CN110001808A - 一种履带式排爆机器人驱动轮切换系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种履带式排爆机器人驱动轮切换系统，该系统可以在履带式排爆机器人静止的情况下，实现驱动形式的切换，即前轮驱动、后轮驱动和同时驱动。排爆机器人被使用在复杂多样的环境中，对于不同的地面，如泥土地面、水泥地面、草地、木质地面等，不同的驱动形式可以提高排爆机器人的行走效率。排爆机器人行走系统在执行不同的动作时，如爬坡、爬楼梯、跨越障碍、起伏地面行走等，不同的驱动形式可以提高排爆机器人的行走效率。使用本发明一种履带式排爆机器人驱动轮切换系统，可以在履带式排爆机器人静止的时候，切换其驱动形式，以应对不同的环境，缩短执行任务的时间，提高排爆机器人行走效率，节省电量，增加了排爆机器人的续航时间。
Description
技术领域
本发明涉及履带式排爆机器人驱动形式技术领域，具体涉及一种履带式排爆机器人驱动轮切换系统。
背景技术
排爆机器人，最早被应用在剧毒、核辐射等极端危险环境下，替代人类完成各项作业，因此得到了迅速的发展。履带式排爆机器人在工作的过程中，常常遇到各种地形，但是履带式排爆机器人对地形的适应能力较弱。履带式排爆机器人常见的驱动系统为前轮驱动、后轮驱动或同时驱动3种形式。切换驱动形式，可以有效提高排爆机器人在行走时或执行任务时的效率。
发明内容
本发明提供一种履带式排爆机器人驱动轮切换系统，该系统可以在履带式排爆机器人静止的情况下，实现驱动形式的切换，即前轮驱动、后轮驱动和同时驱动。
本发明的技术方案如下：
一种履带式排爆机器人驱动轮切换系统，其包括驱动电机，驱动电机扭矩传递机构，驱动形式切换电机，驱动形式切换电机扭矩传递机构，传动轴，传动轴转向机构，驱动形式切换机构，轮系，车架组成。
系统布局紧凑，结构复杂，在系统外部安有防护罩，可有效保护内部机构的稳定工作，降低粉尘等杂物对系统的影响，降低磨损，提高使用寿命。
有益效果
本发明的有益效果在于：履带式排爆机器人被使用在复杂多样的环境中，对于不同的地面，如泥土地面、水泥地面、草地、木质地面等，不同的驱动形式可以提高履带式排爆机器人的行走效率。履带式排爆机器人行走系统在执行不同的动作时，如爬坡、爬楼梯、跨越障碍、起伏地面行走等，不同的驱动形式可以提高履带式排爆机器人的行走效率。使用本发明一种履带式排爆机器人驱动轮切换系统，可以在履带式排爆机器人静止的时候，切换其驱动形式，以应对不同的环境，缩短执行任务的时间，提高排爆机器人行走效率，节省电量，增加了排爆机器人的续航时间。
附图说明
图1结构示意图
图2机架示意图
图3轮系及传动轴转向系统示意图
图4驱动电机扭矩传递机构、驱动形式切换电机、驱动形式切换电机扭矩传递机构和驱动形式切换机构示意图
图5传动轴、传动轴转向机构和驱动形式切换机构示意图
图6传动轴、传动轴转向机构和驱动形式切换机构剖视图示意图
图7车体示意图
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做出详细的说明。
如图1至图7所示，本发明由驱动电机(1)，驱动电机扭矩传递机构(2)，驱动形式切换电机(3)，驱动形式切换电机扭矩传递机构(4)，传动轴(5)，传动轴转向机构(6)，驱动形式切换机构(7)，轮系(8)，车架(9)组成。
车架(9)为履带式排爆机器人车体侧板，车架上装有上述7部分。传动轴(8)转向机构(6)通过驱动轴(5)上的圆弧锥齿轮(6)与传动轴(8)上的圆弧锥齿轮(7)以1:1传动实现转向，圆弧锥齿轮(7)与圆弧锥齿轮(8)，均通过键与顶丝安装在一起。驱动轴(5)上安装有2个相同的轴承(2)，通过卡簧和过盈配合安装在一起。在驱动轴(5)末端装有轮子(4)，2个相同的轮子(4)上装有履带(3)。轮子(4)的旋转带动履带(3)转动，通过履带(3)与地面的摩擦力，实现排爆机器人的行走功能。轴承(2)安装在车架(9)上，通过卡簧和过盈配合安装在一起。
驱动电机(17)输出轴安装减速箱(18)，通过减速箱(18)减速后，减速箱(18)输出轴输出低速大扭矩。减速箱(18)的输出轴上装有圆弧直齿轮(19)，通过键与顶丝安装在一起。圆弧直齿轮(16)安装在滑套(14)上，通过键与顶丝配合在一起。滑套(14)上安装有2个轴承(15)，通过卡簧和过盈配合安装在一起。减速箱(18)通过螺钉与底座(20)安装，轴承(15)通过卡簧和过盈配合，安装在底座(20)上。减速箱(18)上的圆弧直齿轮(19)与滑套(14)上的圆弧直齿轮(16)以1:1的传动比传动。驱动电机(17)的旋转运动，通过传递机构的传递，最终使滑套(14)实现旋转运动。底座(20)上安装有4个直线轴承(22)，均通过过盈配合和顶丝安装在一起。导轨(21)插入2个同轴的直线轴承(22)中，导轨(21)对底座(20)具有导向作用。底座(20)上通过螺钉安装T型螺母(24)，T型螺杆(23)与T型螺母(24)配合安装。T型螺杆(23)上安装有2个轴承(25)，通过过盈配合和卡簧安装。T型螺杆(23)的一端，通过键和顶丝安装有圆弧直齿轮(28)，与驱动形式切换电机(26)上通过键和顶丝安装的圆弧直齿轮(28)相同。两个圆弧直齿轮(28)以1:1的传动比传动。驱动形式切换电机(26)输出轴的转动，通过圆弧直齿轮(28)传递到T型螺杆(23)上，T型螺杆(23)的转动，使T型螺母(24)进行直线运动，T型螺杆(23)与T形螺母(24)的传动形式可以形成自锁。因为T型螺母(24)与滑套(14)安装在同一个零件底座(20)上，所以驱动形式切换电机(26)的转动，通过传递机构传递，最终使滑套(14)完成直线运动。轴承(25)通过过盈配合和单向限位，安装在车架(9)上，驱动形式切换电机(26)通过螺钉，安装在车架(9上)，2根导轨(21)通过过盈配合和顶丝，安装在车架(9)上。
传动轴(8)上通过过盈配合和卡簧安装有轴承(12)和轴承(13)，传动转(8)的一端上通过键和顶丝安装有圆弧锥齿轮(12)，传动轴的另一端内孔通过过盈配合和台阶安装有2个轴承(9)，此端传动轴(8)的外表面为特殊的外花键齿型，滑套(14)的内表面为特殊的内花键齿型，传动轴(8)与滑套(14)可通过花键配合，实现同步转动。连接轴(30)安装在轴承(9)的内圈，通过过盈配合和台阶限位安装。连接轴(30)上安装有直线轴承(11)，直线轴承(11)可以在连接轴(30)上进行直线运动。直线轴承(11)通过过盈配合和顶丝安装在滑套(14)的内孔中。因此，滑套(14)可以在连接轴(30)上进行直线运动，连接轴(30)对滑套(14)具有导向作用。滑套(14)和传动轴(8)的花键通过特殊设计，具有导向作用，可以在滑套(14)和传动轴(8)在出现不同步的情况下，依然可以啮合。轴承(12)和轴承(13)均通过过盈配合和单向限位安装在车架(9)上。
本发明可以实现在前轮驱动、后轮驱动和同时驱动的3种驱动形式的切换。当滑套(14)与图6左侧的传动轴(8)啮合时，为前轮驱动。当滑套(14)与图6右侧的传动轴(8)啮合时，为后轮驱动。当滑套(14)位于2根传动轴(8)中间时，即滑套(14)与2根传动轴(8)都有啮合时，为同时驱动。系统布局紧凑，结构复杂，在系统外部安有防护罩，可有效保护内部机构的稳定工作，降低粉尘等杂物对系统的影响，降低磨损，提高使用寿命。因为T型螺杆(23)和T型螺母(24)自锁的特点，可以在驱动形式切换电机(26)断电的情况下，滑套(14)与传动轴(8)仍可以保持紧密配合，实现同步传动。
滑套(14)与传动轴(8)的花键，经过特殊设计，花键的一端具有导向面，可以实现在滑套(14)与传动轴(8)转动不同步的情况下，仍可以进行驱动形式切换，并且这种花键考虑到了加工经济性，便于加工且成本较低。
滑套(14)的直线运动机构，可以自锁，并且驱动电机(17)的输出轴和驱动形式切换电机(26)的输出轴，均通过齿轮传动实现传动，在滑套(14)进行直线运动是若出现冲击情况，如在排爆机器人仍在行进的过程中，不会对2个电机产生冲击，提高安全性。
连接轴(30)具有保持2根驱动轴(8)的同轴度的作用，同时也为滑套(14)提供导向作用。
上述每个部分，均固定在车架(9)上，车架(9)为一体成型CNC加工，即可保证齿轮啮合精度，轴类、轴承类零件安装的精度，并且提高了整体结构强度，减少螺钉的使用，减轻了系统重量，并且排爆机器人在执行任务过程中，会产生大量振动，无螺钉的设计使整个系统的稳定系提高，不会出现因长时间的震动导致零件脱落的情况。
整个系统均采用传动效率高的齿轮传动来实现，最大程度提高了整体的传动效率，可以高效的将驱动电机(17)的扭矩输出到轮子(4)上。
2套相同的履带式排爆机器人驱动轮切换系统，对称安装，并增加其他的车体零件，如车体前板、后板、下板等，和必要设备，如电池、电机驱动器等，既可以组成1套完整的履带式排爆机器人车体。
所述实施例用以例示性说明本发明，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对所述实施例进行修改，因此本发明的权利保护范围，应如本发明的权利要求所列。
Claims (3)
1.一种履带式排爆机器人驱动轮切换系统，其特征在于，可以在前轮驱动、后轮驱动和全轮驱动4种驱动形式中切换，能有效提高排爆机器人在行走时或执行任务时的效率。
2.根据权利要求1所述的驱动轮切换系统，其特征在于，通过滑套的直线运动，与传动轴进行配合实现驱动轮的切换，即前轮驱动、后轮驱动和同时驱动。
3.根据权利要求2所述的滑套和驱动轴，其特征在于，滑套与传动轴配合通过特殊的花键实现，这种花键具有导向作用，且具有良好的加工经济性。
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