CN112918555B - 一种智能化工业机器人变向结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能化工业机器人变向结构，包括主轴，主轴的两端分别连接有前驱动桥与后驱动桥，主轴内设置有第一驱动轴，第一驱动轴的前后两端分别活动连接有前传动轴与后传动轴，前传动轴与后传动轴位置通过变驱油缸控制，后传动轴探入后驱动桥内与后驱动桥传动连接，前传动轴通过主轴前端设置的第二驱动轴与前驱动桥间接传动连接，前驱动桥与后驱动桥的两侧均设置有驱动轮，本发明设置有两种传动模式，通过主轴内变驱油缸的收缩与探出，改变第一驱动轴与前后驱动桥的传动状态，进行两种模式的切换，分别实现后双轮单向驱动的后驱模式与四轮沿圆周方向单向转动的四轮驱动，用于装置的正常行进与空间受限时的原地转向，具有良好的发展前景。

Description

一种智能化工业机器人变向结构
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，具体为一种智能化工业机器人变向结构。
背景技术
随着科技的不断发展，现在很多工业生产的环节都由工业机器人进行完成，为了适合不同工作环境，工业机器人也分为几个种类，其中较为常见的为代替人工操作的机械手与用于运输的运输车，其中运输车一般为AGV，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。
但是作业环境复杂程度的影响，在一些空间受限较大的地方，传统AVG前轮转向后轮驱动的转弯方式完成变向操作所需要的空间较大，在场地空间受限时，无法很好的完成机器人的变向操作。
发明内容
本发明的目的旨在于提供一种能在小范围内快速实现变相的智能化工业机器人变向结构。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能化工业机器人变向结构，包括主轴，主轴的前后两端分别连接有前驱动桥与后驱动桥，主轴内设置有第一驱动轴，第一驱动轴上安装有驱动轴传动轮，第一驱动轴通过驱动轴传动轮与传动皮带同下侧设置的驱动电机传动连接，第一驱动轴的前后两端分别活动连接有前传动轴与后传动轴，后传动轴探入后驱动桥内与后驱动桥传动连接，前传动轴通过主轴前端设置的第二驱动轴与前驱动桥间接传动连接，前驱动桥与后驱动桥的两侧均设置有驱动轮，驱动轮上设置有变向油缸与前驱动桥、后驱动桥连接控制驱动轮的角度，前驱动桥与后驱动桥的上方共同安装有底盘。
作为本发明进一步的方案：前传动轴与后传动轴分别套装在第一驱动轴的两端，通过第一驱动轴表面的传动键槽与第一驱动轴滑动连接的同时实现同时实现以第一驱动轴为中心的轴向传动，前传动轴与后传动轴的端面位置均连接有伞齿轮结构，主轴的内壁设置有变驱油缸，变驱油缸与前传动轴、后传动轴通过轴承转动连接，控制前传动轴与后传动轴在第一驱动轴上的轴向运动。
作为本发明进一步的方案：后传动轴尾端设置的伞齿轮为截面呈菱形的双面伞齿轮结构。
作为本发明进一步的方案：变驱油缸包括油腔与推杆，油腔设置在变驱油缸缸体的中间位置，油腔两侧均设置有推杆，推杆的尾端连接有轴承，两侧推杆分别通过轴承与前传动轴、后传动轴活动连接，变驱油缸缸体的内壁设置有限位块限制两侧推杆的活动范围。
作为本发明进一步的方案：第二驱动轴为前细后粗的锥形结构，前端设置有伞齿轮结构，伞齿轮与两侧的前驱动桥结构啮合传动，两侧的传动方向相反，第二驱动轴的尾端设置有锥形凹槽，凹槽内设置有与前传动轴伞齿轮对应的齿圈结构。
作为本发明进一步的方案：后驱动桥内设置有右传动轴与左传动轴，右传动轴与左传动轴通过棘轮结构沿装置前进方向单向传动连接，右传动轴与左传动轴上均设置有传动轴传动轮，传动轴传动轮与后传动轴尾端的伞齿轮结构啮合传动。
作为本发明进一步的方案：传动轴传动轮上设置有齿圈结构，分为外齿圈与内齿圈，与后传动轴的双面伞齿轮的两面结构对应，分别在变驱油缸探出与收缩状态时从一侧与后传动轴的双面伞齿轮啮合传动，右传动轴与左传动轴上设置的传动轴传动轮其中一个为具有外齿圈与内齿圈的双齿圈结构，另一个为只具有其中之一的单齿圈结构。
作为本发明进一步的方案：第一驱动轴到前驱动桥两侧驱动轮的传动比与第一驱动轴到后驱动桥两侧驱动轮的传动比一致，驱动轮与前驱动桥、后驱动桥之间通过过棘轮结构连接，只有在前驱动桥、后驱动桥内结构转动时才与前驱动桥、后驱动桥传动连接。
有益效果
1.本发明设置有两种传动模式，通过主轴内设置的变驱油缸的收缩与探出，改变第一驱动轴与前后驱动桥的传动状态，能实现两种传动模式的切换，分别实现后双轮单向驱动的后驱模式与四轮沿圆周方向单向转动的四轮驱动的转换，分别用于装置的正常行进与空间受限时的原地转向，与四驱动轮分别单独安装驱动源驱动的方式整体结构更加紧促，适用性强。
2.本发明的前驱动桥与第二驱动轴传动连接，第二驱动轴通过前传动轴与第一驱动轴活动连接，通过变驱油箱带动前传动轴的移动实现第二驱动轴与第一驱动轴之间传动的断开与连接，分别实现驱动轮的自由转动与驱动转动，适用于正常行进与原地转向两种模式的切换。
3.本发明的第一驱动轴与后驱动桥之间通过后传动轴的双面伞齿轮与传动轴传动轮的双齿圈结构传动，由变驱油缸带动后传动轴进行位置的改变，能对后传动轴与后驱动桥的传动方式进行切换，分别实现与单侧传动轴传动轮的传动与同双侧传动轴传动轮的双侧反向传动，配合两侧传动轴的棘轮连接，实现双后轮单向驱动与双后轮的反向传动的切换，粉笔而用于装置的正常行进与原地转向。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的底盘安装示意图。
图3为本发明的主轴结构剖视图。
图4为本发明图3的A处结构放大剖视图。
图5为本发明图3的B处结构放大示意图。
图6为本发明的传动连接示意图。
图7为本发明的后驱动桥结构剖视图。
图1-7中：1-主轴，2-第一驱动轴，201-传动键，3-驱动轴传动轮，4-驱动电机，5-前传动轴，6-后传动轴，7-变驱油缸，701-油腔，702-推杆，703-限位块，8-第二驱动轴，9-前驱动桥，10-后驱动桥，1001-右传动轴，1002-左传动轴，1003-传动轴传动轮，1004-外齿圈，1005-内齿圈，11-驱动轮，12-变向油缸，13-底盘。
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。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
请参阅图1-7，本发明实施例中，一种智能化工业机器人变向结构，包括主轴1，主轴1的前后两端分别连接有前驱动桥9与后驱动桥10，主轴内设置有第一驱动轴2，第一驱动轴2上安装有驱动轴传动轮3，第一驱动轴2通过驱动轴传动轮3与传动皮带同下侧设置的驱动电机4传动连接，第一驱动轴2的前后两端分别活动连接有前传动轴5与后传动轴6，后传动轴6探入后驱动桥10内与后驱动桥10传动连接，前传动轴5通过主轴1前端设置的第二驱动轴8与前驱动桥9间接传动连接，前驱动桥9与后驱动桥10的两侧均设置有驱动轮11，驱动轮11上设置有变向油缸12与前驱动桥9、后驱动桥10连接控制驱动轮11的角度，前驱动桥9与后驱动桥10的上方共同安装有底盘13。
其中：前传动轴5与后传动轴6分别套装在第一驱动轴2的两端，通过第一驱动轴2表面的传动键槽201与第一驱动轴2滑动连接的同时实现以第一驱动轴2为中心的轴向传动，前传动轴5与后传动轴6的端面位置均连接有伞齿轮结构，主轴1的内壁设置有变驱油缸7，变驱油缸7与前传动轴5、后传动轴6通过轴承转动连接，控制前传动轴5与后传动轴6在第一驱动轴2上的轴向运动，通过变驱油缸7带动前传动轴5与后传动轴6的运动实现第一驱动轴2与前驱动桥9、后驱动桥10传动状态的改变，使得装置具有两种传动模式，分别用于装置正常行进与原地转向。
其中：后传动轴6尾端设置的伞齿轮为截面呈菱形的双面伞齿轮结构，通过双面的伞齿轮结构配合传动轴传动轮1003的双齿圈实现后驱动桥10的两种传动方式的共存，分别用于装置正常行进与原地转向。
其中：变驱油缸7包括油腔701与推杆702，油腔701设置在变驱油缸7缸体的中间位置，油腔701两侧均设置有推杆702，推杆702的尾端连接有轴承，两侧推杆分别通过轴承与前传动轴5、后传动轴6活动连接，变驱油缸7缸体的内壁设置有限位块703限制两侧推杆702的活动范围，通过在两侧推杆702之间设置油腔701，向油腔701内注油时会带动两侧推杆702探出从而带动前传动轴5与后传动轴6沿第一驱动轴2运动，改变第一驱动轴2与前驱动桥9、后驱动桥10之间的传动关系，实现传动模式的切换，推杆702通过轴承与前传动轴9、后传动轴10连接使得推杆702不会对前传动轴9、后传动轴10的转动产生影响，限位块703用于限制推杆702运动行程，保证前传动轴、后传动轴与前驱动桥9、后驱动桥10之间的啮合传动的精度。
其中：第二驱动轴8为前细后粗的锥形结构，前端设置有伞齿轮结构，伞齿轮与两侧的前驱动桥9结构啮合传动，两侧的传动方向相反，第二驱动轴8的尾端设置有锥形凹槽，凹槽内设置有与前传动轴5伞齿轮对应的齿圈结构，通过第二驱动轴8前端伞齿轮与两侧前驱动桥9结构的双向传动实现原地转向时前驱动桥9两侧的驱动轮11的转动方向相反，尾端凹槽用于配合前传动轴5前端伞齿轮结构，用于实现前传动轴5、第二驱动轴8之间传动的断开与连接，分别在正常行进与原地转向两种模式中实现驱动轮11的自由转动与驱动转动。
其中：后驱动桥10内设置有右传动轴1001与左传动轴1002，右传动轴1001与左传动轴1002通过棘轮结构沿装置前进方向单向传动连接，右传动轴1001与左传动轴1002上均设置有传动轴传动轮1003，传动轴传动轮1003与后传动轴6尾端的伞齿轮结构啮合传动，通过棘轮结构连接右传动轴1001与左传动轴1002单向传动，实现两种驱动模式中正常行进模式中单侧带动另一侧的同向转动与原地转向模式时两侧反向转动两种传动方式的互不冲突。
其中：传动轴传动轮1003上设置有齿圈结构，分为外齿圈1004与内齿圈1005，与后传动轴6的双面伞齿轮的两面结构对应，分别在变驱油缸7探出与收缩状态时从一侧与后传动轴6的双面伞齿轮啮合传动，右传动轴1001与左传动轴1002上设置的传动轴传动轮1003其中一个为具有外齿圈1004与内齿圈1005的双齿圈结构，另一个为只具有其中之一的单齿圈结构，通过传动轴传动轮1003齿圈结构的设置，当变驱油缸7探出与收缩时，后传动轴6尾端的双面伞齿轮分别实现与单侧传动轴传动轮1003的传动与同双侧传动轴传动轮1003的双侧反向传动。
其中：第一驱动轴2到前驱动桥9两侧驱动轮11的传动比与第一驱动轴2到后驱动桥10两侧驱动轮11的传动比一致，驱动轮11与前驱动桥9、后驱动桥10之间通过过棘轮结构连接，只有在前驱动桥9、后驱动桥10内结构转动时才与前驱动桥9、后驱动桥10传动连接，通过设置传动比防止原地转向时各驱动轮11之间转速不同导致转向不稳。
当装置处于正常行进状态时，主轴1内侧的变驱油缸7处于收缩状态，第一驱动轴2前端的前传动轴5与第二驱动轴8断开连接，前驱动桥9上连接的驱动轮11处于自由转动状态，第一驱动轴2尾端的后传动轴6与后驱动桥10内的传动轴传动轮1003单侧传动，带动右传动轴1001、左传动轴1002中的一侧传动轴转动，通过右传动轴1001与左传动轴100之间通过棘轮结构传动，实现后驱动桥10两侧驱动轮11的同向转动，装置处于后驱状态，通过变向油缸12带动驱动轮11进行角度的转变可以进行常规转向；
当装置周围空间受限，常规转向无法正常进行时，变驱油缸7探出，两侧推杆702带动第一驱动轴2两端的前传动轴5与后传动轴6的探出，前传动轴5前端的伞齿轮结构探入第二驱动轴8尾端凹槽结构内，与第二驱动轴8实现传动连接，后传动轴6的双面伞齿轮移动与两侧传动轴传动轮1003啮合，使得后驱动桥10两侧驱动轮11之间传动方向相反，前驱动桥9与后驱动桥10上连接的变向油缸12收缩带动驱动轮11角度变化，四驱动轮11沿同一圆周轨迹进行单向转动，实现装置的原地转向，避免空间对装置转向的限制。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.一种智能化工业机器人变向结构，其特征在于，包括主轴（1），主轴（1）的前后两端分别连接有前驱动桥（9）与后驱动桥（10），主轴内设置有第一驱动轴（2），第一驱动轴（2）上安装有驱动轴传动轮（3），第一驱动轴（2）通过驱动轴传动轮（3）与传动皮带同下侧设置的驱动电机（4）传动连接，第一驱动轴（2）的前后两端分别活动连接有前传动轴（5）与后传动轴（6），后传动轴（6）探入后驱动桥（10）内与后驱动桥（10）传动连接，前传动轴（5）通过主轴（1）前端设置的第二驱动轴（8）与前驱动桥（9）间接传动连接，前驱动桥（9）与后驱动桥（10）的两侧均设置有驱动轮（11），驱动轮（11）上设置有变向油缸（12）与前驱动桥（9）、后驱动桥（10）连接控制驱动轮（11）的角度，前驱动桥（9）与后驱动桥（10）的上方共同安装有底盘（13）；
前传动轴（5）与后传动轴（6）分别套装在第一驱动轴（2）的两端，通过第一驱动轴（2）表面的传动键槽（201）与第一驱动轴（2）滑动连接的同时实现跟随第一驱动轴（2）的转动，前传动轴（5）与后传动轴（6）的端面位置均连接有伞齿轮结构，主轴（1）的内壁设置有变驱油缸（7），变驱油缸（7）与前传动轴（5）、后传动轴（6）通过轴承转动连接，控制前传动轴（5）与后传动轴（6）在第一驱动轴（2）上的轴向运动；
后传动轴（6）尾端设置的伞齿轮为截面呈菱形的双面伞齿轮结构；
后驱动桥（10）内设置有右传动轴（1001）与左传动轴（1002），右传动轴（1001）与左传动轴（1002）通过棘轮结构沿装置前进方向单向传动连接，右传动轴（1001）与左传动轴（1002）上均设置有传动轴传动轮（1003），传动轴传动轮（1003）与后传动轴（6）尾端的伞齿轮结构啮合传动；
传动轴传动轮（1003）上设置有齿圈结构，分为外齿圈（1004）与内齿圈（1005），与后传动轴（6）的双面伞齿轮的两面结构对应，分别在变驱油缸（7）探出与收缩状态时从一侧与后传动轴（6）的双面伞齿轮啮合传动，右传动轴（1001）与左传动轴（1002）上设置的传动轴传动轮（1003）其中一个为具有外齿圈（1004）与内齿圈（1005）的双齿圈结构，另一个为只具有内齿圈（1005）的单齿圈结构。
2.根据权利要求1所述的一种智能化工业机器人变向结构，其特征在于：变驱油缸（7）包括油腔（701）与推杆（702），油腔（701）设置在变驱油缸（7）缸体的中间位置，油腔（701）两侧均设置有推杆（702），推杆（702）的尾端连接有轴承，两侧推杆分别通过轴承与前传动轴（5）、后传动轴（6）活动连接，变驱油缸（7）缸体的内壁设置有限位块（703）限制两侧推杆（702）的活动范围。
3.根据权利要求1所述的一种智能化工业机器人变向结构，其特征在于：第二驱动轴（8）为前细后粗的锥形结构，前端设置有伞齿轮结构，伞齿轮与两侧的前驱动桥（9）结构啮合传动，两侧的传动方向相反，第二驱动轴（8）的尾端设置有锥形凹槽，凹槽内设置有与前传动轴（5）伞齿轮对应的齿圈结构。
4.根据权利要求1所述的一种智能化工业机器人变向结构，其特征在于：第一驱动轴（2）到前驱动桥（9）两侧驱动轮（11）的传动比与第一驱动轴（2）到后驱动桥（10）两侧驱动轮（11）的传动比一致，驱动轮（11）与前驱动桥（9）、后驱动桥（10）之间通过棘轮结构连接，只有在前驱动桥（9）、后驱动桥（10）内结构转动时才与前驱动桥（9）、后驱动桥（10）传动连接。
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