆套内，限位开关限定升降架的行程区间范围，微处理器、限位开关和电机之间为电性连接。

但是采用以上设计原理的自动升降轮机构仍有以下不足：上升机构布置被动轮上，无法实现主动与被动的切换。采用丝杠结构设计复杂，来进行垂直提升成本更高。非模块化设计、只适合于无人搬运车的升降应用，无法应用于其它移动装置。另外现有的智能行李箱结构设计中没有出现过使用自动升降轮装置。

由于避障技术尚未达到完全避障的程度，所以需要在障碍多的时候由外力驱动行李箱，即人拉行李箱，在障碍少的时候可依靠避障技术让拉行李箱按一定路线自主移动，如行李箱自动跟随人行走。因此需要通过自动升降轮机构实现驱动轮升降。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自动升降轮机构及动力轮。

根据本发明一个方面提供的自动升降轮机构，包括隔板、减速电机、蜗轮、蜗杆、曲柄、连杆以及驱动轮；

其中，所述减速电机和所述蜗轮设置在所述隔板上；所述减速电机依次通过蜗杆、蜗轮驱动所述曲柄转动；所述曲柄的一端铰接所述连杆的一端；所述连杆的另一端带动所述驱动轮；

当所述减速电机正向转动时，所述曲柄向下转动，进而带动所述驱动轮向下运动；当所述减速电机反向转动时，所述曲柄向上转动，进而带动所述驱动轮向上运动。

本发明另一个方面提供发可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮，包括所述的自动升降轮机构，还包括安装基座、电源模块、动力模块、减震模块以及电子模块；

其中，所述动力模块、减震模块和自动升降轮机构设置在所述安装基座上；

所述自动升降轮机构连接所述减震模块；所述动力模块连接所述减震模块；

所述电子模块电连接所述自动升降轮机构的和动力模块；所述自动升降轮机构通过所述减震模块驱动所述动力模块提升或降下；所述减震模块用于动力模块的减震；所述电源模块用于向动力模块、自动升降轮机构以及电子模块提供电能。

优选地，所述动力模块包括动力源、传动机构；

其中，所述动力源通过所述传动机构驱动所述驱动轮；

所述动力源采用驱动电机；

所述传动机构采用传动齿轮或传动带。

优选地，所述减震模块包括减震基座和弹性元件；减震基座一方面通过弹性元件与动力模块相连，另一方面与自动升降轮机构、安装基座以及驱动轮铰接；

所述弹性元件用于使驱动轮浮动进行减震。

优选地，减震基座采用减震板；所述弹性元件采用拉簧。

优选地，所述电子模块设置在所述安装基座的内侧或外侧；

或，所述电子模块包括电连接的控制部和驱动部；所述驱动部电连接所述自动升降轮机构的和动力模块；所述驱动部设置在所述安装基座内侧，控制部设置在所述安装基座的外侧。

优选地，还包括第一防护模块和第二防护模块；

其中，所述第一防护模块设置在所述驱动轮的外侧，沿所述驱动轮的周向延伸；所述第二防护模块设置在所述安装基座上，且设置在所述驱动轮的两侧；

所述第一防护模块用于防尘；所述第二防护模块用于防水。

优选地，所述自动升降轮机构还包括第一齿轮、第二齿轮、主轴、凸轮、带槽连杆、下压扭簧；

所述减速电机连接所述第一齿轮；第一齿轮啮合第二齿轮；所述第二齿轮同轴连接蜗杆；主轴连接所述凸轮；带槽连杆的一端与安装基座铰接，另一端设置有滑槽；所述曲柄的一端与所述主轴间隙配合，另一端的滑轴设置在所述滑槽内；连杆的一端与带槽连杆的另一端铰接，另一端铰接减震板；下压扭簧设置在安装基座上，下压扭簧的一端连接所述减震板；

当电子模块发出提升指令后，减速电机转动，依次通过第一齿轮、第二齿轮、蜗杆、蜗轮、主轴驱动凸轮逆时针转动，凸轮的驱动台阶带动曲柄向上转动，所述曲柄依次带动带槽连杆、连杆、减震板、驱动轮上升，其中，减震板驱动所述下压扭簧向上转动，使所述下压扭簧呈压缩状态；

当电子模块发出下降指令后，减速电机转动，依次通过第一齿轮、第二齿轮、蜗杆、蜗轮、主轴驱动凸轮顺时针转动；所述下压扭簧带动所述减震板、驱动轮、连杆、带槽连杆、曲柄向下运动；凸轮转动至与减震板接触，将减震板下压，从而所述拉簧呈拉伸状态。

优选地，当提升完成后，所述蜗轮蜗杆形成自锁结构；

当下降完成后，所述凸轮远休止面与减震板的平面形成自锁结构。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明能够实现驱动轮的自动升降，将本发明应用在行李箱上能够实现手动和自动之间的切换；

2、本发明设置有减震模块，能够实现驱动轮运动过程中的减震，实现应用的行李箱平稳运行；

3、本发明设置有第一防护模块和第二防护模块，能够实现驱动轮的防尘、防水。

4、本发明在一个较小的空间(154mm*70mm*44mm)内实现了动力模块，尤其是驱动轮的一个较大距离(33mm左右)的自动提升和下降，结构紧凑，重量较小，对装有此驱动轮的自主移动平台的驱动方式转换具有重要意义。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮下降状态的结构示意图；

图2为本发明中可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮提升状态的结构示意图；

图3、图4、图5共同示出了本发明中可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮的结构示意图；

图6为本发明中可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮使用状态示意图。

图中：1为驱动电机；2为驱动轮；3为传动机构；7为提升机构；8为第一防护模块；9为第二防护模块；10为电子模块；11为安装基座；17为减震基座；19为主轴；20为蜗轮，21为箱体；22为拉杆；23为从动轮；24为自动升降轮机构；25为电池；26为减速电机；27为第一齿轮；29为蜗杆；28为第二齿轮；41为带槽连杆；42为连杆；43为曲柄；44为凸轮；47为弹性元件；48为下压扭簧。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本实施例中，本发明提供的自动升降轮机构，包括隔板、减速电机、蜗轮、蜗杆、曲柄、连杆以及驱动轮；

其中，所述减速电机和所述蜗轮设置在所述隔板上；所述减速电机依次通过蜗杆、蜗轮驱动所述曲柄转动；所述曲柄的一端铰接所述连杆的一端；所述连杆的另一端带动所述驱动轮；

当所述减速电机正向转动时，所述曲柄向下转动，进而带动所述驱动轮向下运动；当所述减速电机反向转动时，所述曲柄向上转动，进而带动所述驱动轮向上运动。

本发明提供的可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮，包括所述的自动升降轮机构，还包括安装基座、电源模块、动力模块、减震模块以及电子模块；

其中，所述动力模块、减震模块和自动升降轮机构设置在所述安装基座上；

所述自动升降轮机构连接所述减震模块；所述动力模块连接所述减震模块；

所述电子模块电连接所述自动升降轮机构的和动力模块；所述自动升降轮机构通过所述减震模块驱动所述动力模块提升或降下；所述减震模块用于动力模块的减震；所述电源模块用于向动力模块、自动升降轮机构以及电子模块提供电能。

所述动力模块包括动力源、传动机构；

其中，所述动力源通过所述传动机构驱动所述驱动轮；

所述动力源采用驱动电机；

所述传动机构采用传动齿轮或传动带。

所述减震模块包括减震基座和弹性元件；减震基座一方面通过弹性元件与动力模块相连，另一方面与自动升降轮机构、安装基座以及驱动轮铰接；

所述弹性元件用于使驱动轮浮动进行减震。

减震基座采用减震板；所述弹性元件采用拉簧。

所述电子模块设置在所述安装基座的内侧或外侧；

在变形例中，所述电子模块包括电连接的控制部和驱动部；所述驱动部电连接所述自动升降轮机构的和动力模块；所述驱动部设置在所述安装基座内侧，控制部设置在所述安装基座的外侧。

本发明提供的可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮，还包括第一防护模块和第二防护模块；

其中，所述第一防护模块设置在所述驱动轮的外侧，沿所述驱动轮的周向延伸；所述第二防护模块设置在所述安装基座上，且设置在所述驱动轮的两侧；

所述第一防护模块用于防尘；所述第二防护模块用于防水。

所述自动升降轮机构还包括第一齿轮、第二齿轮、主轴、凸轮、带槽连杆、下压扭簧48；

所述减速电机连接所述第一齿轮；第一齿轮啮合第二齿轮；所述第二齿轮同轴连接蜗杆；主轴连接所述凸轮；带槽连杆的一端与安装基座铰接，另一端设置有滑槽；所述曲柄的一端与所述主轴间隙配合，另一端的滑轴设置在所述滑槽内；连杆的一端与带槽连杆的另一端铰接，另一端铰接减震板；下压扭簧设置在安装基座上，下压扭簧的一端连接所述减震板；

当电子模块发出提升指令后，减速电机转动，依次通过第一齿轮、第二齿轮、蜗杆、蜗轮、主轴驱动凸轮逆时针转动，凸轮的驱动台阶带动曲柄向上转动，所述曲柄依次带动带槽连杆、连杆、减震板、驱动轮上升，其中，减震板驱动所述下压扭簧向上转动，使所述下压扭簧呈压缩状态；

当电子模块发出下降指令后，减速电机转动，依次通过第一齿轮、第二齿轮、蜗杆、蜗轮、主轴驱动凸轮顺时针转动；所述下压扭簧带动所述减震板、驱动轮、连杆、带槽连杆、曲柄向下运动；凸轮转动至与减震板接触，将减震板下压，从而所述拉簧呈拉伸状态。

当提升完成后，所述蜗轮蜗杆形成自锁结构；当下降完成后，所述凸轮远休止面与减震板的平面形成自锁结构。由于需要自锁，所以选用蜗轮蜗杆和凸轮的复合传动方式，在提升完成后，蜗轮蜗杆自锁，保证动力模块不能降下；在下降完成后，凸轮是远休止面与减震板平面形成自锁，保证驱动轮在受向上力的时候仍通过拉簧保持对运动平面的压力。由于驱动轮对地面要有一定的压力，故下降过程连杆不能够直接给下压力(强度不够)，所以需要凸轮传动。

当使用本发明提供的可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮时，电子模块发出指令后，减速电机转动，带动第一齿轮转动，再带动第二齿轮转动，第二齿轮与蜗杆固定，带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，实现动力垂直传递，蜗轮带动主轴转动，主轴与凸轮固定，带动凸轮逆时针转动，凸轮上面有台阶，运动到一定角度可以带动曲柄向上一起转动，曲柄与带槽连杆相连，进而带动带槽连杆转动，带槽连杆又与弯形连杆相连，弯形连杆与减震基座相连，故弯形连杆带动减震基座向上运动，减震基座与动力模块由拉簧相连，减震基座带动动力模块上升到一定位置。

当电子模块发出指令后，减速电机转动，带动第一齿轮转动，再带动第二齿轮转动，第二齿轮与蜗杆固定，带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，实现动力垂直传递，蜗轮带动主轴转动，主轴与凸轮固定，带动凸轮顺时针转动，同时下压扭簧作用，动力模块和减震板一并降下，带动弯形连杆，再带动带槽连杆，最后带动曲柄向下运动。直到驱动轮碰到运动平面后，动力模块不在下降，但是减速电机继续旋转，带动凸轮顺时针继续旋转至一定位置，凸轮与减震板接触，将减震板下压，拉簧被拉伸至一定长度，从而提供驱动轮对地面的下压力，同时起减震的作用。

在本实施例中，本发明能够实现驱动轮的自动升降，将本发明应用在行李箱上能够实现手动和自动之间的切换；本发明设置有减震模块，能够实现驱动轮运动过程中的减震，实现应用的行李箱平稳运行；本发明设置有第一防护模块和第二防护模块，能够实现驱动轮的防尘、防水。本发明在一个较小的空间(154mm*70mm*44mm)内实现了动力模块，尤其是驱动轮的一个较大距离(33mm左右)的自动提升和下降，结构紧凑，重量较小，对装有此驱动轮的自主移动平台的驱动方式转换具有重要意义。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮，其特征在于，包括自动升降轮机构，所述自动升降轮机构包括隔板、减速电机、蜗轮、蜗杆、曲柄、连杆以及驱动轮；

其中，所述减速电机和所述蜗轮设置在所述隔板上；所述减速电机依次通过蜗杆、蜗轮驱动所述曲柄转动；所述曲柄的一端铰接所述连杆的一端；所述连杆的另一端带动所述驱动轮；

当所述减速电机正向转动时，所述曲柄向下转动，进而带动所述驱动轮向下运动；当所述减速电机反向转动时，所述曲柄向上转动，进而带动所述驱动轮向上运动；

所述可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮还包括安装基座、电源模块、动力模块、减震模块以及电子模块；

其中，所述动力模块、减震模块和自动升降轮机构设置在所述安装基座上；

所述自动升降轮机构连接所述减震模块；所述动力模块连接所述减震模块；

所述电子模块电连接所述自动升降轮机构和动力模块；所述自动升降轮机构通过所述减震模块驱动所述动力模块提升或降下；所述减震模块用于动力模块的减震；所述电源模块用于向动力模块、自动升降轮机构以及电子模块提供电能；

所述减震模块包括减震基座和弹性元件；减震基座一方面通过弹性元件与动力模块相连，另一方面与自动升降轮机构、安装基座以及驱动轮铰接；

所述弹性元件用于使驱动轮浮动进行减震；

减震基座采用减震板；所述弹性元件采用拉簧；

所述自动升降轮机构还包括第一齿轮、第二齿轮、主轴、凸轮、带槽连杆、下压扭簧；

所述减速电机连接所述第一齿轮；第一齿轮啮合第二齿轮；所述第二齿轮同轴连接蜗杆；主轴连接所述凸轮；带槽连杆的一端与安装基座铰接，另一端设置有滑槽；所述曲柄的一端与所述主轴间隙配合，另一端的滑轴设置在所述滑槽内；连杆的一端与带槽连杆的另一端铰接，另一端铰接减震板；下压扭簧设置在安装基座上，下压扭簧的一端连接所述减震板；

当电子模块发出提升指令后，减速电机转动，依次通过第一齿轮、第二齿轮、蜗杆、蜗轮、主轴驱动凸轮逆时针转动，凸轮的驱动台阶带动曲柄向上转动，所述曲柄依次带动带槽连杆、连杆、减震板、驱动轮上升，其中，减震板驱动所述下压扭簧向上转动，使所述下压扭簧呈压缩状态；

当电子模块发出下降指令后，减速电机转动，依次通过第一齿轮、第二齿轮、蜗杆、蜗轮、主轴驱动凸轮顺时针转动；所述下压扭簧带动所述减震板、驱动轮、连杆、带槽连杆、曲柄向下运动；凸轮转动至与减震板接触，将减震板下压，从而所述拉簧呈拉伸状态。

2.根据权利要求1所述的可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮，其特征在于，所述动力模块包括动力源、传动机构；

其中，所述动力源通过所述传动机构驱动所述驱动轮；

所述动力源采用驱动电机；

所述传动机构采用传动齿轮或传动带。

3.根据权利要求1所述的可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮，其特征在于，所述电子模块设置在所述安装基座的内侧或外侧；

或，所述电子模块包括电连接的控制部和驱动部；所述驱动部电连接所述自动升降轮机构和动力模块；所述驱动部设置在所述安装基座内侧，控制部设置在所述安装基座的外侧。

4.根据权利要求1所述的可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮，其特征在于，还包括第一防护模块和第二防护模块；

其中，所述第一防护模块设置在所述驱动轮的外侧，沿所述驱动轮的周向延伸；所述第二防护模块设置在所述安装基座上，且设置在所述驱动轮的两侧；

所述第一防护模块用于防尘；所述第二防护模块用于防水。

5.根据权利要求1所述的可自动升降可提供动力并带有减震功能的动力轮，其特征在于，当提升完成后，所述蜗轮蜗杆形成自锁结构；

当下降完成后，所述凸轮远休止面与减震板的平面形成自锁结构。