CN112407039B - 一种全向移动机器人转向的切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全向移动机器人转向的切换装置，涉及移动机器人转向技术领域。切换装置包括驱动模块，执行模块和同步模块。驱动模块的切换电机15动作时，通过传动齿轮，带动丝杆14上的螺母12和拔叉13沿着立轴1上下移动。同时，拔叉带动执行模块的滑块3上下移动。滑块处于立轴1中部时，移动机器人处于两轮转向；滑块向下滑动时，四轮转向传动销6与配合盘7啮合，移动机器人切换至四轮转向。最后通过同步模块的前立轴传送带，左右传动同步带，将动力传给各个转向轮，实现转向方式的切换。本发明既保留传统移动机器人两轮转向，又可以切换至四轮转向，满足了移动机器人在不同工作场景下的需求，提高了移动机器人的工作效率。

Description

一种全向移动机器人转向的切换装置

技术领域

本发明涉及移动机器人转向技术领域，特别涉及一种全向移动机器人转向的切换装置。

背景技术

移动机器人目前被广泛应用于工业、医疗、农业、服务等领域。移动机器人普遍采用二轮转向机构，这种转向机构技术成熟、结构简单，对于较为宽敞的工作场合适应性较好。

四轮转向也是一种主要的移动机器人转向方式。这种转向方式能使移动机器人在保持车体姿态不变的情况下，实现前进后退、左右横移、斜向行进，甚至可以完成零半径回转，极大地提高了移动机器人的机动性。

目前移动机器人一般只采用两轮转向或者四轮转向中的一种转向方式。但两种转向方式各有不足之处：两轮转向方式需要较大的转弯半径，不适合在狭小空间内作业；而四轮转向方式在需要改变车体姿态时，往往需要先停车，再零半径回转，效率较低。

为满足移动机器人在不同工作场景下的需求，充分发挥两轮转向方式和四轮转向方式的优势，本发明提出了一种全向移动机器人转向的切换装置，既保留了传统移动机器人两轮转向方式，又可以方便地切换到四轮转向方式。

发明内容

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种全向移动机器人转向的切换装置，主要由驱动模块、执行模块和同步模块组成。

优选的，所述驱动模块包括切换装置电机15，切换装置电机主动齿轮16，切换装置被动齿轮17，切换装置丝杆14，切换装置拔叉13，切换装置螺母12。所述切换装置电机15与所述切换装置电机主动齿轮16同轴转动，所述切换装置电机主动齿轮16与所述切换装置被动齿轮17啮合转动，所述切换装置被动齿轮17与所述切换装置丝杆14同轴转动，所述切换装置螺母12与所述切换装置丝杆14上的传动螺纹配合传动。

优选的，所述切换装置螺母12与切换装置拔叉13通过螺钉固定，方便拆卸。

优选的，所述切换装置拨叉13为了方便安装，加工成分体式的两部分，由螺栓和螺钉联接。

优选的，所述执行模块由切换装置滑块3，四轮转向机构传动销4，四轮转向机构传动销配合盘5，转向电机22，转向电机主动齿轮20和转向电机被动齿轮21组成。

优选的，所述切换装置滑块3内侧加工有花键槽，与所述立轴花键11相啮合，所述切换装置滑块3跟随切换装置拔叉13，沿着所述立轴花键11上下移动。

优选的，所述四轮转向机构传动销4位于所述切换装置滑块3下部。

优选的，当所述切换装置滑块3向下滑动时，所述四轮转向机构传动销4插入所述四轮转向机构传动销配合盘5的插孔中，所述四轮转向机构传动销配合盘5与所述立轴同轴，通过轴承嵌套在所述立轴上，只有当传动销插入配合盘时，转向电机22的动力才通过主动齿轮20、转向电机被动齿轮21、立轴花键11、传动销、配合盘、带轮，最终传给四轮转向前立轴传动带6。而传动带再将动力传给其它四根立轴，实现四轮转向。

优选的，四轮转向机构传动销4和四轮转向机构传动销配合盘5相对角度位置关系，需要由光电对射传感器检测到对齐复位状态后，切换装置才开始执行切换动作。

优选的，所述转向电机22为转向提供动力，所述转向电机22与所述转向电机主动齿轮20同轴，所述转向电机主动齿轮20与所述转向电机被动齿轮21啮合，所述转向电机被动齿轮21与所述立轴同轴且周向固定。所述四轮转向传动销配合盘5与立轴同轴，两者之间装配有轴承。

优选的，所述同步模块包括四轮转向前立轴传动带6，四轮转向左传动同步带18(a)，四轮转向右传动同步带18(b)组成。

优选的，所述四轮转向前立轴传动带6与所述四轮转向传动销配合盘5固连的带轮相啮合，所述四轮转向左传动同步带18(a)和四轮转向右传动同步带18(b)与所述四轮转向传动销配合盘5固连的带轮相啮合。

附图说明

图1是本发明提出的一种全向移动机器人转向的切换装置总体结构示意图。

图2和图3是本发明提出的一种全向移动机器人转向的切换装置中的切换装置结构示意图。

图中：左前轮立轴1(a)，右前轮立轴1(b)，左后轮立轴1(c)，右后轮立轴1(d)，两轮转向机构传动同步带2，切换装置滑块3，四轮转向机构传动销4，四轮转向机构传动销配合盘5，四轮转向机构前立轴传动带6，左前轮支撑7(a)，右前轮支撑7(b)，左后轮支撑7(c)，左后轮支撑7(d)，左前轮8(a)，右前轮8(b)，左后轮8(c)，右后轮8(d)，两轮转向机构同步带轮9，切换装置丝杆支撑10，立轴花键11，切换装置螺母12，切换装置拔叉13，切换装置丝杆14，切换装置电机15，切换装置电机主动齿轮16，切换装置电机被动齿轮17，四轮转向机构左传动同步带18(a)，四轮转向机构右传动同步带18(b)，左前驱动电机19(a)，右前驱动电机19(b)，左后驱动电机19(c)，右后驱动电机19(d)，转向电机的主动齿轮20，转向电机的被动齿轮21，转向电机22，左后同步带轮23，右后同步带轮24。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。

一种全向移动机器人转向的切换装置，按照以下步骤实现转向方式的切换：

步骤1：四轮转向机构传动销4与四轮转向传动销配合盘5未啮合时，全向移动机器人处于两轮转向状态。

步骤2：全向移动机器人通过转向切换装置，切换转向方式。

所述步骤2：所述转向切换装置通过以下几个动作，实现转向机构的切换。

所述步骤2：第一步，切换装置电机15开始运行，依次带动切换装置电机主动齿轮16、切换装置电机被动齿轮17和切换装置丝杆14转动。

所述步骤2：第二步，切换装置丝杆14带动切换装置螺母12上下移动，切换装置螺母12与切换装置拔叉13固定。

所述步骤2：第三步，切换装置拔叉13带动切换装置滑块3沿着立轴上下滑动，立轴上设有立轴花键11，切换装置滑块上有四轮转向机构传动销4。

所述步骤2：第四步，切换装置拔叉带动滑块向下滑动，四轮转向机构传动销4与四轮转向传动销配合盘5中的插孔啮合，所述四轮转向传动销配合盘5中设有光电对射传感器，确保两者完全啮合。

步骤3：转向电机22开始工作，依次带动转向电机主动齿轮20和转向电机被动齿轮21转动。

步骤4：转向电机被动齿轮带动四轮转向前立轴传送带6转动，同时所述传送带带动四轮转向左传动同步带18(a)、四轮转向右传动同步带18(b)转动。

步骤5：四轮转向左、右同步带18转动带动各立轴1和车轮8转向，完成转向机构的切换。

步骤6：驱动电机19工作，带动车轮8转动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案以及发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种全向移动机器人转向的切换装置，其特征在于：切换装置包括驱动模块、执行模块和同步模块，所述的驱动模块由电机驱动，通过齿轮传动动力，切换装置螺母(12)与切换装置丝杆(14)配合传动，切换装置丝杆(14)旋转，迫使切换装置螺母(12)移动，带动切换装置拔叉(13)上下滑动，切换装置拔叉(13)带动切换装置滑块(3)上下滑动，所述执行模块包括切换装置滑块(3)，四轮转向机构传动销(4)及其配合盘(5)，所述切换装置滑块(3)内部设有花键凹槽，与立轴花键(11)啮合，沿着立轴(1)上下滑动，所述四轮转向机构传动销(4)和四轮转向机构传动销配合盘(5)相对角度位置关系，需要由光电对射传感器检测到对齐复位状态后，切换装置才开始执行切换动作。

2.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人转向的切换装置，其特征在于：所述切换装置拔叉(13)呈分体式的两部分，两者通过螺栓和螺钉固定，便于拆卸。

3.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人转向的切换装置，其特征在于所述四轮转向机构传动销有多个传动销，与所述四轮转向机构传动销配合盘啮合。