CN105857439B

CN105857439B - 一种变向移动装置

Info

Publication number: CN105857439B
Application number: CN201610189087.0A
Authority: CN
Inventors: 靳龙; 关敏丹; 曾昊; 李亮川; 刘军昭
Original assignee: Guangxi University of Science and Technology
Current assignee: Guangxi University of Science and Technology
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2017-11-24
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: CN205499115U; CN105857439A

Abstract

本发明公开一种新型变向移动装置，包括动力源、轮系结构、连接板、中心齿轮、推杆I、推杆II、限位杆I、限位杆II，所述的连接板为方形结构，轮系结构分别安装于连接板的四个角，连接板的中间安装有中心齿轮，所述的中心齿轮与动力源连接，能够在动力源驱动下正反方向转动；推杆I呈T字形，包括竖杆和横杆，其竖杆的中断上设有齿条，齿条与中心齿轮啮合，竖杆的上段,位于横杆和齿条I之间的位置上设有限位杆I，所述的横杆的两端与轮系结构啮合；推杆II为长条状，推杆II的中部与中心齿轮啮合，其端部安装限位杆II。本发明利用机械传动的方式达到变换移动方向的目的，结构简单，运动平稳，可靠性好。

Description

一种变向移动装置

技术领域

本发明涉及移动设备技术领域，具体涉及一种变向移动装置。

背景技术

现有技术的变向移动装置，为了使结构易于实现装置的移动及变向要求，通常将

移动装置设计成多电机驱动控制方式，为了使各轮子得到独立自由度，每个轮子都安装了各自对应的驱动电机，装置的方向控制就可以通过每个驱动电机的不同转速或转向来实现，这种一轮一电机驱动的设计，虽然在结构上便于实现多个方向移动的功能，但是存在稳定性不高，结构复杂，成本高的不足。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，设计一种结构简单，稳定性高的变向移动装置。

本发明的技术方案如下：

本发明的变向移动装置，包括动力源、轮系结构，连接板、中心齿轮、推杆I、推杆II、限位杆I、限位杆II；

所述的连接板为方形结构，其中间安装中心齿轮，所述的中心齿轮与动力源连接，能够在动力源驱动下正反方向转动；轮系结构分别安装于连接板的四个角。

所述的轮系结构包括滚动轮、与滚动轮连接的轮架、轮系轴、变向齿轮、限位装置，所述的滚动轮安装于轮架的下方；所述的轮系轴固定安装于轮架的上方；所述的轮系轴上固定安装变向齿轮；所述的限位装置固定安装于轮系轴上，位于变向齿轮的上方。

所述的推杆I呈T字形结构，包括竖杆和横杆；所述的推杆I分别设于连接板的左右两侧，竖杆朝内，横杆朝外；所述的竖杆的中段上设有齿条I，齿条I与中心齿轮啮合；所述的横杆的两端分别设有齿条II，所述的齿条II与轮系结构的变向齿轮啮合；所述的竖杆的上段,位于横杆和齿条I之间的位置上设有限位杆I，限位杆I与竖杆垂直，限位杆I的两端对应轮系结构上的限位装置。

所述的推杆II为长条状，分别对应连接板的上下两侧设置，推杆II的中部设有齿条III，所述的齿条III与中心齿轮啮合，推杆II的末端上分别安装限位杆II，所述的限位杆II与推杆II垂直，限位杆II的两端对应于轮系结构上的限位装置。

所述的限位杆I的两端设有卡槽I，所述的卡槽I对应轮系结构上的限位装置。

所述的限位杆II的两端设有卡槽II，所述的卡槽II对应轮系结构上的限位装置。

所述的限位装置包括半圆柱型板和限位柱I，所述的半圆柱型板设有两块，两块半圆柱型板上下平行设置，在空间上组成半圆柱体形状；所述的轮系轴穿过半圆柱型板的圆心；所述的两块半圆柱型板之间设置三根限位柱I，三根限位柱I成品字形设置，分别位于半圆柱型板的顶点和直径的两端。

所述的卡槽I和卡槽II对应限位柱I设置，当卡槽I或卡槽II移动至限位位置时，限位装置跟随轮系结构转动，两根限位柱I刚好与卡槽I或卡槽II位于同一直线，卡槽I或卡槽II正好插入两根限位柱I内，该位置的轮系结构无法沿轮系轴转动。

所述的连接板上安装的四组轮系结构的其中一组上还设有扇形齿条板，所述的扇形齿条板固定安装于该组轮系结构的轮系轴上，位于限位装置的两块半圆柱型板之间；所述的连接板上对应设置驱动齿轮，所述的驱动齿轮与扇形齿条板啮合。

所述的扇形齿条板包括板体、齿条边、圆弧槽、限位柱II、安装孔；所述的板体为扇形，其圆弧边沿为齿条边，所述的圆弧槽设于板体中部，一端设有开口，圆弧槽的弧线与齿条边平行；所述的安装孔设于板体的圆心位置，安装孔穿过轮系轴将扇形齿条板安装于轮系结构上；所述的限位柱II设于板体的两侧。

所述的连接板上位于中心齿轮的四周分别设有平行于连接板四条边的滑槽，所述的竖杆和推杆II安装于对应位置的滑槽上，能够沿着滑槽做进给运动，进而带动限位杆I或限位杆II到达工作位置。

由于采用了上述的技术方案，本发明的变向移动装置，中心齿轮转动带动推杆移动，推杆移动带动与之啮合的变向齿轮旋转，带动与之连接的限位杆移动，从而决定限位杆的状态和轮系结构滚动轮方向的选择，实现不同工作模式间的转换；通过驱动轮与扇形齿条的啮合传动，改变驱动齿轮的转向可使移动装置沿不同的方向运动；本发明所述的变向移动装置，结构简单，采用机械结构间的相互关系达到改变移动方向的目的，运动更平稳，实现了结构和控制方式的创新。

附图说明

附图1为本发明的轮系结构图

附图2为本发明带扇形齿条板的轮系结构图

附图3为本发明扇形齿条板的结构图

附图4为本发明变向移动装置整体结构示意图

附图5为本发明变向移动装置在不同状态下的运动轨迹示意图

图中各序号标示及相应的结构名称如下：11-滚动轮，12-轮架，13-轮系轴，14-变向齿轮，15-限位装置，151-半圆柱型板，152-限位柱I，2-连接板，3-中心齿轮，41、42-推杆I，43、44-推杆II，411、421-推杆I上的竖杆，412、422-推杆I上的横杆，413、423-竖杆上齿条I，414、424-横杆两端的齿条II，431、441-推杆II上的齿条III，51、52-限位杆I，53、54-限位杆II，511、521-限位杆I两端的卡槽I，531、541-限位杆II两端的卡槽II，6-扇形齿条板，61-扇形板体，62-齿条边，63-圆弧槽，64-限位柱II，65-安装孔，7-驱动齿轮，8-滑槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如附图1-4所示，本发明的变向移动装置，包括动力源、轮系结构，连接板2、中心齿轮3、推杆I(41、42)、推杆II(43、44)、限位杆I(51、52)、限位杆II(53、54)；连接板2为方形结构，其中间安装中心齿轮3，中心齿轮3与动力源连接，能够在动力源驱动下正反方向转动，轮系结构分别安装于连接板2的四个角。

轮系结构包括滚动轮11、与滚动轮连接的轮架12、轮系轴13、变向齿轮14、限位装置15。滚动轮11安装于轮架12的下方，轮系轴13固定安装于轮架12的上方，轮系轴13上固定安装变向齿轮14，限位装置15固定安装于轮系轴13上，位于变向齿轮14的上方。

推杆I(41、42)呈T字形结构，包括竖杆(411、421)和横杆(412、422)。推杆I(41、42)分别设于连接板2的左右两侧，竖杆(411、421)朝内，横杆(412、422)朝外。竖杆(411、421)的中段上设有齿条I(413、423)，齿条I(413、423)与中心齿轮3啮合；横杆(412、422)的两端分别设有齿条II(414、424)，齿条II(414、424)与轮系结构的变向齿轮14啮合。竖杆(411、421)的上段，位于横杆(412、422)和齿条I(413、423)之间的位置上设有限位杆I(51、52)，限位杆I(51、52)与竖杆(411、421)垂直，限位杆II(53、54)的两端设有卡槽II(531、541)，卡槽II(531、541)对应轮系结构上的限位装置15。

推杆II(43、44)为长条状，分别对应连接板2的上下两侧设置，推杆II(43、44)的中部设有齿条III(431、441)，齿条III(431、441)与中心齿轮3啮合，推杆II(43、44)的末端上分别安装限位杆II(53、54)，限位杆II(53、54)与推杆II(43、44)垂直，限位杆I(51、52)的两端设有卡槽I(511、521)，卡槽I(511、521)对应轮系结构上的限位装置15。

限位装置15包括半圆柱型板151和限位柱I152，所述的半圆柱型板151设有两块，两块半圆柱型板151上下平行设置，在空间上组成半圆柱体形状。轮系轴13穿过半圆柱型板151的圆心，两块半圆柱型板151之间设置三根限位柱I152，三根限位柱I152成品字形设置，分别位于半圆柱型板151的顶点和直径的两端。

卡槽I(511、521)和卡槽II(531、541)对应限位柱I152设置，当卡槽I(511、521)或卡槽II(531、541)移动至限位位置时，限位装置15跟随轮系结构转动，两根限位柱I152刚好与卡槽I(511、521)或卡槽II(531、541)位于同一直线，卡槽I(511、521)或卡槽II(531、541)正好插入两根限位柱I152内，该位置的轮系结构无法沿轮系轴13转动。

连接板2上安装的四组轮系结构的其中一组上还设有扇形齿条板6，扇形齿条板6固定安装于该组轮系结构的轮系轴13上，位于限位装置15的两块半圆柱型板151之间；连接板2上对应设置驱动齿轮7，驱动齿轮7与扇形齿条板6啮合。

扇形齿条板6包括板体61、齿条边62、圆弧槽63、限位柱II64、安装孔65。板体61为扇形，其圆弧边沿为齿条边62，圆弧槽63设于板体61中部，一端设有开口，圆弧槽63的弧线与齿条边62平行，安装孔65设于板体61的圆心位置，限位柱II64设于板体61的两侧，限位柱II64可与限位柱I152共同作用，被处于工作位置的卡槽I(511、521)或卡槽II(531、541)卡住，从而限定轮系结构的朝向。

连接板2上位于中心齿轮3的四周分别设有平行于连接板2四条边的滑槽8，所述的竖杆(411、421)和推杆II(43、44)安装于对应位置的滑槽8上，能够沿着滑槽8做进给运动。

本发明的工作原理如下:在初始状态下，当中心齿轮3顺时针方向旋转时，带动与之啮合的推杆I和推杆II移动，使推杆I(41、42)分别向后、向前移动，推杆I(41、42)上的限位杆I(51、52)随着推杆I(41、42)分别向后、向前移动，推杆I(41、42)的移动使其两端的齿条II(414、424)带动与之啮合的变向齿轮14旋转，轮系结构在变向齿轮14的带动下与之同向旋转；同时推杆II(43、44)分别向右、向左移动，其带动与之连接的限位杆II(53、54)分别向右、向左移动，直至推杆I(41、42)两端的齿条II(414、424)与变向齿轮14脱离啮合，此时限位杆II(53、54)远离连接板2四个角上的轮系结构，而限位杆I(51、52)两端的卡槽I(511、521)则卡住限位装置15上的限位柱I152，限位杆I(51、52)处于工作位置；连接板2四个角上的轮系结构的滚动轮11均为竖直朝向，停止动力源的输入，使中心齿轮3停止转动；在不启动驱动齿轮7的情况下，轮系结构可沿竖直方向做前后移动；若启动驱动齿轮7，则变向移动装置整体可按附图5中的相似曲线1或相似曲线2做弧线运动。

若要改变变向移动装置的移动方向，则停止驱动轮7，使中心齿轮3逆时针方向旋转，至变向移动装置恢复到初始状态后中心齿轮3继续逆时针方向旋转，推杆I(41、42)分别向前、向后移动，限位杆I(51、52)随着推杆I(41、42)分别向前、向后移动，推杆I(41、42)的移动使其两端的齿条II(414、424)带动与之啮合的变向齿轮14旋转，轮系结构在变向齿轮14的带动下与之同向旋转，同时推杆II(43、44)分别向左、向右移动，其带动与之连接的限位杆II(53、54)分别向左、向右移动，直至推杆I(41、42)两端的齿条II(414、424)与变向齿轮14脱离啮合，此时限位杆I(51、52)远离连接板2四个角上的轮系结构，而限位杆II(53、54)两端的卡槽II(531、541)则卡住限位装置15上的限位柱I152，限位杆I(51、52)处于非工作位置，限位杆II(53、54)处于工作位置，轮系结构上的滚动轮11相对于上述的第一种工作状态下转过了90度，连接板2四个角上的轮系结构上的滚动轮11均为水平朝向，停止动力源的输入，使中心齿轮3停止转动；在不启动驱动齿轮7的情况下，变向移动装置可沿水平方向左右移动，若启动驱动齿轮7，则变向移动装置可按附图5中的相似曲线3或相似曲线4做弧线运动。

Claims

1.一种变向移动装置，包括动力源、轮系结构，连接板（2）、中心齿轮（3）、推杆I（41、42）、推杆II（43、44）、限位杆I（51、52）、限位杆II（53、54）；其特征在于：所述的连接板（2）为方形结构，其中间安装中心齿轮（3），所述的中心齿轮（3）与动力源连接，能够在动力源驱动下正反方向转动；轮系结构分别安装于连接板（2）的四个角；所述的轮系结构包括滚动轮（11）、与滚动轮连接的轮架（12）、轮系轴（13）、变向齿轮（14）、限位装置（15），所述的滚动轮（11）安装于轮架（12）的下方；所述的轮系轴（13）固定安装于轮架（12）的上方；所述的轮系轴（13）上固定安装变向齿轮（14）；所述的限位装置（15）固定安装于轮系轴（13）上，位于变向齿轮（14）的上方；所述的推杆I（41、42）呈T字形结构，包括竖杆（411、421）和横杆（412、422）；所述的推杆I（41、42）分别设于连接板（2）的左右两侧，竖杆（411、421）朝内，横杆（412、422）朝外；所述的竖杆（411、421）的中段上设有齿条I（413、423），齿条I（413、423）与中心齿轮（3）啮合；所述的横杆（412、422）的两端分别设有齿条II（414、424），所述的齿条II（414、424）与轮系结构的变向齿轮（14）啮合；所述的竖杆（411、421）的上段,位于横杆（412、422）和齿条I（413、423）之间的位置上设有限位杆I（51、52），限位杆I（51、52）与竖杆（411、421）垂直，限位杆I（51、52）的两端对应轮系结构上的限位装置（15）；所述的推杆II（43、44）为长条状，分别对应连接板（2）的上下两侧设置，推杆II（43、44）的中部设有齿条III（431、441），所述的齿条III（431、441）与中心齿轮（3）啮合，推杆II（43、44）的末端上分别安装限位杆II（53、54），所述的限位杆II（53、54）与推杆II（43、44）垂直，限位杆II（53、54）的两端对应于轮系结构上的限位装置（15）；

所述的限位杆I（51、52）的两端设有卡槽I（511、521），所述的卡槽I（511、521）对应轮系结构上的限位装置（15）；

所述的连接板（2）上安装的四组轮系结构的其中一组上还设有扇形齿条板（6），所述的扇形齿条板（6）固定安装于该组轮系结构的轮系轴（13）上，位于限位装置（15）的两块半圆柱型板（151）之间；所述的连接板（2）上对应设置驱动齿轮（7），所述的驱动齿轮（7）与扇形齿条板（6）啮合。

2.如权利要求1所述的变向移动装置，其特征在于：所述的限位杆II（53、54）的两端设有卡槽II（531、541），所述的卡槽II（531、541）对应轮系结构上的限位装置（15）。

3.如权利要求2所述的变向移动装置，其特征在于：所述的限位装置（15）包括半圆柱型板（151）和限位柱I（152），所述的半圆柱型板（151）设有两块，两块半圆柱型板（151）上下平行设置，在空间上组成半圆柱体形状；所述的轮系轴（13）穿过半圆柱型板（151）的圆心；所述的两块半圆柱型板（151）之间设置三根限位柱I（152），三根限位柱I（152）成品字形设置，分别位于半圆柱型板（151）的顶点和直径的两端。

4.如权利要求3所述的变向移动装置，其特征在于：所述的卡槽I（511、521）和卡槽II（531、541）对应限位柱I（152）设置，当卡槽I（511、521）或卡槽II（531、541）移动至限位位置时，限位装置（15）跟随轮系结构转动，两根限位柱I（152）刚好与卡槽I（511、521）或卡槽II（531、541）位于同一直线，卡槽I（511、521）或卡槽II（531、541）正好插入两根限位柱I(152)内，该位置的轮系结构无法沿轮系轴（13）转动。

5.如权利要求1所述的变向移动装置，其特征在于：所述的扇形齿条板（6）包括板体（61）、齿条边（62）、圆弧槽（63）、限位柱II（64）、安装孔（65）；所述的板体（61）为扇形，其圆弧边沿为齿条边（62），所述的圆弧槽（63）设于板体（61）中部，一端设有开口，圆弧槽（63）的弧线与齿条边（62）平行；所述的安装孔（65）设于板体（61）的圆心位置；所述的限位柱II（64）设于板体（61）的两侧。

6.如权利要求1所述的变向移动装置，其特征在于：所述的连接板（2）上位于中心齿轮（3）的四周分别设有平行于连接板（2）四条边的滑槽（8），所述的竖杆（411、421）和推杆II（43、44）安装于对应位置的滑槽（8）上，能够沿着滑槽（8）做进给运动。