CN206155605U - 履带张紧装置 - Google Patents

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CN206155605U
CN206155605U CN201621066844.7U CN201621066844U CN206155605U CN 206155605 U CN206155605 U CN 206155605U CN 201621066844 U CN201621066844 U CN 201621066844U CN 206155605 U CN206155605 U CN 206155605U
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蒋昌胜
江家勇
徐建荣
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Ruide Suzhou Grace Luminous Energy Science And Technology Ltd
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Ruide Suzhou Grace Luminous Energy Science And Technology Ltd
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Abstract

本实用新型提供一种履带张紧装置,所述履带张紧装置包括一上传动带、一下传动带、一上张紧部、一下压紧部及一弹性支撑部。

Description

履带张紧装置
技术领域
本实用新型涉及一种履带张紧装置。
背景技术
现有技术的轮式机器人一般都只能应用于水平地面上,不能适用于太阳能面板这样的斜坡平面。为解决轮式机器人容易从斜坡平面上滑落的技术问题,本实用新型涉及一种履带式行进装置,增大机器人与斜坡平面之间的摩擦力,使得机器人可以在面板上自由行走。
履带是一围于齿轮组上的柔性链环,通常情况下,齿轮组的结构相对固定,难以调整,因此在履带安装时,需要对履带进行调整,特别是履带的张紧程度的调整。履带的张紧程度对该履带的使用寿命具有很大的影响,履带过紧或过松都不好。不同的使用环境要求履带有着不同的松紧度。如在坚硬路面上行驶,应将履带张得紧些;在不规则的路面行驶则应将履带张得松些。现有技术中,履带的张紧调整装置包括由支架、曲臂、轴套、蜗轮、蜗杆、螺杆、摩檫片和衬套等组成。这种结构比较复杂,而且调整时,通常需要反复检验,以达到履带张紧程度的要求。调整后,只能适用于一种路面环境,遇到不同的路面环境时,通常需要再调整。因此,需要提供一种能够实时调整履带张紧程度的装置,能够自动的对履带进行松紧调整,满足履带在各种路面环境下运行的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,提供一种履带张紧装置,以解决传统的履带张紧调整装置结构复杂、稳定性差、调整不便的技术问题。
为解决上述问题,本实用新型提供一种履带张紧装置,用于一履带;履带张紧装置包括一上传动带,其为所述履带上部,其下表面设有至少一履带内齿;一下传动带,其为所述履带下部,其上表面设有至少一履带内齿;一上张紧部,其上端与所述上传动带下表面相切或啮合,用以张紧所述上传动带;至少一下压紧部,其下端与所述下传动带上表面相切,用以压紧所述下传动带;一弹性支撑部,其一端连接至所述上张紧部,其另一端连接至所述下压紧部,用以支撑所述上张紧部及所述下压紧部。
进一步地,所述履带张紧装置还包括一个或两个履带侧板,设置于所述履带的一侧或两侧;至少一腰型孔,竖直式设于所述履带侧板的上部;至少一安装轴,每一安装轴一端上下滑动式设置于一腰型孔内;或者,每一安装轴两端上下滑动式设置于两个相对的腰型孔内,两个相对的腰型孔分别位于两个履带侧板上。
进一步地,所述安装轴包括至少一齿轮安装轴;所述上张紧部包括至少一张紧齿轮,每一张紧齿轮通过一滚动轴承安装至一齿轮安装轴上,其上端与所述上传动带下表面啮合。
进一步地,所述张紧齿轮为双联直齿圆柱齿轮,包括两个圆柱齿轮,与上传动带下表面啮合;及一联动部,设于两个圆柱齿轮之间;其中,两个圆柱齿轮的直径相同;所述联动部直径小于所述圆柱齿轮的直径。
进一步地,所述安装轴还包括至少一传动轮安装轴;所述上张紧部还包括至少一张紧传动轮,每一张紧传动轮通过一滚动轴承安装至一传动轮安装轴上,其与所述张紧齿轮相切或啮合;以及一“V”形架,其上部的两端分别设有一传动轮安装轴,所述“V”形架上方设有一齿轮安装轴;其中,所述齿轮安装轴与所述传动轮安装轴平行,所述齿轮安装轴位于两个传动轮安装轴中间处的上方。
进一步地,所述上张紧部还包括一“V”形架,其上部的两端分别设有一齿轮安装轴,其下端连接至所述弹性支撑部,或者,一齿轮支架,其上端安装有至少一齿轮安装轴,其下端连接至所述弹性支撑部。
进一步地,所述“V”形架包括两片“V”形平板,彼此平行设置;及两根横梁,每一横梁两端分别固定连接至两片“V”形平板;其中,所述传动轮安装轴或所述齿轮安装轴垂直于所述“V”形平板。
进一步地,所述下压紧部包括至少一张紧压板,与所述下传动带上表面相切。
进一步地,所述弹性支撑部包括一“∧”形弹性件,其上端连接至所述上张紧部下端,其下部的两端分别连接至一下压紧部;或者一弹簧组,包括至少一弹簧;所述弹簧组上部连接至所述上张紧部下端,其下部连接至至少一下压紧部。所述“∧”形弹性件上端为一半圆形弯角;所述“∧”形弹性件的下部的两端分别设有一圆形钩环,所述圆形钩环连接至所述下压紧部。
本实用新型优点在于,本实用新型的履带张紧装置,改变了传统的结构,采用一种“浮动装配设计”,即在上张紧部与下压紧部之间加装一弹性支撑部,通过腰型孔实现该张紧装置的上下浮动,实时调整履带运行过程中的张紧力,增大履带与地面的接触面积和增加履带与地面的附着力,提高履带运行的稳定性。这种调整根据履带自身运行情况实现的柔性调整,能够改善刚性调整的部件磨损,降低部件之间的摩擦力,增加履带的使用寿命;调整后的履带,能够及时适应路面,具有该履带张紧装置的履带式行进装置,能够达到省电的目的;而且结构简单,组装方便。
附图说明
图1为本实用新型实施例中清扫机器人的整体外观示意图;
图2为本实用新型实施例中清扫机器人内部的结构示意图;
图3为本实用新型实施例中清扫机器人的分解结构示意图;
图4为本实用新型实施例中一种清扫装置的结构示意图;
图5为本实用新型实施例的另一种清扫装置的结构示意图;
图6为本实用新型实施例中动力系统整体结构示意图;
图7为本实用新型实施例中动力系统去除履带外壳后的结构示意图;
图8为本实用新型实施例中第一种履带张紧装置的结构示意图;
图9为本实用新型实施例中第一种履带张紧装置去除履带侧板后的结构示意图;
图10为本实用新型实施例中第一种履带张紧装置去除履带后的结构示意图;
图11为本实用新型实施例中第二种履带张紧装置去除履带侧板后的结构示意图;
图12为本实用新型实施例中第三种履带张紧装置去除履带侧板后的结构示意图;
图13为本实用新型实施例中控制系统的结构框图。
图中部件编号如下:
100太阳能面板清扫机器人/清扫机器人/机器人,300斜坡平面,400服务器;
1车体,2清扫装置,3动力系统,4控制系统,5电力系统;11车身;
21清扫电机,22滚刷,23传动机构,24杂物挡板,25液体分发容器,26喷头,27分叉管道,28抽水泵;
31左前轮,32右前轮,33左后轮,34右后轮,35、左驱动电机,36右驱动电机,37履带,38轮毂轮齿,39履带张紧装置;
41数据采集单元,42处理器,43存储单元,44报警单元,45无线通信单元;51电池盒;
211清扫电机转轴,221滚刷从动轴,231主动齿轮,232从动齿轮, 233双联齿轮;
311左前轮毂,312左前轮轴,321右前轮毂,322右前轮轴,331左后轮毂, 341右后轮毂;
371履带外壳,372履带内齿,373防滑块,374上传动带,375下传动带;
391上张紧部,392下压紧部,393弹性支撑部,394履带侧板,395履带顶板,396腰型孔,397安装轴,398齿轮支架;
411加速度传感器,412磁传感器,413距离传感器,414计数器,415影像传感器;
2331大齿圈,2332小齿圈;
3911 “V”形架,3912张紧传动轮,3913张紧齿轮,3914“V”形平板,3915横梁,3916圆柱齿轮,3917圆柱联动部;
3921张紧压板,3931 “∧”形弹性件;
3971齿轮安装轴,3972传动轮安装轴。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本实用新型的一个优选实施例,证明本实用新型可以实施,所述实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本实用新型,使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现,本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中,结构相同的部件以相同数字标号表示,各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一部件的尺寸和厚度是任意示出的,本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰,附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
本实用新型所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等,仅是附图中的方向,只是用来解释和说明本实用新型,而不是用来限定本实用新型的保护范围。
当某些部件被描述为“在”另一部件“上”时,所述部件可以直接置于所述另一部件上;也可以存在一中间部件,所述部件置于所述中间部件上,且所述中间部件置于另一部件上。当一个部件被描述为“安装至”或“连接至”另一部件时,二者可以理解为直接“安装”或“连接”,或者一个部件通过一中间部件间接“安装至”、或“连接至”另一个部件。
如图1~图3所示,本实施例提供一种太阳能面板清扫机器人100(以下简称清扫机器人或机器人),包括一车体1,车体1可以在至少一太阳能面板上行驶;车体1内部或外部设有一清扫装置2、一动力系统3、一控制系统4以及一电力系统5。
清扫装置2用以在车体行进过程中清扫太阳能面板;动力系统3用以调整车体1在太阳能面板上的行进方向和行驶速度,控制车体1行驶、停止或转向;控制系统4分别连接至动力系统3及清扫装置2,用以向动力系统3及清扫装置2发出各种控制信号。电力系统5分别连接至动力系统3、清扫装置2、控制系统4,用以为动力系统3、清扫装置2、控制系统4提供电力。
本实施例太阳能面板清扫机器人100在太阳能面板上正常工作中,当电力系统5启动时,控制系统4发出至少一行进控制指令和至少一清扫控制指令,动力系统3根据该行进控制指令,控制车体1沿着一事先规划的路径行驶;同时,清扫装置2根据该清扫控制指令启动清扫装置2,开始清扫太阳能面板。在车体1行驶过程中,控制系统4对动力系统3发出多个行进控制指令,如校偏指令、转弯指令、调头指令,等等,从而命令车体1在直线行进路线发生偏转的情况下回到原路线上,也即进行校偏处理;或者在一定条件下或一定位置转弯或者进行U字回转(调头),使得车体1可以根据事先规划的优化路径行驶。具体的导航方法、校偏方法、控制车体转弯或进行U字回转(调头)方法,在下文中有详细描述。在整个行驶过程中,无论车体1是何种行进方式,如直行、偏转、校偏、转弯或回转,清扫装置2始终保持工作状态。当控制系统4基于某些工作参数(如事先规划的路径全部走完或者电力系统5电量不足)发出停止行进的行进控制指令时,车体1停止行驶;同时控制系统4发出一清扫控制指令,关闭清扫装置2,停止清扫。
如图4所示,本实施例所述的清扫装置2,包括一清扫电机21、一滚刷22及一传动机构23。
如图4、图5所示,本实施例中,清扫电机21包括一清扫电机转轴211;所述滚刷中心设有一滚刷从动轴221;传动机构23同时连接至清扫电机转轴211及滚刷从动轴221,清扫电机转轴211通过传动机构23带动滚刷从动轴221转动。滚刷22设置于车体1前端的下方,滚刷22下端直接与太阳能面板相接触,用以清扫太阳能面板。
传动机构23为两个以上彼此啮合的大小齿轮组成的齿轮组,用以将清扫电机转轴211的动力传送至滚刷从动轴221,同时使清扫电机21的输出转速减慢,进而以较慢的转速带动滚刷22转动。本实施例中,传动机构23包括一主动齿轮231、一从动齿轮232以及一双联齿轮233。主动齿轮231设置于清扫电机转轴211上,清扫电机转轴211垂直于主动齿轮231的轮面;从动齿轮232设置于滚刷从动轴221上,滚刷从动轴221垂直于从动齿轮232的轮面;滚刷从动轴221平行于清扫电机转轴211。双联齿轮233包括一体化制成的一大齿圈2331及一小齿圈2332,大齿圈2331与主动齿轮231啮合,小齿圈2332与从动齿轮232啮合。当清扫电机21启动时,清扫电机转轴211高速转动,经由双联齿轮233的减速处理后,滚刷从动轴221以较慢速度带动滚刷22转动,从而使得滚刷22可以清扫太阳能面板。其中,清扫电机转轴211与滚刷从动轴221的转速比,取决于大齿圈2331与小齿圈2332的半径比。
滚刷22为螺旋式滚刷,螺旋式滚刷包括至少一螺旋叶片222,螺旋叶片222可以分成多个片状叶瓣223,叶瓣223之间等距设置,可以使得滚刷22与太阳能面板全面接触,使得车体1行驶过的面板部分都可以被清扫到。本实施例的车体1在行进中,滚刷22持续清扫太阳能面板上的灰尘等附着物。
如图5所示,清扫装置2还包括一杂物挡板24,固定安装至滚刷22的侧面,滚刷22中心的滚刷从动轴221与杂物挡板24平行。如图2所示,清扫装置2(清扫装置)设置于清扫机器人100的前端(即车体前部),清扫机器人100后端(即车体后部)包括一车身11,杂物挡板24设置于清扫装置2与车身11之间。在清扫过程中,杂物挡板24能有效将灰尘、琐屑、污水等杂物集中在一起,便于将其从面上清除,同时可以阻止杂物进入清扫装置2或动力系统3内,以防造成车体1内各个部件的损毁。
如图5所示,清扫装置2还包括一液体分发容器25、至少一喷头26以及一分叉管道27。
液体分发容器25(可简称为容器25)为可拆卸的密封容器,用以存储有水或清洁剂溶液,其底部设有一排液口;喷头26设置于滚刷22上方或侧方;每一喷头包括一喷嘴,喷嘴正对滚刷22方向;分叉管道27包括彼此连通的一主管及至少一支管(图未示);主管271连通至排液口;每一支管连通至一喷头。本实施例中,优选两个喷头,分别设置于滚刷22两端,其喷嘴正对滚刷22;分叉管道27优选一分二式分叉管道,包括一根主管271及二根支管,将液体分发容器25中的水或清洁剂溶液传送至两个喷头26。
如图5、图6所示,清扫装置2还包括一抽水泵28,连接至控制系统4,从控制系统4获取至少一抽水泵控制信号;抽水泵28设置于主管27上,作为控制液体分发容器25排放液体的开关,根据所述抽水泵控制信号调整液体排放速度。
本实施例中,在滚刷22清扫太阳能面板过程中,控制系统4根据需要发出至少一抽水泵控制信号给抽水泵28,启动抽水泵28并调节抽水速度,使得液体分发容器25内的水或清洁剂溶液经由分叉管道27流出至喷头26,形成小液滴,呈发射状向滚刷22喷洒,使得喷洒后的液体尽量均匀落在滚刷22上,转动的滚刷22带动水或清洁剂落在太阳能面板上,同时利用滚刷22对面板进行清理,可以有效增强去污效果。当液体分发容器25内的液体余量不足或电力系统的电力不足时,或者当清扫工作量完成后,控制系统4发出一停止抽水控制信号给抽水泵28,以关闭抽水泵28。液体分发容器25内的液体余量的判断方法和电力系统5的电量余量的判断方法,在下文中有详细说明。
本实施例中,清扫装置2的技术效果在于,可以在清扫机器人100行进中完成太阳能面板的清扫工作,如有必要还可以在待处理的面板上喷洒水或清洁剂,可以更好地清除顽固性污渍。清扫装置2的清扫速度快、效果好,无需人工监控或辅助,可以有效降低人力成本。
如图6、图7所示,在本实施例中,动力系统3设置于在车体1底部,用以带动车体1行进,包括一左前轮31、一右前轮32、一左后轮33、一右后轮34、一左驱动电机35、一右驱动电机36及两个履带37。
左前轮31安装在所述车体底面前部的左侧,包括一左前轮毂311及一左前轮轴312,左前轮轴312设置于左前轮毂311中心处;右前轮32安装在所述车体底面前部的右侧,包括一右前轮毂321及一右前轮轴322,右前轮轴322设置于右前轮毂321中心处;左后轮33安装在所述车体底面后部的左侧,包括一左后轮毂331及一左后轮轴332(图未示),左后轮毂331与左前轮毂311设于同一直线上,所述左后轮轴设置于左后轮毂331中心处;右后轮34安装在所述车体底面后部的右侧,包括一右后轮毂341及一右后轮轴(图未示),右后轮毂341与右前轮毂321设于同一直线上;所述右后轮轴设置于右后轮毂341中心处。所述右后轮轴直接连接或通过一传动装置(图未示)连接至所述左后轮轴。左驱动电机35、右驱动电机36通过一固定装置固定连接至车体1上,通过至少一导线连接至电力系统5,通过至少一信号线连接至控制系统4。左驱动电机35直接连接或通过一传动装置(图未示)连接至左前轮轴312,右驱动电机36直接连接或通过一传动装置(图未示)连接至右前轮轴322。两个履带37皆为一柔性链环,其中一履带37包覆在左前轮毂311、左后轮毂331的环形侧壁外部;另一履带37包覆在右前轮毂321、右后轮毂341的环形侧壁外部。每一履带37外部设有一个履带外壳371,用以保护履带及轮毂,防止有杂物进入履带或轮毂中,影响车体1正常行进。
本实施例中,控制系统4根据事先规划的优化路径向左驱动电机35、右驱动电机36发出至少一行进控制信号,使得左驱动电机35、右驱动电机36同步调整左前轮31、右前轮32的转速和旋转方向,进而调整车体1的行进方向和行进速度,使车体实现直行、校偏、90度转弯、U字回转(调头)等动作。
当需要车体直线前进时,控制系统4同时向左驱动电机35、右驱动电机36发出一直线行进控制指令,控制指令中包括相同的电机转速(例如左驱动电机、右驱动电机的转速都是60转/分钟)和驱动电机转轴的转动方向(如左驱动电机顺时针转、右驱动电机逆时针转),这样就会带动左前轮31、右前轮32同步向前转动,左后轮33、右后轮34为从动轮,在履带37的带动下也与左前轮31、右前轮32同步向前转动,使得整个车体1前进。
当需要车体1向右偏转时,控制系统4同时向左驱动电机35、右驱动电机36发出一校偏行进控制指令,左驱动电机35收到的控制指令中的电机转速比右驱动电机36收到的控制指令中的电机转速偏大,转速的差值取决于需要调整的偏差角度,偏差角度越小,转速差值也就越小。类似地,当需要车体1向左偏转时,左驱动电机35收到的控制指令中的电机转速比右驱动电机36收到的控制指令中的电机转速偏小。当车体1回到原来预设的行进方向后,控制系统4重新再发出直线行进控制指令,左驱动电机35、右驱动电机36的转速再次变为相同,使得车体1继续直线行进。
当需要车体做90度转弯时,控制系统4根据预设转弯半径的大小计算出左驱动电机35、右驱动电机36的转速和转动方向,如果转弯半径较大,其驱动电机的转动方向可以相反(一个顺时针、一个逆时针),左前轮31、右前轮32同步向前转动,或者设置成一个轮停止转动,从而实现行进中转弯的效果;如果转弯半径较小或者原地转弯,左驱动电机35、右驱动电机36的转动方向可以设计为相同,同为顺时针或同为逆时针,这样左前轮31、右前轮32就会一个向前转动、一个向后转动,车体1的一侧前进,另一侧后退,从而形成小半径转弯或原地转弯的效果。
当需要车体进行U字回转(也称为调头)时,需要车体在180度转弯后行驶至与原车道相邻的车道上;此时有一次性回转或者分阶段回转的技术方案。控制系统4根据预设转弯半径的大小计算出左驱动电机35、右驱动电机36的转速和转动方向。在一次性回转的方案中,转弯半径等同于车体宽度的一半,转弯内侧的前轮停止转动或极慢速度向前转动(若向左进行U字回转,则左前轮停止转动;若向右进行U字回转,则右前轮停止转动),转弯外侧的前轮快速向前转动,实现向左或向右的U字回转。分阶段回转的方案中,可以根据具体情况计算处不同的方案,本实施例中优选如下方案:先控制车体1先在原地向左或向右做90度转弯,然后再控制车体向前行驶一个车身宽度的距离,最后再控制车体在原地向左或向右做90度转弯,既可以实现向左或向右的U字回转,而且U字回转后刚好行驶在与前一车道相邻的车道上,从而使得本实施例的机器人行驶过的空间可以实现不重复、无死角的效果。
动力系统3还包括至少一轮毂轮齿38,均匀设置在左前轮毂311、左后轮毂331、右前轮毂321、右后轮毂341的环形侧壁外部表面;以及至少一履带内齿372,均匀设置在履带37的内侧壁表面,履带内齿372与轮毂轮齿38啮合,确保在两个前轮31、32转动时,履带37可以与两个轮毂相配合,得以正常使用。
由于太阳能面板相对比较光滑,而且还有一定的倾斜度,因此清扫机器人车体在行驶过程中容易滑落。为解决这一问题,如图6所示,动力系统3还包括至少一防滑块373,突出于两个履带37的外侧壁,防滑块373可以排列成有序的阵列,平均分布在整条履带37上。本实施例的车体1采用履带式结构、在履带外壁加装防滑块373,都是为了增大摩擦系数,增强抓地力,防止车体1在行进中滑落。类似地,本实施例的履带37上也可以设置至少一防滑花纹(图未示),下凹于两个履带的外侧壁,平均分布在整条履带上,其效果与防滑块相同。
本实施例中,动力系统3的技术效果在于,采用履带及防滑块结构使得清扫机器人的车体可以在太阳能面板上自由行动而不会滑落;左右前轮用双电机分别驱动,可以对车体的行进状况实现精确控制,使车体可以根据需要更灵活地调整行进方向和实现原地转弯,可以尽量增大行驶路径的覆盖范围。
如图6、图7所示,动力系统3还包括两个履带张紧装置39,每一履带张紧装置39分别设置在一个履带37内。履带在安装后,具有一定的松弛度,因此需要对该柔性链环进行张紧调节,以保证履带可以正常前进。现有技术是在履带前方加装诱导轮,诱导轮上配置分离机构和两个涡杆,通过调节分离机构和蜗杆来实现张紧。这种调节的方式和结构比较繁琐,且只能一次性的调整完毕,而不能在履带运行过程中进行实时调整。
本实施例提供以下三种履带张紧装置,如图8~图10所示,第一种履带张紧装置39包括一上张紧部391、一下压紧部392以及一弹性支撑部393。
履带37为一柔性链环,其内侧面设有均匀分布的履带内齿372。履带37包括一上传动带374、一下传动带375;上传动带374为履带37的上部,下传动带375为履带37的下部,上传动带374下表面与下传动带375上表面皆设有至少一履带内齿372。
上张紧部391上端与上传动带374下表面相切或啮合,用以张紧上传动带374,在履带运行中,上张紧部391与上传动带374滑动或滚动式连接。下压紧部下端与下传动带375上表面相切,用以压紧下传动带375;弹性支撑部393的一端连接至上张紧部391,其另一端连接至下压紧部392,用以支撑所述上张紧部及所述下压紧部。
如图8所示,履带张紧装置39可以包括两个履带侧板394,分别设置于履带37的两侧,两个履带侧板394可以通过一个履带顶板395连接在一起,组成一体化的履带外壳371,履带外壳371通过至少一螺栓固定连接至车体1的轮轴处。每一履带侧板394的上部设有至少一个竖直式的腰型孔396。履带张紧装置39还包括至少一安装轴397,其两端上下滑动式设置于两个相对的腰型孔396内,两个腰型孔396分别位于两个履带侧板394上。安装轴397及装配在安装轴397上的部件可以在腰型孔396所限制的范围内上下移动。履带张紧装置39还可以只包括一个履带侧板394,设置于机器人履带37的外侧;该履带侧板的上部设有竖直式的至少一腰型孔,安装轴397只有一端上下滑动式设置于一腰型孔396内。本实施例中优选在一个履带侧板设置三个腰型孔的方案,三个腰型孔呈“品”字形排列。
安装轴397包括至少一齿轮安装轴3971和至少一传动轮安装轴3972;齿轮安装轴3971与传动轮安装轴3972平行,齿轮安装轴3971位于两个传动轮安装轴3972中间处的上方。本实施例优选一个齿轮安装轴3971和两个传动轮安装轴3972,齿轮安装轴3971与两个传动轮安装轴3972呈“品”字形排列。上张紧部391包括一“V”形架3911、至少一张紧传动轮3912以及至少一张紧齿轮3913,本实施例优选一个张紧齿轮3913和两个张紧传动轮3912,张紧齿轮3913与两个张紧传动轮312呈“品”字形排列。
“V”形架3911上部的两端分别设有一传动轮安装轴3972;“V”形架3911包括彼此平行设置的两片“V”形平板3914及两根横梁3915,每一横梁3915两端分别固定连接至两片“V”形平板3914;传动轮安装轴3972垂直于“V”形平板3914。齿轮安装轴3971设置于“V”形架3911上方,正对两个传动轮安装轴3972中间。“V”形架3911的下端连接至弹性支撑部393。
张紧传动轮3912通过一滚动轴承(图未示)安装至所述传动轮安装轴3972上;每一张紧齿轮通过一滚动轴承(图未示)安装至一齿轮安装轴3971上,其上端与上传动带374下表面啮合。
两个张紧传动轮3912设于张紧齿轮3913两侧的下方。张紧传动轮3912与所述张紧齿轮3913相切或啮合,二者可以实现传动;张紧齿轮3913、张紧传动轮上3912可以有齿轮面也可以有无齿轮面,若有齿轮面则二者啮合,若无齿轮面则二者相切。
本实施例中,张紧齿轮3913为双联直齿圆柱齿轮,具体包括两个圆柱齿轮3916和一圆柱联动部3917。两个圆柱齿轮3916与上传动带374下表面啮合;圆柱联动部3917设于两个圆柱齿轮3916之间;两个圆柱齿轮3916的直径相同;联动部3917直径小于圆柱齿轮3916的直径,每一张紧传动轮3912与张紧齿轮3913的联动部相切。
下压紧部392为至少一个张紧压板3921,优选两个,张紧压板3921与下传动带375上表面相切;弹性支撑部393包括一“∧”形弹性件3931,其上部的弯角处连接至上压紧部391下端,也即“V”形架3911下部的弯角处;其下部的两端分别连接至一下压紧部392,即一张紧压板3921。
“V”形架3911下端的弯角处有一弧形孔,“∧”形弹性件3931上部的弯角为一半圆角;带有半圆角的“∧”形弹性件3931的上部组接于该弧形孔内。“∧”形弹性件3931下部的两端分别连接有一圆形钩环,分别连接至两个下压紧部392,也即张紧压板3921上表面;具体地说,每一张紧压板3921上表面设有一凹槽,在凹槽内设有一张紧压板3921连接轴,每一圆形钩环对应连接至一张紧压板3921连接轴。
本实施例的履带在运行中,由于履带37为一柔性链环,其内表面的履带内齿与前后两个轮毂侧壁啮合,同时张紧齿轮3913也与上传动带374下表面啮合,履带37向前滚动时,带动张紧齿轮3913转动。
上述各部件组装在一起之前,“∧”形弹性件3931在不发生形变的情况下,其张角较小;将上述各部件组装好后,“∧”形弹性件发生形变,张开的角度增大,使得履带37处于张紧状态。此时,“∧”形弹性件具有恢复原先形状(张角较小状态)的趋势。
当带轮毂的履带前后运动时,履带37作用于张紧齿轮3913,带动张紧齿轮3913转动,即相当于受到履带3931的作用力,该作用力产生一向下的分力,推动张紧齿轮3913沿腰型孔396向下移动,此时,张紧传动轮3912与张紧齿轮3913相切,并受张紧齿轮3913的作用了向下移动,进一步压缩“∧”形弹性件3931,此时,“∧”形弹性件3931的张角继续增大,“∧”形弹性件3931形变加大,产生的弹力进一步增大。
当履带与张紧齿轮3913相离,或者张紧齿轮3913与传动轮相离时,“∧”形弹性件3931释放一部分被压缩的弹性势能,张角变小,再次将履带37张紧。如此往复循环,根据履带37的运动状态,弹性支撑部393可以实时调整张紧力,减少了部件之间的刚性摩擦,有利于增强部件的使用寿命。
如图11所示,本实施例还提供第二种履带张紧装置,其大部分技术方案与第一种履带装置相同,其区别技术特征在于,第二种履带张紧装置中,安装轴只包括至少一齿轮安装轴3971,而不包括传动轮安装轴3972,优选两个平行排列的齿轮安装轴3971。上张紧部391包括一“V”形架及至少一张紧齿轮3913,本实施例优选两个张紧齿轮3913,两个张紧齿轮3913呈品字排列。“V”形架3911上部的两端分别设有一齿轮安装轴3971,齿轮安装轴3971垂直于“V”形平板3914。下压紧部392为至少一张紧压板3921,与下传动带375上表面相切。弹性支撑部393可以为一个弹簧或多个弹簧组成的弹簧组,也可以为橡胶垫,其一端连接至上张紧部391下端,即“V”形架3911下部的弯角处,其另一端连接至一下压紧部392,也即张紧压板3921。第二种履带张紧装置结构比较简单,成本较低,但张紧效果稍差,对弹性支撑部393的材质要求较高;其工作原理与第一种履带张紧装置类似,在此不作赘述。
如图12所示,本实施例还提供第三种履带张紧装置,其大部分技术方案与第二种履带装置相同,其区别技术特征在于,上张紧部391包括至少一张紧齿轮3913,优选一个,每一张紧齿轮3913通过一滚动轴承安装至一齿轮安装轴3971上;第三种履带张紧装置还包括一齿轮支架398,用以取代“V”形架,其上端安装有齿轮安装轴3971,其下端连接至弹性支撑部393。下压紧部392为至少一张紧压板3921,弹性支撑部393为一个弹簧或多个弹簧组成的弹簧组,也可以为橡胶垫,其一端连接至齿轮支架398下端,其另一端连接至张紧压板3921。第三种履带张紧装置结构比较简单,成本较低,但张紧效果稍差,对弹性支撑部393及齿轮支架398的材质要求较高;其工作原理与第二种履带张紧装置类似,在此不作赘述。
本实施例中,履带张紧装置的技术效果在于,采用一种“滑动装配设计”,即在上张紧部391与下压紧部392之间加装一弹性支撑部393,通过腰型孔实现该张紧装置的上下滑动,已达到实时调整的目的;这种调整为柔性调整,是根据履带自身运行而实现的实时调整,能够改善刚性调整的部件磨损,降低部件之间的摩擦力,增加履带的使用寿命;调整后的履带,能够及时适应路面,具有该履带张紧装置的机器人,能够达到省电的目的;而且结构简单,组装方便。
如图13所示,本实施例中,控制系统4包括一数据采集单元41、一处理器42及至少一存储单元43。数据采集单元41包括多种传感器,用以采集车体1行进过程中的至少一工作参数;处理器42连接至数据采集单元41,根据所述工作参数向动力系统3发出至少一行进控制指令,根据所述工作参数向清扫装置2发出至少一清扫控制指令。存储单元43连接至处理器42,用以存储车体1行进过中的工作参数及预先计算或设置的其他参数。所述工作参数包括车体1的实时加速度数据、实时行进方向数据、液体分发容器实时液位数据、每一距离传感器与太阳能面板之间的距离、车体前方的影像等参数。预先计算或设置的其他参数包括工作人员预设的各种工作数据,如预先计算和规划好的清扫机器人行驶路径(优化路径),液体分发容器25内的液位数据报警阈值(达到此阈值时,报警单元报警)、液位数据停工阈值(达到此阈值时,抽水泵28停止运行),等等。
工作人员预先将规划好的优化路径录入至控制系统4,为清扫机器人车体提供路径导航,控制系统4根据所述优化路径进行运算和规划,并将何时启动、何时停止、何时直线行驶、何时向左或向右90度转弯、何时向左或向右90度进行U字回转等控制信息,以各种控制指令的方式发送给动力系统,以控制车体在行进中的动作。
数据采集单元41还包括一液位传感器259,连接至处理器42,用于实时采集液体分发容器25中的液位数据,在清扫装置工作中,控制系统4可以根据液体分发容器25内的实时液位数据向抽水泵28发送至少一抽水泵28控制信号以启动或停止抽水泵28的运行,或者控制液体排放速度。例如,当液体分发容器25内的实时液位数据降低到一预设阈值时,控制系统4可以发出一抽水泵28减速指令,控制抽水泵28减慢抽水速度;当液体分发容器25内的实时液位数据降低到最低点时,或者,当控制系统4发出一车体停止指令时,控制系统4可以发出一抽水泵28停止指令,控制抽水泵28停止运行。
控制系统4还包括至少一报警单元44,连接至处理器42,报警单元44可以为设置在车体外部的一红灯或蜂鸣器。当某一工作参数超过设定阈值时,所述报警单元发出报警信号,例如,当液体分发容器25中的液位数据低于某一预设阈值时,或者当电力系统5电力不足时,或者当所述清扫机器人发出故障时,报警单元44都可以发出报警信号以提醒用户。
数据采集单元41包括至少一影像传感器415或摄像头,连接至处理器42,设置于车体1前端(如图2、图3所示),用以采集车体1行进过程中车体1前方的影像,这些影像可以存储至所述存储单元以便于工作人员查看机器人的工作状态。
本实施例中,控制系统4的技术效果在于,提供多种清洁机器人在太阳能面板上行进的优化路径以及机器人在斜坡平面直线行进的控制方法,确保机器人可以不重复地走过太阳能面板的全部空间,覆盖面积大,不会从太阳能面板边缘处落下,既可以保证了清洁效果,又可以保证工作效率。
太阳能面板清扫机器人100还可以包括至少一无线通信单元45,无线连接至一服务器400,用于在太阳能面板清扫机器人100与服务器400之间建立通信。车体1前方的影像可以实时发送至服务器400,以便于工作人员实现清扫机器人在工作进程中的有效查看,有效解决现有技术中太阳能面板位于高处时,清扫机器人在面板上工作状态监控困难的技术问题。
在本实施例中,如图3所示,电力系统5为一个或一组设置在电池盒51内的一次性电池或可充电电池(图未示),需要工作人员定期将所述清扫机器人从太阳能面板上取下,对其进行更换电池处理或充电处理,使其可以继续工作。
实施例提供一种太阳能面板清扫机器人,可以在太阳能面板上自由运行,有效去除面板上的灰尘及其他附着物,去污效果良好;本实用新型的清扫机器人在太阳能面板上运行过程中,按照设定的优化路径行驶,可以不重复地覆盖面板的全部空间,工作效率高;本实用新型的清扫机器人可以根据程序自动转弯或调头,实现自动控制,操作方便。
本实用新型提供一种履带式行进装置,包括如上所述的用于清扫太阳能面板的履带式清扫机器人,还包括履带式玩具车、履带式机动车等其他带有履带的行进装置。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种履带张紧装置,用于一履带;其特征在于,包括
一上传动带,其为所述履带上部,其下表面设有至少一履带内齿;
一下传动带,其为所述履带下部,其上表面设有至少一履带内齿;
一上张紧部,其上端与所述上传动带下表面相切或啮合;
至少一下压紧部,其下端与所述下传动带上表面相切;
一弹性支撑部,其一端连接至所述上张紧部,其另一端连接至所述下压紧部。
2.如权利要求1所述的履带张紧装置,其特征在于,还包括
一个或两个履带侧板,设置于所述履带的一侧或两侧;
至少一腰型孔,竖直式设于所述履带侧板的上部;
至少一安装轴,每一安装轴一端上下滑动式设置于一腰型孔内;或者,每一安装轴两端上下滑动式设置于两个相对的腰型孔内,两个相对的腰型孔分别位于两个履带侧板上。
3.如权利要求2所述的履带张紧装置,其特征在于,
所述安装轴包括至少一齿轮安装轴;
所述上张紧部包括
至少一张紧齿轮,每一张紧齿轮通过一滚动轴承安装至一齿轮安装轴上,其上端与所述上传动带下表面啮合。
4.如权利要求3所述的履带张紧装置,其特征在于,所述张紧齿轮为双联直齿圆柱齿轮,包括
两个圆柱齿轮,与上传动带下表面啮合;及
一联动部,设于两个圆柱齿轮之间;
其中,两个圆柱齿轮的直径相同;所述联动部直径小于所述圆柱齿轮的直径。
5.如权利要求3所述的履带张紧装置,其特征在于,
所述安装轴还包括至少一传动轮安装轴;
所述上张紧部还包括
至少一张紧传动轮,每一张紧传动轮通过一滚动轴承安装至一传动轮安装轴上,其与所述张紧齿轮相切或啮合;以及
一“V”形架,其上部的两端分别设有一传动轮安装轴,所述“V”形架上方设有一齿轮安装轴;
其中,所述齿轮安装轴与所述传动轮安装轴平行,所述齿轮安装轴位于两个传动轮安装轴中间处的上方。
6.如权利要求3所述的履带张紧装置,其特征在于,所述上张紧部还包括
一“V”形架,其上部的两端分别设有一齿轮安装轴,其下端连接至所述弹性支撑部,或者,
一齿轮支架,其上端安装有至少一齿轮安装轴,其下端连接至所述弹性支撑部。
7.如权利要求5或6所述的履带张紧装置,其特征在于,所述“V”形架包括
两片“V”形平板,彼此平行设置;及
两根横梁,每一横梁两端分别固定连接至两片“V”形平板;
其中,所述传动轮安装轴或所述齿轮安装轴垂直于所述“V”形平板。
8.如权利要求1所述的履带张紧装置,其特征在于,所述下压紧部包括
至少一张紧压板,与所述下传动带上表面相切。
9.如权利要求1所述的履带张紧装置,其特征在于,所述弹性支撑部包括
一“∧”形弹性件,其上端连接至所述上张紧部下端,其下部的两端分别连接至一下压紧部;或者
一弹簧组,包括至少一弹簧;所述弹簧组上部连接至所述上张紧部下端,其下部连接至至少一下压紧部。
10.如权利要求9所述的履带张紧装置,其特征在于,所述“∧”形弹性件上端为一半圆形弯角;所述“∧”形弹性件的下部的两端分别设有一圆形钩环,所述圆形钩环连接至所述下压紧部。
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