CN114131577A - 一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构，包括第一层支撑架和第二层支撑架，滑轨的中部安装有四面滑车，四面滑车的顶端安装有底板，底板的一端安装有第一电机，拖链结构的顶端安装有第二层支撑架，第二层支撑架为矩形框架结构，且为对称设置，第二层支撑架的一端中部安装有左二级滑轨，连接机构的内侧安装有滑轨，左二级滑轨的底端安装有三面滑车。本发明通过设计一种机械辅助结构，能够设置于绿茵争锋的赛场外侧，通过其机械结构控制左右场上场的机器人，并能够自行左右移动，方便外置的抓取结构接近橄榄球的位置，从而达到避免赛场的场地因素对于竞赛的影响，并增加了整体结构的承载力。

Description

一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构

技术领域

本发明涉及机械设备领域，特别涉及一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构。

背景技术

在Robocon全国大学生机器人比赛中通常会涉及到各类赛场，特别是机器人的球类赛场中，一般是经由赛场外侧的机械臂或机械动力结构对球类进行复位，如投篮、橄榄球或足球类活动，有的还会涉及到赛场的晃动等，主要用于考验机器人的灵活度和稳定性，这些都需要特定的赛场机械支撑结构所配合。

但是，现有的球类复位结构通常只具有单向移动的功能，特别是如第19届Robocon全国大学生机器人比赛的绿茵争锋赛场中，如图1所示，若采用的是单向位移的场地，对于分队分组的比赛而言，由两侧上场的机器人会涉及到场地因素，又因为一般的机械结构单一，整体的承载力较低，整体结构的更改自由度过低，无法随时根据需求更改，因此实用性不强。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构，包括第一层支撑架和第二层支撑架，所述第一层支撑架是由四根立柱和L型杆件组成，所述第一层支撑架的顶端安装有连接机构，所述连接机构的内侧安装有滑轨，所述滑轨的中部安装有四面滑车，所述四面滑车的顶端安装有底板，所述底板的一端安装有第一电机，所述第一电机的底端安装有一级齿轮，所述一级齿轮的一端安装有第一齿条，所述第一齿条的一端安装有拖链结构，所述拖链结构的顶端安装有第二层支撑架，所述第二层支撑架为矩形框架结构，且为对称设置，所述第二层支撑架的一端中部安装有左二级滑轨，所述第二层支撑架的另一端中部安装有右二级滑轨，所述左二级滑轨的一端安装有传动链条，所述第二层支撑架的顶端安装有第二齿条，所述左二级滑轨的中部安装有滑块，所述第二层支撑架的底端两侧安装有连接机构，所述连接机构的内侧安装有滑轨，所述左二级滑轨的底端安装有三面滑车，所述左二级滑轨的一侧表面安装有升降电机，所述升降电机的内侧安装有小齿轮，所述小齿轮的顶端安装有二级齿轮，所述二级齿轮的顶端安装有大带轮，所述大带轮的一侧安装有小带轮，所述小带轮的表面设置有皮带，所述小带轮的一端安装有第二电机，所述第二电机的上侧安装有大齿轮。

作为本发明的一种优选技术方案，所述滑轨的个数为两个，且为对称设置，所述立柱和L型杆件为固定连接，所述第一电机和一级齿轮为传动连接，所述一级齿轮和第一齿条为啮齿连接，所述第一电机和底板为固定连接，所述底板和四面滑车为固定连接，所述四面滑车和滑轨为滑动连接，所述滑轨和支柱通过连接机构固定连接，所述拖链结构和L型杆件为固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二层支撑架和滑轨通过连接机构固定连接，所述连接机构是由T型板、螺钉和螺母材料组成，所述三面滑车是由板件、隔离柱和小轴承构成，所述左二级滑轨和右二级滑轨中部均安装有滑块，所述左二级滑轨和右二级滑轨底端均设置有三面滑车结构，所述左二级滑轨和拖链结构通过传动链条传动连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二电机和小带轮为传动连接诶，所述小带轮和大带轮通过皮带传动连接，所述大带轮和大齿轮为传动连接，所述大齿轮和第二齿条为啮齿连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述升降电机和小齿轮为传动连接，所述小齿轮和耳机齿轮为啮合连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述连接机构由板件材料、螺栓和螺母组成，且板件材料之间通过榫卯连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过设计一种机械辅助结构，能够设置于绿茵争锋的赛场外侧，通过其机械结构控制左右场上场的机器人，并能够自行左右移动，方便外置的抓取结构接近橄榄球的位置，从而达到避免赛场的场地因素对于竞赛的影响，并增加了整体结构的承载力。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是绿茵争锋的赛场结构示意图；

图2是本发明的整体结构示意图；

图3是本发明的第一层支撑架结构示意图；

图4是本发明的第二层支撑架结构示意图；

图5是本发明的左二级滑轨结构示意图；

图中：1、第一层支撑架；2、第二层支撑架；3、立柱；4、L型杆件；5、连接机构；6、滑轨；7、四面滑车；8、底板；9、第一电机；10、一级齿轮；11、第一齿条；12、拖链结构；13、左二级滑轨；14、右二级滑轨；15、传动链条；16、第二齿条；17、滑块；18、三面滑车；19、升降电机；20、小齿轮；21、二级齿轮；22、大带轮；23、小带轮；24、皮带；25、第二电机；26、大齿轮；27、固定机构；28、轨道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。

实施例1

如图2-4所示，本发明提供一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构，包括第一层支撑架1和第二层支撑架2，第一层支撑架1是由四根立柱3和L型杆件4组成，第一层支撑架1的顶端安装有连接机构5，连接机构5的内侧安装有滑轨6，滑轨6的中部安装有四面滑车7，四面滑车7的顶端安装有底板8，底板8的一端安装有第一电机9，第一电机9的底端安装有一级齿轮10，一级齿轮10的一端安装有第一齿条11，第一齿条11的一端安装有拖链结构12，拖链结构12的顶端安装有第二层支撑架2，第二层支撑架2为矩形框架结构，且为对称设置，第二层支撑架2的一端中部安装有左二级滑轨13，第二层支撑架2的另一端中部安装有右二级滑轨14，左二级滑轨13的一端安装有传动链条15，第二层支撑架2的顶端安装有第二齿条16，左二级滑轨13的中部安装有滑块17，第二层支撑架2的底端两侧安装有连接机构5，连接机构5的内侧安装有滑轨6，左二级滑轨13的底端安装有三面滑车18，左二级滑轨13的一侧表面安装有升降电机19，升降电机19的内侧安装有小齿轮20，小齿轮20的顶端安装有二级齿轮21，二级齿轮21的顶端安装有大带轮22，大带轮22的一侧安装有小带轮23，小带轮23的表面设置有皮带24，小带轮23的一端安装有第二电机25，第二电机25的上侧安装有大齿轮26。

进一步的，滑轨6的个数为两个，且为对称设置，立柱3和L型杆件4为固定连接，第一电机9和一级齿轮10为传动连接，一级齿轮10和第一齿条11为啮齿连接，第一电机9和底板8为固定连接，底板8和四面滑车7为固定连接，四面滑车7和滑轨6为滑动连接，滑轨6和支柱通过连接机构5固定连接，拖链结构12和L型杆件4为固定连接。

第二层支撑架2和滑轨6通过连接机构5固定连接，连接机构5是由T型板、螺钉和螺母材料组成，三面滑车1815是由板件、隔离柱和小轴承构成，左二级滑轨13和右二级滑轨14中部均安装有滑块17，左二级滑轨13和右二级滑轨14底端均设置有三面滑车18结构，左二级滑轨13和拖链结构12通过传动链条15传动连接。

第二电机25和小带轮23为传动连接诶，小带轮23和大带轮22通过皮带24传动连接，大带轮22和大齿轮26为传动连接，大齿轮26和第二齿条16为啮齿连接。

升降电机19和小齿轮20为传动连接，小齿轮20和耳机齿轮为啮合连接。

连接机构5由板件材料、螺栓和螺母组成，且板件材料之间通过榫卯连接。

具体的，整体结构位于赛场的外侧，底板8两端露出至赛场外侧，设备主要通过在底板8位于启动区域一侧放置机器人，设置于左或右场的启动区域的底板8表面，随后设备整体主要通过第一电机9的启动，传动至一级齿轮10，使一级齿轮10能够在第一齿条11上形成位移效果，而由于第一电机9和底板8为固定连接，底板8则主要通过四面滑车7在滑轨6上为滑动连接，因此第一电机9在位移后将带动底板8在滑轨6上同步位移，使机器人能够方便位移到橄榄球台的附近，固定其位置且方便机器人的抓取和投射。

随后左二级滑轨13上的第二电机15转动，从而带动小带轮23转动，通过皮带24带动大带轮22转动，传动大齿轮26沿着齿条16转动，左二级滑轨13和右二级滑轨14顶端则可设置杆件固定连接，实现左二级滑轨13、右二级滑轨14通过三面滑车18沿着轨道28左右移动，左二级滑轨13表面则能够安装如机械臂的抓取结构，从而方便抓取结构能够尽快靠近机器人所投掷的橄榄球，并使其复位，同时左二级滑轨13亦安装有升降电机19、小齿轮20和二级齿轮21，其二级齿轮21的杆件露出至外侧，若在二级齿轮12表面加装齿条，并将抓取结构和齿条固定后，其抓取结构则可实现上下移动，方便整体使用，能够将橄榄球回掷至机器人。

其结构简单，第一级滑轨由第一层支撑架1，滑轨6，四面滑车7，连接机构5，底板8，第一电机9，第一齿轮11，第一齿条11和拖链结构12组成，第二级滑轨由第二层支撑架2，左二级滑轨13，右二级滑轨14，传动链条15，第二齿条16，三面滑车18，轨道28，固定机构27，滑块17，第二电机25，小带轮23，皮带24，大带轮22，大齿轮26，升降电机19，小齿轮20，二级齿轮21组成，通过传统的机械传动结构固定和连接，第二级滑轨采用上下两层滑轨结构，提高整体机构的承重能力，升降机构则通过外置的齿轮齿条传动，左二级滑轨13与右二级滑轨14则通过滑块17与物体连接，形成上下滑动的结构，滑轨的双向滑动，则主要解决如机器人比赛左右场等问题，所运用一个机构便实现了可伸缩式双向滑轨，节约了成本，提高了空间利用率。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)

1.一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构，包括第一层支撑架(1)和第二层支撑架(2)，其特征在于，所述第一层支撑架(1)是由四根立柱(3)和L型杆件(4)组成，所述第一层支撑架(1)的顶端安装有连接机构(5)，所述连接机构(5)的内侧安装有滑轨(6)，所述滑轨(6)的中部安装有四面滑车(7)，所述四面滑车(7)的顶端安装有底板(8)，所述底板(8)的一端安装有第一电机(9)，所述第一电机(9)的底端安装有一级齿轮(10)，所述一级齿轮(10)的一端安装有第一齿条(11)，所述第一齿条(11)的一端安装有拖链结构(12)，所述拖链结构(12)的顶端安装有第二层支撑架(2)，所述第二层支撑架(2)为矩形框架结构，且为对称设置，所述第二层支撑架(2)的一端中部安装有左二级滑轨(13)，所述第二层支撑架(2)的另一端中部安装有右二级滑轨(14)，所述左二级滑轨(13)的一端安装有传动链条(15)，所述第二层支撑架(2)的顶端安装有第二齿条(16)，所述左二级滑轨(13)的中部安装有滑块(17)，所述第二层支撑架(2)的底端两侧安装有固定机构(27)，所述固定机构(27)的内侧安装有轨道(28)，所述左二级滑轨(13)的底端安装有三面滑车(18)，所述左二级滑轨(13)的一侧表面安装有升降电机(19)，所述升降电机(19)的内侧安装有小齿轮(20)，所述小齿轮(20)的顶端安装有二级齿轮(21)，所述二级齿轮(21)的顶端安装有大带轮(22)，所述大带轮(22)的一侧安装有小带轮(23)，所述小带轮(23)的表面设置有皮带(24)，所述小带轮(23)的一端安装有第二电机(25)，所述第二电机(25)的上侧安装有大齿轮(26)。

2.根据权利要求1所述的一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构，其特征在于，所述滑轨(6)的个数为两个，且为对称设置，所述立柱(3)和L型杆件(4)为固定连接，所述第一电机(9)和一级齿轮(10)为传动连接，所述一级齿轮(10)和第一齿条(11)为啮齿连接，所述第一电机(9)和底板(8)为固定连接，所述底板(8)和四面滑车(7)为固定连接，所述四面滑车(7)和滑轨(6)为滑动连接，所述滑轨(6)和支柱通过连接机构(5)固定连接，所述拖链结构(12)和L型杆件(4)为固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构，其特征在于，所述第二层支撑架(2)和轨道(28)通过固定机构(27)固定连接，所述固定机构(27)是由T型板、螺钉和螺母材料组成，所述三面滑车(18)15是由板件、隔离柱和小轴承构成，所述左二级滑轨(13)和右二级滑轨(14)中部均安装有滑块(17)，所述左二级滑轨(13)和右二级滑轨(14)底端均设置有三面滑车(18)结构，所述左二级滑轨(13)和拖链结构(12)通过传动链条(15)传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构，其特征在于，所述第二电机(25)和小带轮(23)为传动连接诶，所述小带轮(23)和大带轮(22)通过皮带(24)传动连接，所述大带轮(22)和大齿轮(26)为传动连接，所述大齿轮(26)和第二齿条(16)为啮齿连接。

5.根据权利要求1所述的一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构，其特征在于，所述升降电机(19)和小齿轮(20)为传动连接，所述小齿轮(20)和耳机齿轮为啮合连接。

6.根据权利要求1所述的一种多自由度的可伸缩式双向滑轨机构，其特征在于，所述连接机构(5)由板件材料、螺栓和螺母组成，且板件材料之间通过榫卯连接。

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