CN113525507A - 适用于机器人的减震舵轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于机器人的减震舵轮，包括安装座、设置在所述安装座上的驱动组件和驱动轮，所述驱动轮的侧面开设有注油孔，所述注油孔内设有黄油铜嘴，所述黄油铜嘴用于密封所述注油孔。由于注油孔与驱动组件的轮轴结构连通，打开黄油铜嘴后可通过注油孔注入润滑剂对驱动组件的内部结构进行润滑维护保养，解决了传统防尘结构的润滑保养不便问题。黄油铜嘴的设置能够避免在无外力作用的情况下润滑剂的泄露，保证驱动组件的内部的润滑剂充足。黄油铜嘴方便操作人员随开随关的设计也利于驱动轮及驱动组件的即时维护保养，降低了维护保养的难度和成本，有效延长驱动轮使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及机器人舵轮，具体涉及一种适用于机器人的减震舵轮。
背景技术
机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。机器人在行走时常用舵轮驱动，传统的舵轮机构存在着诸多缺点：
舵轮的防尘措施导致润滑保养不便，无法在兼顾好防尘的同时做到随时进行维护保养，当保养当时难免会出现噪音，甚至产生结构松动或偏移，影响舵轮的正常工作状态和使用寿命。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种适用于机器人的减震舵轮，能够解决传统防尘结构的润滑保养不便问题。
根据本发明实施例的适用于机器人的减震舵轮，包括安装座、设置在所述安装座上的驱动组件和驱动轮，所述驱动轮的侧面开设有注油孔，所述注油孔内设有黄油铜嘴，所述黄油铜嘴用于密封所述注油孔。
根据本发明实施例的适用于机器人的减震舵轮，至少具有如下技术效果：由于注油孔与驱动组件的轮轴结构连通，打开黄油铜嘴后可通过注油孔注入润滑剂对驱动组件的内部结构进行润滑维护保养，解决了传统防尘结构的润滑保养不便问题。黄油铜嘴的设置能够避免在无外力作用的情况下润滑剂的泄露，保证驱动组件的内部的润滑剂充足。另外，黄油铜嘴方便操作人员随开随关的设计也利于驱动轮及驱动组件的即时维护保养，降低了维护保养的难度和成本，有效延长驱动轮使用寿命。
根据本发明的一些实施例，所述适用于机器人的减震舵轮设置有转向组件，所述转向组件包括设置在所述安装座上方的回转支承、与所述回转支承的外圈齿啮合的转向齿轮以及驱动所述转动齿轮转动的转向电机。所述转向电机与所述转向齿轮之间设有转向减速机，所述转向电机通过所述转向齿轮带动所述回转支承转动，从而所述带动安装座实现所述驱动轮的转向。
根据本发明的一些实施例，所述安装座上设有旋转编码器，所述旋转编码器上设有与所述回转支承的外圈齿啮合的编码器齿轮。当所述回转支承在所述转向组件的驱动下回转时，所述编码器齿轮绕所述回转支承公转，所述编码器齿轮自转的转动角度反馈到所述旋转编码器，所述编码器齿轮与回转支承的外圈齿具有一定的传动比，进而可计算出所述编码器齿轮绕所述回转支承的外圈齿公转的角度，即转向角度，如此，可实现闭环控制，监测底盘的路线状态，对路线进行实时纠正，防止机器人路线偏移。
根据本发明的一些实施例，所述适用于机器人的减震舵轮设置有减震组件，所述减震组件包括凸轮法兰和多个氮气弹簧；所述凸轮法兰的凸轮端与所述回转支承的内侧面相适配，所述凸轮法兰的凸轮端设有多个竖直的第一容纳腔，所述第一容纳腔的数量与所述氮气弹簧的数量相等且均贯穿所述凸轮法兰的凸轮端端面，所述回转支承对应所述第一容纳腔设有竖直的第二容纳腔，每个所述氮气弹簧的一端与对应的所述第一容纳腔的内部相连、另一端与对应的所述第二容纳腔的内部相连。
根据本发明的一些实施例，所述回转支承上设有自所述回转支承的上端面向下延伸的第三容纳腔，所述凸轮法兰在水平面上的投影能够遮盖所述第三容纳腔，所述第三容纳腔与所述第二容纳腔错位设置，每个所述第三容纳腔中均设有阻尼器。氮气弹簧的罐体通过螺丝固定在第二容纳腔中，氮气弹簧的行程端通过螺丝固定在第一容纳腔中，氮气弹簧的行程大部分限制在凸轮法兰的第一容纳腔和回转支承的第二容纳腔中，弹簧不会产生移位现象。并且，氮气弹簧相较于传统弹簧具有工作产生噪音小、空间占用小、安装简单、工作性能稳定，耐磨损、使用寿命长等优势。在一定程度上能够解决机器人在颠簸路面和过坎时出现打滑的问题和行驶不稳定的问题。
根据本发明的一些实施例，所述回转支承的内侧面与所述凸轮法兰的凸轮端的外侧面之间设有润滑块。
根据本发明的一些实施例，所述回转支承的底部设有限位条，所述安装座的底部对应所述限位条设有两个间隔分布的行程限位开关。所述安装座旋转达到第一个预定角度时，第一个所述行程限位开关的拨杆将与所述限位条接触触发信号并控制所述转向电机减速；如果所述安装座继续旋转达到第二个预定角度，第二个所述行程限位开关的拨杆将与所述限位条接触触发信号并控制所述转向电机停止转动。通过设置两个所述行程限位开关和所述限位条的相对位置，可以限制所述驱动轮的最大转向角度，避免所述驱动轮因过度转向而损坏的情况发生。相较于传统限位装置采用阻挡式限位结构实现紧急制动的限位方式，本实施例的限位更为安全，不会造成断齿现象。
根据本发明的一些实施例，所述驱动组件包括设置在所述安装座下方的安装轴、驱动减速机、转接法兰和驱动电机，所述驱动轮与所述安装轴之间设有深沟球轴承，所述驱动电机与所述驱动减速机对接后安装在所述安装轴内，所述驱动减速机的输出轴与所述转接法兰相连，所述转接法兰套接在所述安装轴上并与所述驱动轮固定连接。所述驱动电机运行，通过所述驱动减速机减速后，所述驱动减速机通过输出轴带动所述转接法兰转动，所述转接法兰带动所述驱动轮转动，从而所述驱动轮转动带动机器人整体运动。
根据本发明的一些实施例，所述转接法兰与所述安装座之间设有密封毡圈。
根据本发明的一些实施例，所述安装座上设有挡泥板。
根据本发明的一些实施例，所述回转支承上设有机械限位块。
根据本发明的一些实施例，所述驱动轮采用聚氨酯材料制成。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明适用于机器人的减震舵轮的整体结构示意图；
图2是本发明适用于机器人的减震舵轮的部分结构剖视图；
图3是本发明适用于机器人的减震舵轮的部分结构放大图；
图4是本发明适用于机器人的减震舵轮的整体剖视图；
图5是本发明适用于机器人的减震舵轮的第一视角图；
附图标记：
安装座101、驱动轮102、注油孔103、黄油铜嘴104、回转支承105、转向齿轮106、转向电机107、旋转编码器108、编码器齿轮109、凸轮法兰110、氮气弹簧111、第一容纳腔112、第二容纳腔113、第三容纳腔114、阻尼器115、滑块116、限位条117、行程限位开关118、安装轴119、驱动减速机120、转接法兰121、驱动电机122、深沟球轴承123。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1至图5，本发明实施例的提供了一种适用于机器人的减震舵轮，包括安装座101、设置在安装座101上的驱动组件和驱动轮102，驱动轮102的侧面开设有注油孔103，注油孔103内设有黄油铜嘴104，黄油铜嘴104用于密封注油孔103。
根据本发明实施例的适用于机器人的减震舵轮，至少具有如下技术效果：由于注油孔103与驱动组件的轮轴结构部连通，打开黄油铜嘴104后可通过注油孔103注入润滑剂对驱动组件的内部结构进行润滑维护保养，解决了传统防尘结构的润滑保养不便问题。黄油铜嘴104的设置能够避免在无外力作用的情况下润滑剂的泄露，保证驱动组件的内部的润滑剂充足。另外，黄油铜嘴104方便操作人员随开随关的设计也利于驱动轮102及驱动组件的即时维护保养，降低了维护保养的难度和成本，有效延长驱动轮102使用寿命。
在本发明的一些实施例中，适用于机器人的减震舵轮设置有转向组件，转向组件包括设置在安装座101上方的回转支承105、与回转支承105的外圈齿啮合的转向齿轮106以及驱动转动齿轮转动的转向电机107。可以理解的是，转向电机107与转向齿轮106之间设有转向减速机，转向电机107通过转向齿轮106带动回转支承105转动，从而带动安装座101实现驱动轮102的转向。
在本发明的一些实施例中，安装座101上设有旋转编码器108，旋转编码器108上设有与回转支承105的外圈齿啮合的编码器齿轮109。当回转支承105在转向组件的驱动下回转时，编码器齿轮109绕回转支承105公转，编码器齿轮109自转的转动角度反馈到旋转编码器108，编码器齿轮109与回转支承105的外圈齿具有一定的传动比，进而可计算出编码器齿轮109绕回转支承105的外圈齿公转的角度，即转向角度，如此，可实现闭环控制，监测底盘的路线状态，对路线进行实时纠正，防止机器人路线偏移。
在本发明的一些实施例中，适用于机器人的减震舵轮设置有减震组件，减震组件包括凸轮法兰110和多个氮气弹簧111；凸轮法兰110的凸轮端与回转支承105的内侧面相适配，凸轮法兰110的凸轮端设有多个竖直的第一容纳腔112，第一容纳腔112的数量与氮气弹簧111的数量相等且均贯穿凸轮法兰110的凸轮端端面，回转支承105对应第一容纳腔112设有竖直的第二容纳腔113，每个氮气弹簧111的一端与对应的第一容纳腔112的内部相连、另一端与对应的第二容纳腔113的内部相连。在本实施例中，第一容纳腔112均匀间隔地分布在凸轮法兰110上。常见舵轮的减震结构一般采用在导柱外套设螺旋弹簧的方式，当多个螺旋弹簧同时协调工作时，存在一部分弹簧产生压缩形变，另一部分弹簧产生拉伸形变的情况，导致机器人产生摆动影响整体运行稳定性，并且会导致导向柱内壁发生摩擦，产生了噪音的同时也缩短了元件使用寿命；另外，传统的减震结构中弹簧与减震固定部件接触面积较小，容易出现弹簧移位的情况。在本实施例中，结合图2，氮气弹簧111的罐体通过螺丝固定在第二容纳腔113中，氮气弹簧111的行程端通过螺丝固定在第一容纳腔112中，氮气弹簧111的行程大部分限制在凸轮法兰110的第一容纳腔112和回转支承105的第二容纳腔113中，弹簧不会产生移位现象。并且，氮气弹簧111相较于传统弹簧具有工作产生噪音小、空间占用小、安装简单、工作性能稳定，耐磨损、使用寿命长等优势。在一定程度上能够解决机器人在颠簸路面和过坎时出现打滑的问题和行驶不稳定的问题。
在本发明的一些实施例中，回转支承105上设有自回转支承105的上端面向下延伸的第三容纳腔114，凸轮法兰110在水平面上的投影能够遮盖第三容纳腔114，第三容纳腔114与第二容纳腔113错位设置，每个第三容纳腔114中均设有阻尼器115。阻尼器115通过安装槽底部的螺纹孔以螺丝固定，当机器人行走时，在受到外界颠簸的影响下，氮气弹簧111被压缩，阻尼器115的存在使得凸轮法兰110与回转支承105的端面之间抵接时有一个缓冲作用，在一定程度上保证行走的平稳性。
在本发明的一些实施例中，回转支承105的内侧面与凸轮法兰110的凸轮端的外侧面之间设有润滑块116。润滑块116可以选择自润滑石墨铜制作，无需润滑油便可实现良好的自润滑效果，降低了维护保养成本。
在本发明的一些实施例中，回转支承105的底部设有限位条117，安装座101的底部对应限位条117设有两个间隔分布的行程限位开关118。结合图3，安装座101旋转达到第一个预定角度时，第一个行程限位开关118的拨杆将与限位条117接触触发信号并控制转向电机107减速；如果安装座101继续旋转达到第二个预定角度，第二个行程限位开关118的拨杆将与限位条117接触触发信号并控制转向电机107停止转动。通过设置两个行程限位开关118和限位条117的相对位置，可以限制驱动轮102的最大转向角度，避免驱动轮102因过度转向而损坏的情况发生。相较于传统限位装置采用阻挡式限位结构实现紧急制动的限位方式，本实施例的限位更为安全，不会造成断齿现象。
在本发明的一些实施例中，驱动组件包括设置在安装座101下方的安装轴119、驱动减速机120、转接法兰121和驱动电机122，驱动轮102与安装轴119之间设有深沟球轴承123，驱动电机122与驱动减速机120对接后安装在安装轴119内，驱动减速机120的输出轴与转接法兰121相连，转接法兰121套接在安装轴119上并与驱动轮102固定连接。结合图4，安装轴119固定安装于安装座101的下方，驱动电机122和驱动减速机120两相对接安装于安装轴119内，驱动电机122运行，通过驱动减速机120减速后，驱动减速机120通过输出轴带动转接法兰121转动，转接法兰121带动驱动轮102转动，驱动轮102转动带动机器人整体运动。
在本发明的一些实施例中，转接法兰121与安装座101之间设有密封毡圈。转接法兰121与安装轴119之间存在活动摩擦区，为防止深沟球轴承123中的润滑液泄露，故在转接法兰121与驱动轮102安装轴119之间设有密封毡圈(图中未示出)，密封毡圈材质为致密毛毡，在对深沟球轴承123进行油密封的同时，对转接法兰121与安装轴119之间的活动摩擦区也有着辅助润滑与活动缓冲的作用。
在本发明的一些实施例中，安装座101上设有挡泥板(图中未示出)。挡泥板位于驱动轮102的上方，当驱动轮102运行于泥泞环境中时，挡泥板能有效将驱动轮102转动带起的泥水阻挡，防止泥水进入内部结构中损坏电路，并能对线束起到梳理作用。
在本发明的一些实施例中，回转支承105上设有机械限位块，机械限位块采用强制限位保护，与行程限位开关118配合形成双重保护结构，断绝舵轮因故障过度转向而损坏的可能。
在本发明的一些实施例中，驱动轮102采用聚氨酯材料制成，聚氨酯相较于一般的由橡胶材质有着更好的耐磨性能、承重性能以及耐温性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种适用于机器人的减震舵轮，其特征在于：包括安装座、设置在所述安装座上的驱动组件和驱动轮，所述驱动轮的侧面开设有注油孔，所述注油孔内设有黄油铜嘴，所述黄油铜嘴用于密封所述注油孔。
2.根据权利要求1所述的适用于机器人的减震舵轮，其特征在于：所述适用于机器人的减震舵轮设置有转向组件，所述转向组件包括设置在所述安装座上方的回转支承、与所述回转支承的外圈齿啮合的转向齿轮以及驱动所述转动齿轮转动的转向电机。
3.根据权利要求2所述的适用于机器人的减震舵轮，其特征在于：所述适用于机器人的减震舵轮设置有减震组件，所述减震组件包括凸轮法兰和多个氮气弹簧；所述凸轮法兰的凸轮端与所述回转支承的内侧面相适配，所述凸轮法兰的凸轮端设有多个竖直的第一容纳腔，所述第一容纳腔的数量与所述氮气弹簧的数量相等且均贯穿所述凸轮法兰的凸轮端端面，所述回转支承对应所述第一容纳腔设有竖直的第二容纳腔，每个所述氮气弹簧的一端与对应的所述第一容纳腔的内部相连、另一端与对应的所述第二容纳腔的内部相连。
4.根据权利要求3所述的适用于机器人的减震舵轮，其特征在于：所述回转支承上设有自所述回转支承的上端面向下延伸的第三容纳腔，所述凸轮法兰在水平面上的投影能够遮盖所述第三容纳腔，所述第三容纳腔与所述第二容纳腔错位设置，每个所述第三容纳腔中均设有阻尼器。
5.根据权利要求3所述的适用于机器人的减震舵轮，其特征在于：所述回转支承的内侧面与所述凸轮法兰的凸轮端的外侧面之间设有润滑块。
6.根据权利要求2所述的适用于机器人的减震舵轮，其特征在于：所述安装座上设有旋转编码器，所述旋转编码器上设有与所述回转支承的外圈齿啮合的编码器齿轮。
7.根据权利要求2所述的适用于机器人的减震舵轮，其特征在于：所述回转支承的底部设有限位条，所述安装座的底部对应所述限位条设有两个间隔分布的行程限位开关。
8.根据权利要求1所述的适用于机器人的减震舵轮，其特征在于：所述驱动组件包括设置在所述安装座下方的安装轴、驱动减速机、转接法兰和驱动电机，所述驱动轮与所述安装轴之间设有深沟球轴承，所述驱动电机与所述驱动减速机对接后安装在所述安装轴内，所述驱动减速机的输出轴与所述转接法兰相连，所述转接法兰套接在所述安装轴上并与所述驱动轮固定连接。
9.根据权利要求8所述的适用于机器人的减震舵轮，其特征在于：所述转接法兰与所述安装座之间设有密封毡圈。
10.根据权利要求1所述的适用于机器人的减震舵轮，其特征在于：所述安装座上设有挡泥板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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