CN110948494A - 针对障碍物进行分类清理的除障机器人 - Google Patents

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Abstract

针对障碍物进行分类清理的除障机器人，涉及机器人技术领域，包括底盘，所述底盘的正面活动连接有安装座，所述安装座的内部活动连接有进行轮，所述底盘的中部活动连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮的左侧活动连接有左从动齿轮。该针对障碍物进行分类清理的除障机器人，具备自主转向的优点，保证了该装置在使用时的灵活性和自主性，无需操作者进行人为干预即可自主完成转向，且在转向完成后继续保持直行，不仅节约了人员调整设备的时间，提高了工作效率，而且还能有效的保护装置的电机等传动部件，避免了因设备被障碍物卡住无法移动导致的电机超负荷运转，一定程度上保护了装置的安全，节约了一定的成本，使整个设备设备更加智能化和人性化。

Description

针对障碍物进行分类清理的除障机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体为针对障碍物进行分类清理的除障机器人。
背景技术
清理机器人作为服务类机器人的一种，可以代替人工从事环境较差或有一定危险性的工作，不仅节约了大量的成本，还提高了工作的效率。现有的清理机器人就别多种不同的型号和功能，其中除障机器人可对障碍物进行分类清理，极大的方便了后续的整理工作。但是现有的除障机器人在使用时存在如下问题：
由于其运动时是通过电机带动驱动轮前进，转向功能较差，遇到障碍物时无法自主的进行方向修正，很有可能会被卡在原地，不仅影响工作的效率，而且由于其驱动轮即便在卡住的情况下还会始终保持转动，有可能造成电机因长时间超负荷运转发生故障，导致设备损毁甚至报废，浪费了一定的成本。
为解决上述问题，发明者提出了针对障碍物进行分类清理的除障机器人，具备自主转向的优点，保证了该装置在使用时的灵活性和自主性，无需操作者进行人为干预即可自主完成转向，且在转向完成后继续保持直行，不仅节约了人员调整设备的时间，提高了工作效率，而且还能有效的保护装置的电机等传动部件，避免了因设备被障碍物卡住无法移动导致的电机超负荷运转，一定程度上保护了装置的安全，节约了一定的成本，使整个设备设备更加智能化和人性化。
发明内容
为实现上述自主转向的目的，本发明提供如下技术方案：针对障碍物进行分类清理的除障机器人，包括底盘、安装座、行进轮、驱动齿轮、左从动齿轮、左从动轴、右从动齿轮、右从动轴、转向机构、转向传动齿轮、转向从动轴、转向轮、复位弹簧、转向从动齿轮、定位座、受力杆、滑座、复位杆。
上述结构的位置及连接关系如下：
所述底盘的正面活动连接有安装座，所述安装座的内部活动连接有进行轮，所述底盘的中部活动连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮的左侧活动连接有左从动齿轮，所述左从动齿轮的外侧活动连接有左从动轴，所述驱动齿轮的右侧活动连接有右从动齿轮，所述右从动齿轮的外侧活动连接有右从动轴，所述驱动齿轮的背面活动连接有转向机构，所述驱动齿轮的下方活动连接有转向传动齿轮，所述转向传动齿轮的外侧活动连接有转向从动轴，所述转向从动轴的外侧活动连接有转向轮，所述转向机构的内侧活动连接有复位弹簧；
所述转向机构包括转动从动齿轮，所述转向从动齿轮的正面活动连接有定位座，所述定位座的外侧活动连接有受力杆，所述受力杆的外侧活动连接有滑座，所述滑座之间活动连接有复位杆。
作为优选，两个所述行进轮均为倾斜设置，且倾斜方向均朝向内侧；所述转向轮呈水平方向放置。
作为优选，两个行进轮和一个转向轮，以底盘的中心为参照呈均匀分布。
作为优选，所述底盘的三个角均为倒圆角设计且圆角尺寸相同，可有效避免尖角造成的意外伤害。
作为优选，所述底盘的正面设置有三个均匀分布的挡板，三个挡板呈三角形排列。
与现有技术及产品相比，本发明具备如下有益效果：
该针对障碍物进行分类清理的除障机器人，具备自主转向的优点，保证了该装置在使用时的灵活性和自主性，无需操作者进行人为干预即可自主完成转向，且在转向完成后继续保持直行，不仅节约了人员调整设备的时间，提高了工作效率，而且还能有效的保护装置的电机等传动部件，避免了因设备被障碍物卡住无法移动导致的电机超负荷运转，一定程度上保护了装置的安全，节约了一定的成本，使整个设备设备更加智能化和人性化。
附图说明
图1为本发明连接结构俯视图；
图2为本发明连接结构仰视图；
图3为本发明转向机构连接结构仰视图；
图4为本发明转向从动齿轮、定位座、受力杆、驱动齿轮和转向从动轴连接结构左视图；
图5为本发明图4中各结构运动轨迹示意图。
图中：1、底盘；2、安装座；3、行进轮；4、驱动齿轮；5、左从动齿轮；6、左从动轴；7、右从动齿轮；8、右从动轴；9、转向机构；10、转向传动齿轮；11、转向从动轴；12、转向轮；13、复位弹簧；91、转向从动齿轮；92、定位座；93、受力杆；94、滑座；95、复位杆；
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1-5：
该针对障碍物进行分类清理的除障机器人，包括底盘1、安装座2、行进轮3、驱动齿轮4、左从动齿轮5、左从动轴6、右从动齿轮7、右从动轴8、转向机构9、转向传动齿轮10、转向从动轴11、转向轮12、复位弹簧13
上述各结构的位置及连接关系如下：
底盘1的正面活动连接有安装座2，安装座2的内部活动连接有进行轮3，底盘1的中部活动连接有驱动齿轮4，驱动齿轮4的左侧活动连接有左从动齿轮5，左从动齿轮5的外侧活动连接有左从动轴6，驱动齿轮4的右侧活动连接有右从动齿轮7，右从动齿轮7的外侧活动连接有右从动轴8，驱动齿轮4的背面活动连接有转向机构9，驱动齿轮4的下方活动连接有转向传动齿轮10，转向传动齿轮10的外侧活动连接有转向从动轴11，转向从动轴11的外侧活动连接有转向轮12，转向机构9的内侧活动连接有复位弹簧13
转向机构9包括转向从动齿轮91、定位座92、受力杆93、滑座94、复位杆95。
上述各结构的位置及连接关系如下：
转向从动齿轮91的正面活动连接有定位座92，定位座92的外侧活动连接有受力杆93，受力杆93的外侧活动连接有滑座94，滑座94之间活动连接有复位杆95。
其中：
a、底盘1的形状为等腰三角形，底盘1的内部开设有三个均匀分布且规格相同的轮孔；安装座2共设置有三组，每组安装座2均包括两个规格相同的座体，三组安装座2分别位于三个轮孔的外侧且呈均匀分布，两个行进轮3均为倾斜设置，且倾斜方向均朝向内侧；转向轮12呈水平方向放置。
b、行进轮3设置有两个，转向轮12与行进轮3的规格尺寸均相同，均分别包括两个尺寸相同的轮体，两个行进轮3和一个转向轮12分别与底盘1内部的三个轮孔和三组安装座2对应，且两个行进轮3和一个转向轮12分别位于轮孔的内部，两个行进轮3和一个转向轮12，以底盘1的中心为参照呈均匀分布。
c、左从动齿轮5和右从动齿轮7的规格尺寸均相同，且均与驱动齿轮4啮合；转向从动齿轮91包括锥齿轮和平齿轮两部分，该平齿轮的规格尺寸与左从动齿轮5和右从动齿轮7的规格尺寸均相同且与驱动齿轮4适配，并且三者以驱动齿轮4的圆心为参照呈均匀分布。
d、左从动轴6、右从动轴8与转向从动轴11的规格相同，均包括一个锥齿轮和轴体，三个轴体分别与两个行进轮3和一个转向轮12对应且活动连接；左从动齿轮5、右从动齿轮7和转向从动轴11的规格相同，均由平齿和正面的凸齿两部分组成，该平齿与驱动齿轮4相适配，该凸齿分别与左从动轴6、右从动轴8与转向从动轴11的锥齿轮相适配。
其中：
e、转向从动齿轮91和定位座92的轴线为同一直线且活动连接，定位座92的内部开设有三个均匀分布的卡槽，受力杆93共设置有三个，三个受力杆93分别与定位座92内部的三个卡槽活动铰接，三个受力杆93呈均匀分布且相邻两个受力杆93之间的角度相同，底盘1的三个角均为倒圆角设计且圆角尺寸相同，可有效避免尖角造成的意外伤害。
f、滑座94共设置有三个且规格尺寸均相同，三个滑座94分别套接在三个受力杆93的外侧，复位杆95共设置有三个且规格尺寸均相同，三个复位杆95两两铰接共三个铰接点，三个铰接点分别与三个滑座94对应且活动铰接，并且三个复位杆95呈等边三角形排列。
g、复位弹簧13位于下方的两个受力杆93之间，且与其活动铰接；三个受力杆93远离定位座92的一端均设置有柔性材质的球体，并且三个球体分别延伸至底盘1三条边的外侧，底盘1的正面设置有三个均匀分布的挡板，三个挡板呈三角形排列。
h、三个受力杆93与定位座92的轴线呈向下倾斜分布，且倾斜的角度相同，转向从动齿轮91和定位座92均为环状结构，其内部插接有定位轴，该定位轴的外径尺寸小于转向从动齿轮91和定位座92的内径尺寸。
在使用时，初始状态下，将驱动齿轮4与外置电机的输出轴活动连接并启动电机，左从动齿轮5和右从动齿轮7均分别与驱动齿轮4啮合，由于左从动轴6、右从动轴8与转向从动轴11的规格相同，均包括一个锥齿轮和轴体，三个轴体分别与两个行进轮3和一个转向轮12对应且活动连接；左从动齿轮5、右从动齿轮7和转向从动轴11的规格相同，均由平齿和正面的凸齿两部分组成，该平齿与驱动齿轮4相适配，该凸齿分别与左从动轴6、右从动轴8与转向从动轴11的锥齿轮相适配，所以此时驱动齿轮4通过左从动齿轮5和右从动齿轮7分别带动左从动轴6、右从动轴8转动，即此时两个行进轮3开始转动，带动该装置整体向前运动。
上述结构及过程请参阅图1-2。
由于三个受力杆93与定位座92的轴线呈向下倾斜分布，且倾斜的角度相同，并且复位弹簧13位于下方的两个受力杆93之间，且与其活动铰接；三个受力杆93远离定位座92的一端均设置有柔性材质的球体，并且三个球体分别延伸至底盘1三条边的外侧，定位座92的内部开设有三个均匀分布的卡槽，受力杆93共设置有三个，三个受力杆93分别与定位座92内部的三个卡槽活动铰接，所以当该装置运动到与障碍物接触后，受力杆93受力开始收缩，受复位弹簧13收缩并推动转向从动齿轮91和定位座92向上运动。
由于转向从动齿轮91包括锥齿轮和平齿轮两部分，该平齿轮的规格尺寸与左从动齿轮5和右从动齿轮7的规格尺寸均相同且与驱动齿轮4适配，并且三者以驱动齿轮4的圆心为参照呈均匀分布，并且转向从动齿轮91和定位座92的轴线为同一直线且活动连接，转向从动齿轮91和定位座92均为环状结构，其内部插接有定位轴，该定位轴的外径尺寸小于从动齿轮91和定位座92的内径尺寸，所以此时转向从动齿轮91上升至与驱动齿轮4和转向传动齿轮10啮合，此时驱动齿轮4通过转向传动齿轮10和转向从动轴11驱动转向轮12转动，由于两个行进轮3均为倾斜设置，且倾斜方向均朝向内侧；转向轮12呈水平方向放置，所以当转向轮12转动时，该装置整体开始运动轨迹的改变。
当该装置运动至与障碍物脱离时，此时受力杆93不受力，在复位弹簧13弹性形变的作用下恢复至初始状态，此时转向从动齿轮91和定位座92向下运动，即与驱动齿轮4和转向传动齿轮10脱离啮合，此时转向轮12停止转动，两个行进轮3继续使该装置整体保持直行。
上述结构及过程请参阅图3-5。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.针对障碍物进行分类清理的除障机器人，包括底盘(1)，其特征在于：所述底盘(1)的正面活动连接有安装座(2)，所述安装座(2)的内部活动连接有进行轮(3)，所述底盘(1)的中部活动连接有驱动齿轮(4)，所述驱动齿轮(4)的左侧活动连接有左从动齿轮(5)，所述左从动齿轮(5)的外侧活动连接有左从动轴(6)，所述驱动齿轮(4)的右侧活动连接有右从动齿轮(7)，所述右从动齿轮(7)的外侧活动连接有右从动轴(8)，所述驱动齿轮(4)的背面活动连接有转向机构(9)，所述驱动齿轮(4)的下方活动连接有转向传动齿轮(10)，所述转向传动齿轮(10)的外侧活动连接有转向从动轴(11)，所述转向从动轴(11)的外侧活动连接有转向轮(12)，所述转向机构(9)的内侧活动连接有复位弹簧(13)；
所述转向机构(9)包括转动从动齿轮(91)，所述转向从动齿轮(91)的正面活动连接有定位座(92)，所述定位座(92)的外侧活动连接有受力杆(93)，所述受力杆(93)的外侧活动连接有滑座(94)，所述滑座(94)之间活动连接有复位杆(95)。
2.根据权利要求1所述的针对障碍物进行分类清理的除障机器人，其特征在于：所述底盘(1)的形状为等腰三角形，底盘(1)的内部开设有三个均匀分布且规格相同的轮孔；所述安装座(2)共设置有三组，每组安装座(2)均包括两个规格相同的座体，三组安装座(2)分别位于三个轮孔的外侧且呈均匀分布。
3.根据权利要求1所述的针对障碍物进行分类清理的除障机器人，其特征在于：所述行进轮(3)设置有两个，所述转向轮(12)与行进轮(3)的规格尺寸均相同，均分别包括两个尺寸相同的轮体，两个行进轮(3)和一个转向轮(12)分别与底盘(1)内部的三个轮孔和三组安装座(2)对应，且两个行进轮(3)和一个转向轮(12)分别位于轮孔的内部。
4.根据权利要求1所述的针对障碍物进行分类清理的除障机器人，其特征在于：所述左从动齿轮(5)和右从动齿轮(7)的规格尺寸均相同，且均与驱动齿轮(4)啮合；所述转向从动齿轮(91)包括锥齿轮和平齿轮两部分，该平齿轮的规格尺寸与左从动齿轮(5)和右从动齿轮(7)的规格尺寸均相同且与驱动齿轮(4)适配，并且三者以驱动齿轮(4)的圆心为参照呈均匀分布。
5.根据权利要求1所述的针对障碍物进行分类清理的除障机器人，其特征在于：所述左从动轴(6)、右从动轴(8)与转向从动轴(11)的规格相同，均包括一个锥齿轮和轴体，三个轴体分别与两个行进轮(3)和一个转向轮(12)对应且活动连接；左从动齿轮(5)、右从动齿轮(7)和转向从动轴(11)的规格相同，均由平齿和正面的凸齿两部分组成，该平齿与驱动齿轮(4)相适配，该凸齿分别与左从动轴(6)、右从动轴(8)与转向从动轴(11)的锥齿轮相适配。
6.根据权利要求1所述的针对障碍物进行分类清理的除障机器人，其特征在于：所述转向从动齿轮(91)和定位座(92)的轴线为同一直线且活动连接，所述定位座(92)的内部开设有三个均匀分布的卡槽，所述受力杆(93)共设置有三个，三个受力杆(93)分别与定位座(92)内部的三个卡槽活动铰接，三个受力杆(93)呈均匀分布且相邻两个受力杆(93)之间的角度相同。
7.根据权利要求1所述的针对障碍物进行分类清理的除障机器人，其特征在于：所述滑座(94)共设置有三个且规格尺寸均相同，三个滑座(94)分别套接在三个受力杆(93)的外侧，所述复位杆(95)共设置有三个且规格尺寸均相同，三个复位杆(95)两两铰接共三个铰接点，三个铰接点分别与三个滑座(94)对应且活动铰接，并且三个复位杆(95)呈等边三角形排列。
8.根据权利要求1所述的针对障碍物进行分类清理的除障机器人，其特征在于：所述复位弹簧(13)位于下方的两个受力杆(93)之间，且与其活动铰接；三个受力杆(93)远离定位座(92)的一端均设置有柔性材质的球体，并且三个球体分别延伸至底盘(1)三条边的外侧。
9.根据权利要求1所述的针对障碍物进行分类清理的除障机器人，其特征在于：三个受力杆(93)与定位座(92)的轴线呈向下倾斜分布，且倾斜的角度相同。
10.根据权利要求1所述的针对障碍物进行分类清理的除障机器人，其特征在于：所述转向从动齿轮(91)和定位座(92)均为环状结构，其内部插接有定位轴，该定位轴的外径尺寸小于转向从动齿轮(91)和定位座(92)的内径尺寸。
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