CN113895531B - 一种履带式机器人齿轮传动结构 - Google Patents
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Abstract
一种履带式机器人齿轮传动结构，它涉及一种齿轮传动结构，具体涉及一种履带式机器人齿轮传动结构。本发明为了解决现有履带机器人的前齿轮直径是固定不便的，只能翻越克服高度小于前齿轮半径的障碍物，对于一些高度大于前齿轮半径的障碍物直径绕行或采用搭建斜坡的方式通过的问题。本发明包括中间过渡齿轮和两个变径齿轮机构；中间过渡齿轮设置在两个变径齿轮机构之间，履带套装在中间过渡齿轮和两个变径齿轮机构上。本发明属于齿轮结构设计领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种齿轮传动结构，具体涉及一种履带式机器人齿轮传动结构，属于齿轮结构设计领域。
背景技术
履带是由主动轮驱动、围绕着主动轮、负重轮、诱导轮和托带轮的柔性链环。履带由履带板和履带销等组成。履带销将各履带板连接起来构成履带链环。履带板的两端有孔，与主动轮啮合，中部有诱导齿，用来规正履带，并防止坦克转向或侧倾行驶时履带脱落，在与地面接触的一面有加强防滑筋简称花纹，以提高履带板的坚固性和履带与地面的附着力。使用履带作为底盘行走的机器人被称为履带式机器人，履带式机器人能够适应多种复杂地形，因此被广泛应用于野外运输、勘察等活动。现有履带机器人的前齿轮直径是固定不便的，只能翻越克服高度小于前齿轮半径的障碍物，对于一些高度大于前齿轮半径的障碍物直径绕行或采用搭建斜坡的方式通过，这给履带机器人在野外活动造成一定影响。
发明内容
本发明为解决现有履带机器人的前齿轮直径是固定不便的，只能翻越克服高度小于前齿轮半径的障碍物，对于一些高度大于前齿轮半径的障碍物直径绕行或采用搭建斜坡的方式通过的问题，进而提出一种履带式机器人齿轮传动结构。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括履带；本发明还包括中间过渡齿轮和两个变径齿轮机构；中间过渡齿轮设置在两个变径齿轮机构之间，履带套装在中间过渡齿轮和两个变径齿轮机构上。
进一步的，变径齿轮机构包括轮盘、六个电动液压缸组件和六个固定齿轮组件；六个电动液压缸组件沿圆周方向均布设置在轮盘的边缘，每个电动液压缸的一端与轮盘固定连接，每个电动液压缸的另一端与一个固定齿轮组件固定连接。
进一步的，每个电动液压缸组件包括电动液压缸、外插架和内插架；电动液压缸的缸体与内插架固定连接，电动液压缸的活塞杆与外插架固定连接，内插架与轮盘固定连接，外插架与固定齿轮组件固定连接。
进一步的，每个固定齿轮组件包括固定齿轮、两个挡环和多个缓冲组件；两个挡环对称设置在固定齿轮的两侧，每个挡环通过多个所述缓冲组件与固定齿轮连接，挡环的直径大于固定齿轮的齿顶圆直径，固定齿轮与外插架固定连接。
进一步的，外插架是U形插架，且所述U形插架的开口处设有轴，固定齿轮套装在轴上，轴与固定齿轮通过键限位固定。
进一步的，内插架是U形插架，所述U形插架开口的两端各个通过两个连接螺栓与轮盘连接，且每端的两个连接螺栓由外至内并排设置。
进一步的，挡环直径与固定齿轮齿顶圆直径之间的差值为2mm~3mm。
进一步的，每个所述缓冲组件包括调节螺栓和缓冲弹簧；挡环通过调节螺栓与固定齿轮连接，缓冲弹簧套装在调节螺栓上，且缓冲弹簧位于固定齿轮与挡环之间。
本发明的有益效果是：本发明的前部履带齿轮机构和后部履带齿轮机构在中央控制器的操控下可以实现变直径，这种直径的变化可以使履带底盘能够跨越一些较高的障碍物及宽度较大的深沟，方便履带式机器人在野外应对各种复杂地形，提高履带式机器人在野外行进的效率；本发明结构简单，每个零件部件均可随时进行拆卸更换，使得整个履带式机器人野外生存能力和连续作业能力得到了大幅度提高。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是变径齿轮机构的结构示意图；
图3是电动液压缸组件和固定齿轮组件的放大结构示意图；
图4是固定齿轮的结构示意图；
图5是轮盘的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种履带式机器人齿轮传动结构，它包括履带1；本实施方式还包括中间过渡齿轮2和两个变径齿轮机构3；中间过渡齿轮2设置在两个变径齿轮机构3之间，履带1套装在中间过渡齿轮2和两个变径齿轮机构3上。
具体实施方式二：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种履带式机器人齿轮传动结构的变径齿轮机构3包括轮盘3-1、六个电动液压缸组件3-2和六个固定齿轮组件3-3；六个电动液压缸组件3-2沿圆周方向均布设置在轮盘3-1的边缘，每个电动液压缸3-2的一端与轮盘3-1固定连接，每个电动液压缸3-2的另一端与一个固定齿轮组件3-3固定连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种履带式机器人齿轮传动结构的每个电动液压缸组件3-2包括电动液压缸3-2-1、外插架3-2-2和内插架3-2-3；电动液压缸3-2-1的缸体与内插架3-2-3固定连接，电动液压缸3-2-1的活塞杆与外插架3-2-2固定连接，内插架3-2-3与轮盘3-1固定连接，外插架3-2-2与固定齿轮组件3-3固定连接。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种履带式机器人齿轮传动结构的每个固定齿轮组件3-3包括固定齿轮3-3-1、两个挡环3-3-2和多个缓冲组件；两个挡环3-3-2对称设置在固定齿轮3-3-1的两侧，每个挡环3-3-2通过多个所述缓冲组件与固定齿轮3-3-1连接，挡环3-3-2的直径大于固定齿轮3-3-1的齿顶圆直径，固定齿轮3-3-1与外插架3-2-2固定连接。
两个挡环3-3-2可以对履带1进行限位，缓冲组件能够防止挡环3-3-2与履带1的边缘的刚性接触，避免履带1在挡环3-3-2的挤压下变形。
其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种履带式机器人齿轮传动结构的外插架3-2-2是U形插架，且所述U形插架的开口处设有轴3-2-4，固定齿轮3-3-1套装在轴3-2-4上，轴3-2-4与固定齿轮3-3-1通过键限位固定。
固定齿轮3-3-1的键槽3-3-1-1与键之间为间隙配合，如此设置，在实际运行过程中，固定齿轮3-3-1与履带1之间有一定的缓冲空间，避免二者之间长时间刚性接触导致外插架3-2-2和轴3-2-4发生疲劳断裂。
其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种履带式机器人齿轮传动结构的内插架3-2-3是U形插架，所述U形插架开口的两端各个通过两个连接螺栓3-2-3-1与轮盘3-1连接，且每端的两个连接螺栓3-2-3-1由外至内并排设置。
如此设置，方便随时更换和维修，履带机器人在野外工作时，经常会遇到各种意想不到的恶劣环境和意外，因此零件更换和维修方便是其生存性能主要指标之一。
其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式七：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种履带式机器人齿轮传动结构的挡环3-3-2直径与固定齿轮3-3-1齿顶圆直径之间的差值H为2mm~3mm。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式八：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种履带式机器人齿轮传动结构的每个所述缓冲组件包括调节螺栓3-3-3和缓冲弹簧3-3-4；挡环3-3-2通过调节螺栓3-3-3与固定齿轮3-3-1连接，缓冲弹簧3-3-4套装在调节螺栓3-3-3上，且缓冲弹簧3-3-4位于固定齿轮3-3-1与挡环3-3-2之间。
如此设置，操作人员可以根据履带1的软硬程度调节缓冲弹簧3-3-4的松紧度，避免挡环3-3-2对履带1挤压力过大或过小，同时，缓冲弹簧3-3-4可以减缓或避免履带1在宽度方向上发生挤压弯曲变形。
其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式九：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种履带式机器人齿轮传动结构的轮盘3-1的内孔3-1-1的内壁沿圆周方向设有多个卡齿3-1-2，相邻两个卡齿3-1-2之间设有减震橡胶垫3-1-3。减震橡胶垫3-1-3能够缓冲轮盘轴3-1与轮轴之间的震动，使履带1运行更加稳定，同时减缓地面小坑洼的震动，使整个履带机器人在野外行进更加自如。
工作原理
使用时，每个变径齿轮机构3的电动液压缸3-2-1均与中央控制器连接，当遇到较高的障碍或较宽的深沟时，中央控制器操控前部的变径齿轮机构3的电动液压缸3-2-1放出活塞杆，同时操控后部的变径齿轮机构3的电动液压缸3-2-1收回活塞杆，前部变径齿轮机构3的电动液压缸3-2-1的活塞杆放出的长度与后部变径齿轮机构3的电动液压缸3-2-1的活塞杆收回的长度相同，此时，前部的变径齿轮机构3直径变大，后部的变径齿轮机构3直径变小，履带可以轻松越过障碍和深沟；通过后，中央控制器操控前部变径齿轮机构3的直径和后部变径齿轮机构3的直径变成一致，继续行进。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种履带式机器人齿轮传动结构，它包括履带（1）；其特征在于：所述一种履带式机器人齿轮传动结构还包括中间过渡齿轮（2）和两个变径齿轮机构（3）；中间过渡齿轮（2）设置在两个变径齿轮机构（3）之间，履带（1）套装在中间过渡齿轮（2）和两个变径齿轮机构（3）上；
变径齿轮机构（3）包括轮盘（3-1）、六个电动液压缸组件（3-2）和六个固定齿轮组件（3-3）；六个电动液压缸组件（3-2）沿圆周方向均布设置在轮盘（3-1）的边缘，每个电动液压缸（3-2）的一端与轮盘（3-1）固定连接，每个电动液压缸（3-2）的另一端与一个固定齿轮组件（3-3）固定连接；
每个电动液压缸组件（3-2）包括电动液压缸（3-2-1）、外插架（3-2-2）和内插架（3-2-3）；电动液压缸（3-2-1）的缸体与内插架（3-2-3）固定连接，电动液压缸（3-2-1）的活塞杆与外插架（3-2-2）固定连接，内插架（3-2-3）与轮盘（3-1）固定连接，外插架（3-2-2）与固定齿轮组件（3-3）固定连接；
每个固定齿轮组件（3-3）包括固定齿轮（3-3-1）、两个挡环（3-3-2）和多个缓冲组件；两个挡环（3-3-2）对称设置在固定齿轮（3-3-1）的两侧，每个挡环（3-3-2）通过多个所述缓冲组件与固定齿轮（3-3-1）连接，挡环（3-3-2）的直径大于固定齿轮（3-3-1）的齿顶圆直径，固定齿轮（3-3-1）与外插架（3-2-2）固定连接；
外插架（3-2-2）是U形插架，且所述U形插架的开口处设有轴（3-2-4），固定齿轮（3-3-1）套装在轴（3-2-4）上，轴（3-2-4）与固定齿轮（3-3-1）通过键限位固定；
内插架（3-2-3）是U形插架，所述U形插架开口的两端各个通过两个连接螺栓（3-2-3-1）与轮盘（3-1）连接，且每端的两个连接螺栓（3-2-3-1）由外至内并排设置；
轮盘（3-1）的内孔（3-1-1的内壁沿圆周方向设有多个卡齿（3-1-2），相邻两个卡齿（3-1-2）之间设有减震橡胶垫（3-1-3）；
每个所述缓冲组件包括调节螺栓（3-3-3）和缓冲弹簧（3-3-4）；挡环（3-3-2）通过调节螺栓（3-3-3）与固定齿轮（3-3-1）连接，缓冲弹簧（3-3-4）套装在调节螺栓（3-3-3）上，且缓冲弹簧（3-3-4）位于固定齿轮（3-3-1）与挡环（3-3-2）之间。
2.根据权利要求1所述一种履带式机器人齿轮传动结构，其特征在于：挡环（3-3-2）直径与固定齿轮（3-3-1）齿顶圆直径之间的差值（H）为2mm~3mm。
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