CN109435677A - 一种主动越障轮组 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种主动越障轮组，包括外壳、设置在外壳内的驱动机构以及设置在外壳下方的轮毂组件，所述驱动机构包括沿竖直方向转动连接在外壳内的丝杠、滑动连接在丝杠上的丝杠活动件以及设置在外壳的上方并与丝杠连接的电机，所述轮毂组件包括驱动轮和连接在驱动轮上供驱动轮转动的齿轮组，所述齿轮组的外侧包覆有齿轮盖，所述齿轮盖的顶部转动连接在外壳内并置于丝杠的右侧，并在齿轮盖顶部左侧的外壁上一体成型有第一限位柱，所述第一限位柱内转动连接有连接轴，且连接轴与丝杠活动件连接。本发明由行走装置的控制部份控制电机的开启，基于智能化控制使驱动轮自主越障，且具有灵活性，从而提高行走装置在复杂环境下的行走效率。

Description

一种主动越障轮组
技术领域
本发明实施例涉及行走装置技术领域，具体涉及一种主动越障轮组。
背景技术
随着行走装置(如清洁机器人、服务机器人及机器玩具等具有轮子的设备)的不断更新发展，使得行走装置要在各种不同的环境中工作，这就需要行走装置的行走机构能够适应多种复杂地形，然而很多行走装置、行走机构的轮子适应性差，当遇到小台阶及线缆等障碍物时，其越障能力有限，需要很大的驱动力，且难以平稳越过障碍物。由于越障、爬楼等移动平台的路面通过能力及越障水平在一定程度上决定了其工作环境，因此对越障轮的研究具有一定的意义。
目前关于越障机器人、楼宇搜救机器人等移动平台的研究，主要有两种：履带式的行走机构和采用三角轮的爬楼机构。两种适应复杂地形的移动平台均有其各自的特点，履带式的行走机构具有较好的路面通过能力但灵活性较差，采用三角轮的爬楼机构使用较为方便，但是不能实现自主驱动。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种主动越障轮组，以解决现有技术中由于越障轮不能兼顾灵活和主动驱动而导致在复杂环境下行走低效的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
在本发明的实施方式中，提供了一种主动越障轮组，包括：外壳、设置在外壳内的驱动机构以及设置在外壳下方的轮毂组件，所述驱动机构包括沿竖直方向转动连接在外壳内的丝杠、滑动连接在丝杠上的丝杠活动件以及设置在外壳的上方并与丝杠连接的电机，所述轮毂组件包括驱动轮和连接在驱动轮上供驱动轮转动的齿轮组，所述齿轮组的外侧包覆有齿轮盖，所述齿轮盖的顶部转动连接在外壳内并置于丝杠的右侧，并在齿轮盖顶部左侧的外壁上一体成型有第一限位柱，所述第一限位柱内转动连接有连接轴，且连接轴与丝杠活动件连接。
通过采用上述技术方案，对现有行走装置的轮毂组件进行改进，设置外壳，使轮毂组件上的齿轮盖顶部转动连接在外壳内，并在外壳内设置由丝杠、滑动连接在丝杠上的丝杠活动件以及设置在外壳的上方并与丝杠连接的电机等组成的驱动机构，利用转动连接在齿轮盖顶部外壁上的连接轴，使丝杠活动件与齿轮盖连接设置，将电机外接行走装置的控制部份，并由行走装置的控制部份控制直流变频电机的开启，当控制部分检测到行走装置前方有障碍物时，行走装置的控制部分控制电机开启，电机的输出轴顺时针转动并带动丝杠顺时针转动，从而使丝杠活动件沿竖直方向向下移动，与之同时与丝杠活动件连接的连接轴也向下移动，由于轮毂组件上的齿轮盖顶部的一侧外壁与连接轴转动连接，另一侧与转动连接在外壳内，当连接轴向下移动时，带动轮毂组件绕转动连接在外壳内的一侧进行圆周运动，使轮毂组件向上抬起并越过障碍物，当电机反向转动时，轮毂组件向下返回到初始位置，基于智能化控制使驱动轮自主越障，且具有灵活性，从而提高行走装置在复杂环境下的行走效率。
进一步的，所述连接轴呈垂直于外壳的前壁设置，并在连接轴与丝杠活动件之间设有连接件，所述连接件的一端与连接轴的前端转动连接，另一端与丝杠活动件转动连接。
进一步的，所述丝杠活动件的前侧外壁上固接有开口朝向齿轮组的U型件，所述连接件靠近丝杠活动件的一端置于U型件的凹部内，且U型件的凹部内固接有垂直丝杠设置的限位杆，所述限位杆与连接件转动连接。
进一步的，所述连接件为凸轮件。
进一步的，所述连接件为减震弹簧。
进一步的，所述外壳由左壳体和右壳体拼接组成，且右壳体的底面形成有供齿轮盖置入的开口，所述丝杠的上端转动连接在左壳体的上壁上，且丝杠的下端转动连接在左壳体的底壁上，并在左壳体底壁的下表面上安装有固接在丝杠下端部的丝杠固定件。
进一步的，所述右壳体内固接有垂直右壳体前壁设置的轮毂转轴，所述齿轮盖顶部右侧的外壁上一体成型有供轮毂转轴转动连接的第二限位柱。
进一步的，所述左壳体和右壳体可拆卸连接。
根据本发明的实施方式，本发明的一种主动越障轮组具有如下优点：由行走装置的控制部份控制直流变频电机的开启，当控制部分检测到行走装置前方有障碍物时，行走装置的控制部分控制电机开启，电机的输出轴顺时针转动并带动丝杠顺时针转动，从而使丝杠活动件沿竖直方向向下移动，与之同时与丝杠活动件连接的连接轴也向下移动，由于轮毂组件上的齿轮盖顶部的一侧外壁与连接轴转动连接，另一侧与转动连接在外壳内，当连接轴向下移动时，带动轮毂组件绕转动连接在外壳内的一侧进行圆周运动，使轮毂组件向上抬起并越过障碍物，当电机反向转动时，轮毂组件向下返回到初始位置，基于智能化控制使驱动轮自主越障，且具有灵活性，从而提高行走装置在复杂环境下的行走效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明的实施例1提供的一种主动越障轮组的整体结构示意图；
图2为本发明的实施例1提供的一种主动越障轮组的结构爆炸示意图；
图3为本发明的实施例2提供的一种主动越障轮组的整体结构示意图。
图中：1、外壳；11、左壳体；12、左壳体；2、驱动机构；21、丝杠；22、丝杠活动件；23、电机；3、轮毂组件；31、驱动轮；32、齿轮组；321、齿轮盖；3211、第一限位柱；3212、第二限位柱；4、连接轴；5、连接件；6、U型件；61、限位杆；7、丝杠固定件；8、轮毂转轴。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种主动越障轮组，包括外壳1、设置在外壳1内的驱动机构2以及设置在外壳1下方的轮毂组件3。外壳1由左壳体11和右壳体12拼接组成，且左壳体11和右壳体12可拆卸连接。驱动机构2包括沿竖直方向转动连接在外壳1内的丝杠21、丝杠活动件22以及电机23，丝杠21的上端转动连接在左壳体11的上壁上，且丝杠21的下端转动连接在左壳体11的底壁上，其中丝杠21的下端部穿出左壳体11的底壁，并在左壳体11底壁的下表面上安装有固接在丝杠21下端部的丝杠固定件7，利用丝杠固定件7对丝杠21进行限位，避免丝杠21转动时发生较大幅度的晃动或脱落外壳1；丝杠活动件22螺纹连接在丝杠21的杆壁上，而电机23选择为直流变频电机，固接在左壳体11的上壁上，且电机23的输出轴竖直向下穿过左壳体11的上壁并与丝杠21固接，将电机23外接行走装置的控制部份，可以由行走装置的控制部份控制电机23的开启。
轮毂组件3包括驱动轮31以及与驱动轮31啮合的齿轮组32，其中齿轮组32远离驱动轮31的齿轮与行走装置的动力驱动部分连接，从而由行走装置的动力驱动部分控制驱动轮31的转动。在齿轮组32的外侧包覆有齿轮盖321，在右壳体12的底面形成有供齿轮盖321置入的开口，其中齿轮盖321顶部左侧的外壁上一体成型有第一限位柱3211，在第一限位柱3211内转动连接有连接轴4，且连接轴4呈垂直于外壳1的前壁设置，并在丝杠活动件22的前侧外壁上固接有开口朝向齿轮组32的U型件6，且U型件6的凹部内固接有垂直丝杠21设置的限位杆61，在连接轴4和U型件6之间设有连接件5，其中连接件5为设置在丝杠21的前侧的凸轮件，且连接件5的一端置于U型件6的凹部内并转动连接在限位杆61上，连接件5的另一端与连接轴4的前端转动连接；在齿轮盖321顶部右侧的外壁上一体成型有第二限位柱3212，在第二限位柱3212内转动连接有垂直右壳体12前壁设置的轮毂转轴8，且轮毂转轴8的一端固接在右壳体12的前壁上，另一端固接在右壳体12的后壁上。
本发明的实施方式的一种主动越障轮组，由行走装置的控制部份控制电机23的开启，当控制部分检测到行走装置前方有障碍物时，行走装置的控制部分控制电机23开启，电机23的输出轴顺时针转动并带动丝杠21顺时针转动，从而使丝杠活动件22沿竖直方向向下移动，与之同时与丝杠活动件22连接的连接轴4也向下移动，由于轮毂组件3上的齿轮盖321顶部的一侧外壁与连接轴4转动连接，另一侧与固接在右外壳内的轮毂转轴8转动连接，当连接轴4向下移动时，带动轮毂组件3绕轮毂转轴8进行圆周运动，使轮毂组件3向上抬起并越过障碍物，当电机23反向转动时，轮毂组件3向下返回到初始位置，基于智能化控制使31驱动轮自主越障，且具有灵活性，从而提高行走装置在复杂环境下的行走效率。
实施例2
与实施例不同之处在于，如图3所示，连接件5为减震弹簧，且减震弹簧5的一端固接在连接轴4的前端上，另一端固接在U型件6凹部内的限位杆61上，利用减震弹簧可以提高行走装置越障时的平稳性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种主动越障轮组，其特征在于：所述主动越障轮组包括外壳(1)、设置在外壳(1)内的驱动机构(2)以及设置在外壳(1)下方的轮毂组件(3)，所述驱动机构(2)包括沿竖直方向转动连接在外壳(1)内的丝杠(21)、滑动连接在丝杠(21)上的丝杠活动件(22)以及设置在外壳(1)的上方并与丝杠(21)连接的电机(23)，所述轮毂组件(3)包括驱动轮(31)和连接在驱动轮(31)上供驱动轮(31)转动的齿轮组(32)，所述齿轮组(32)的外侧包覆有齿轮盖(321)，所述齿轮盖(321)的顶部转动连接在外壳(1)内并置于丝杠(21)的右侧，并在齿轮盖(321)顶部左侧的外壁上一体成型有第一限位柱(3211)，所述第一限位柱(3211)内转动连接有连接轴(4)，且连接轴(4)与丝杠活动件(22)连接。
2.根据权利要求1所述的一种主动越障轮组，其特征在于：所述连接轴(4)呈垂直于外壳(1)的前壁设置，并在连接轴(4)与丝杠活动件(22)之间设有连接件(5)，所述连接件(5)的一端与连接轴(4)的前端转动连接，另一端与丝杠活动件(22)转动连接。
3.根据权利要求2所述的一种主动越障轮组，其特征在于：所述丝杠活动件(22)的前侧外壁上固接有开口朝向齿轮组(32)的U型件(6)，所述连接件(5)靠近丝杠活动件(22)的一端置于U型件(6)的凹部内，且U型件(6)的凹部内固接有垂直丝杠(21)设置的限位杆(61)，所述限位杆(61)与连接件(5)转动连接。
4.根据权利要求3所述的一种主动越障轮组，其特征在于：所述连接件(5)为凸轮件。
5.根据权利要求3所述的一种主动越障轮组，其特征在于：所述连接件(5)为减震弹簧。
6.根据权利要求1所述的一种主动越障轮组，其特征在于：所述外壳(1)由左壳体(11)和右壳体(12)拼接组成，且右壳体(12)的底面形成有供齿轮盖(321)置入的开口，所述丝杠(21)的上端转动连接在左壳体(11)的上壁上，且丝杠(21)的下端转动连接在左壳体(11)的底壁上，并在左壳体(11)底壁的下表面上安装有固接在丝杠(21)下端部的丝杠固定件(7)。
7.根据权利要求6所述的一种主动越障轮组，其特征在于：所述右壳体(12)内固接有垂直右壳体(12)前壁设置的轮毂转轴(8)，所述齿轮盖(321)顶部右侧的外壁上一体成型有供轮毂转轴(8)转动连接的第二限位柱(3212)。
8.根据权利要求6所述的一种主动越障轮组，其特征在于：所述左壳体(11)和右壳体(12)可拆卸连接。
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