CN109436110A - 一种可快速拼装的三明治式履带机器人 - Google Patents

一种可快速拼装的三明治式履带机器人 Download PDF

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张庆华
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00—Endless track vehicles
    • B62D55/06—Endless track vehicles with tracks without ground wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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Abstract

本发明公开了一种可快速拼装的三明治式履带机器人。该机器人采用分体式模块化的设计思路，将机器人分为车体模块和履带模块，两部分能够实现快速安装，在短时间内组装成一台具备良好性能的移动平台。模块化的设计还能实现各模块的单独存放和运输，到达现场后快速安装成整机，减少在运输过程中的损耗。机器人上的均采用标准化设计，方便替换，同时机器人上板预留设置有标准化接口，能够加载不同功能模块来满足需求。

Description

一种可快速拼装的三明治式履带机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体为一种可快速拼装的三明治式履带机器人。
背景技术
近年来，履带式机器人以其良好的运动性能以及复杂路面的适应性能在人们的日常生活中得到广泛应用，但是传统的履带机器人往往是通过整机装配得到的，不易于个人携带搬运，并且整机装配的履带式机器人在运输过程中包装保护体积过大，若不包装保护在运输过程中可能对履带式机器人造成破坏，影响其性能，因此，设计一种易于携带运输的且可快速拼装的模块化履带式机器人十分重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种可快速拼装的三明治式履带机器人。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可快速拼装的三明治式履带机器人，包括车体模块和履带模块，所述车体模块包括包括：上壳板、电气接口（母头）、与上壳板组装连接的车身外壳、安装在车身外壳内壁的电机、与电机输出端连接的减速器、通过键槽连接到所述减速器的输出轴的标准锥齿轮、连接插销、长轴标准齿轮、矩形挡板、电机支座、角接触球轴承、卡簧以及各种标准连接件；该部分采用两套动力传递部分分别对两侧履带模块进行运动控制；
所述电机与减速器相连通过电机支座固联到车身外壳上；而与所述标准锥齿轮相啮合的长轴标准锥齿轮上安装有角接触球轴承，再利用卡簧和矩形挡板固定在车身外壳侧边上，所述长轴标准锥齿轮的另一侧开有用于动力的传输方形孔；
同时所述车身外壳侧板两侧安装有用于将履带模块的电气信号传递到车身主体内部的电气接口（母头），车身外壳的外侧开有用于连接履带模块的孔洞，上边铰接连接插销。
优选的，所述履带模块主要包括：外侧板、内侧板、内侧板安装有用于电气信号传输的电气接口（公头）、安装在所述外侧板与内侧板之间的履带、与电气接口（母头）卡接的电气插口（公头）、与长轴标准锥齿轮卡接传输动力的传动轴、履带支撑轮、支撑轮轴、履带支架、传动支撑轮、传感器、圆形挡板、角接触球轴承、同步带和卡簧；所述外侧板和内侧板通过履带支架连接，所述履带支撑轮和传动支撑轮通过支撑轮轴以及止推轴承连接到外侧板和内侧板中间，所述传动轴通过两端套接的角接触球轴承以及卡簧、圆形挡板等零件连接到内外侧板中间；所述传动轴上固定套接有同步带轮，利用同步带与传动支撑轮上的同步带轮啮合，然后通过履带将传动支撑轮和履带支撑轮连接完成动力的传递。
优选的，所述电气接口（公头）相对于内侧板是留有方便与车体模块的电气接口（母头）连接活动余量。
优选的，所述内侧板上设计有突出圆柱，使其能够匹配插入车身外壳外侧预留开设的孔洞，最终利用安装的连接插销将两部分锁死装配整机。
优选的，所述上壳板上也安装有电气接口（母头），用于加载其他功能模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.该机器人采用模块化设计，方便运输，现场安装。该发明可以实现各模块单独成批储存运输，减少传统机器人在运输过程中的破损。
2.该机器人采用快速安装式机械接头和电气插口，能够快速实现整机的安装。能够实现机械连接以及电气信号的传输。
3.该机器人所选用接口都采用标准化设计，能够实现某个模块的快速替换。尤其是在采用集群式机器人从事危险作业，机器人损坏率比较高的环境时，可以从现场损坏的机器人中选取某些性能良好的模块再次组装成新的机器人。
4.该机器人上壳上设置有标准化的接口，可以根据实时需要设计改变新的传动方式或者添加更换不同的功能模块来满足不同需求。
附图说明
图1为本发明一种可快速拼装的三明治式履带机器人的立体结构示意图；
图2为本发明一种可快速拼装的三明治式履带机器人的俯视图；
图3为本发明一种可快速拼装的三明治式履带机器人去履带和上壳部分的俯视图；
图4为本发明一种可快速拼装的三明治式履带机器人履带模块的立体结构示意图；
图5为本发明一种可快速拼装的三明治式履带机器人履带模块去内侧板左视图；
图6为本发明一种可快速拼装的三明治式履带机器人履带模块右视图；
图7为本发明一种可快速拼装的三明治式履带机器人履带模块右视图中的A-A剖视图；
图8为本发明一种可快速拼装的三明治式履带机器人A-A剖视图的传动部分放大局部视图；
图中：1、外侧板；2、履带；3、内侧板；4上壳板；5电气插口（母头）；6、车身外壳；7、电机；8、减速器；9、标准锥齿轮；10、连接插销；11、长轴标准锥齿轮；12、矩形挡板；13、电机支座；14、电气插口（公头）；15、传动轴；16、履带支撑轮；17、支撑轮轴；18、履带支架；19、传动支撑轮；20、传感器；21、圆形挡板；22、角接触球轴承；23、同步带；24卡簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：
研发设计一种可快速拼装的三明治式履带机器人，包含车体模块和履带模块。创新设计改进在于包括如下，车体模块主要包括：上壳板4、电气接口（母头）5、车身外壳6、电机7、减速器8、标准锥齿轮9、连接插销10、长轴标准齿轮11、矩形挡板12、电机支座13、角接触球轴承22、卡簧24以及各种标准连接件；该部分采用两套动力传递部分分别对两侧履带模块进行运动控制。
电机7与减速器8相连通过电机支座13固联到车体外壳6上，标准锥齿轮9通过键槽连接到减速器8的输出轴；而与标准锥齿轮9相啮合的长轴标准锥齿轮11上安装有角接触球轴承22，再利用卡簧24和矩形挡板12固定在车身外壳6侧边上，长轴标准锥齿轮11的另一侧开有方形孔，用于动力的传输；同时车身外壳6侧板两侧安装有电气接口（母头）5，用于将履带模块的电气信号传递到车身主体内部。车身外壳6的外侧开有用于连接履带模块的孔洞，上边铰接连接插销10，拼装时，履带模块内侧板3突出来的部分插入车身外侧预留的孔洞后，利用连接插销10将两者所死。上壳板4上也安装有电气接口（母头）5，用于加载其他功能模块。
履带模块主要包括：外侧板1、内侧板3、内侧板3安装有用于电气信号传输的电气接口（公头）14、安装在外侧板1与内侧板3之间的履带2、与电气接口（母头）5卡接的电气插口（公头）14、与长轴标准锥齿轮11卡接传输动力的传动轴15、履带支撑轮16、支撑轮轴17、履带支架18、传动支撑轮19、传感器20、圆形挡板21、角接触球轴承22、同步带23和卡簧24；外侧板1和内侧板3通过履带支架18连接，履带支撑轮16和传动支撑轮19通过支撑轮轴17以及止推轴承连接到外侧板1和内侧板3中间，传动轴15通过两端套接的角接触球轴承22以及卡簧24、圆形挡板21等零件连接到内外侧板1中间；传动轴15上有同步带轮，利用同步带23与传动支撑轮19上的同步带轮啮合，然后通过履带2将传动支撑轮19和履带支撑轮16连接完成动力的传递；内侧板3设计有突出圆柱，用于与车体模块连接，此电气接口（公头）14相对于内侧板3是有活动余量的，方便与车体模块的电气接口（母头）5连接。电气信号的来源是安装在外侧板1的传感器20。
装配机器人时候，当各模块单独运输到现场进行安装时，工作人员先将履带模块的电气接口（公头）14和车体模块的电气接口（母头）5连接上，由于电气接口（公头）14在安装时留有余量，所以首先安装并且易于安装。随后调整履带模块传动轴15使其方轴能够插入车体模块的长轴标准锥齿轮11的方形孔，在调整内侧板3两个突出圆柱位置，使其能够插入车体外壳6外侧预留的孔洞，最终利用连接插销10将两部分锁死，完成整机的拼装。当需要更换拆卸时，步骤与上述相反，在此不再赘述。
该机器人采用分体式模块化的设计思路，将机器人分为车体模块和履带模块，两部分能够实现快速安装，在短时间内组装成一台具备良好性能的移动平台。模块化的设计还能实现各模块的单独存放和运输，到达现场后快速安装成整机，减少在运输过程中的损耗。机器人上的均采用标准化设计，方便替换，同时机器人上板预留设置有标准化接口，能够加载不同功能模块来满足需求。

Claims (5)

1.一种可快速拼装的三明治式履带机器人，包括车体模块和履带模块，其特征在于：所述车体模块包括：上壳板（4）、电气接口（母头5）、与上壳板（4）组装连接的车身外壳（6）、安装在车身外壳（6）内壁的电机（7）、与电机（7）输出端连接的减速器（8）、通过键槽连接到所述减速器（8）的输出轴的标准锥齿轮（9）、连接插销（10）、长轴标准齿轮（11）、矩形挡板（12）、电机支座（13）、角接触球轴承（22）、卡簧（24）以及各种标准连接件；该部分采用两套动力传递部分分别对两侧履带模块进行运动控制；
所述电机（7）与减速器（8）相连通过电机支座（13）固联到车身外壳（6）上；而与所述标准锥齿轮（9）相啮合的长轴标准锥齿轮（11）上安装有角接触球轴承（22），再利用卡簧（24）和矩形挡板（12）固定在车身外壳（6）侧边上，所述长轴标准锥齿轮（11）的另一侧开有用于动力的传输方形孔；
同时所述车身外壳（6）侧板两侧安装有用于将履带模块的电气信号传递到车身主体内部的电气接口（母头5），车身外壳（6）的外侧开有用于连接履带模块的孔洞，上边铰接连接插销（10）。
2.根据权利要求1所述的一种可快速拼装的三明治式履带机器人，其特征在于，所述履带模块主要包括：外侧板（1）、内侧板（3）、内侧板（3）安装有用于电气信号传输的电气接口（公头14）、安装在所述外侧板（1）与内侧板（3）之间的履带（2）、与电气接口（母头5）卡接的电气插口（公头14）、与长轴标准锥齿轮（11）卡接传输动力的传动轴（15）、履带支撑轮（16）、支撑轮轴（17）、履带支架（18）、传动支撑轮（19）、传感器（20）、圆形挡板（21）、角接触球轴承（22）、同步带（23）和卡簧（24）；所述外侧板（1）和内侧板（3）通过履带支架（18）连接，所述履带支撑轮（16）和传动支撑轮（19）通过支撑轮轴（17）以及止推轴承连接到外侧板（1）和内侧板（3）中间，所述传动轴（15）通过两端套接的角接触球轴承（22）以及卡簧（24）、圆形挡板（21）等零件连接到内外侧板（1）中间；所述传动轴（15）上固定套接有同步带轮，利用同步带（23）与传动支撑轮（19）上的同步带轮啮合，然后通过履带（2）将传动支撑轮（19）和履带支撑轮（16）连接完成动力的传递。
3.根据权利要求2所述的一种可快速拼装的三明治式履带机器人，其特征在于，所述电气接口（公头14）相对于内侧板（3）是留有方便与车体模块的电气接口（母头5）连接活动余量。
4.根据权利要求2所述的一种可快速拼装的三明治式履带机器人，其特征在于，所述内侧板（3）上设计有突出圆柱，使其能够匹配插入车身外壳（6）外侧预留开设的孔洞，最终利用安装的连接插销（10）将两部分锁死装配整机。
5.根据权利要求1或2所述的一种可快速拼装的三明治式履带机器人，其特征在于：所述上壳板（4）上也安装有电气接口（母头5），用于加载其他功能模块。
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