CN208629435U - 自重构自修复机器人基本模块空间传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器人技术领域，特别涉及一种自重构自修复机器人基本模块空间传动机构；其一种自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，包括壳体，所述壳体内设有电机、小齿轮、联体齿轮、5个锥齿轮以及6个传动轴。本实用新型提供一种新的自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，该自重构自修复机器人基本模块空间传动机构工作时，电机启动，电机的转动带动小齿轮转动，小齿轮的转动带动与之啮合连接的联体齿轮转动，另外5个锥齿轮在需要转动时，通过移动组件带动需要转动的锥齿轮与联体齿轮相啮合，从而带动相应的传动轴转动；该设置使得5个锥齿轮不必同时转动，从而减轻了电机的工作负担，增加了电机的使用寿命。

Description

自重构自修复机器人基本模块空间传动机构

本实用新型属于机器人技术领域，特别涉及一种自重构自修复机器人基本模块空间传动机构。

背景技术

自重构模块化机器人由许多相似的自治机械电子模块组成，它是靠自身的变形来改变功能的，具有一般固定形状机器人不可比拟的优越性，在制造上更加易于批量化，成本低。由于具有自主变形能力，该类机器人的功能远远超过常规的固定形状的机器人，可用在非结构环境中的搜寻营救、空间探险、海洋勘探、军事等领域的检查及修理。国外对自重构机器人已展开了大量研究，研制了多种不同样机，主要有点阵晶格型自重构机器人、链式自重构机器人、伸缩式自重构机器人。点阵晶格型自重构机器人中的模块的作用是填充平面或空间，再由模块填充所形成的机构去实现某种操作任务。该点阵晶格型自重构机器人由于同构性，需把电机轴的运动等同的传递到6个匀布的方向上，该空间传动机构的设计是基本模块内部设计的关键。

授权公告号为CN100348380C的中国专利提供了一种自重构自修复模块化机器人基本模块空间传动机构，采用锥齿轮以及联体锥齿轮完成了将电机旋转运动无差别传递到六个不同方向上的动作；但是由于两基本模块在运动连接时，不需要六个方向的轴同时转动，此时，所有的齿轮一起转动会加重电机的负担，减少电机的使用寿命。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种新的自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，该自重构自修复机器人基本模块空间传动机构通过移动组件将需要转动的锥齿轮与联体齿轮相啮合，从而带动相应的传动轴转动，减轻了电机的工作负担，增加了电机的使用寿命。

本实用新型具体技术方案如下：

本实用新型提供一种自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，包括壳体，所述壳体内设有电机、小齿轮、联体齿轮、5个锥齿轮以及6个传动轴，所述电机安装于所述壳体内，所述小齿轮连接在所述电机的输出轴上，所述联体齿轮与所述小齿轮啮合连接，且所述联体齿轮连接在其中一所述传动轴上，各所述锥齿轮分别通过移动组件连接在另5个所述传动轴上，6个所述传动轴的一端均穿过所述壳体的侧壁并伸出所述壳体，另一端均通过轴承连接在连接块上。

进一步的改进，所述移动组件包括设于所述传动轴内的底座、设于所述底座上的滑轨、丝杠、滑块以及旋转电机，所述滑块滑动连接在所述滑轨上，所述丝杠穿过所述滑块并与所述滑块螺接连接，所述丝杠的一端转动连接在所述底座的一端，丝杠的另一端穿过所述底座的另一端并与固定在底座上的旋转电机连接；所述传动轴上沿所述传动轴的长度方向开设有两位置相对设置的通孔，所述滑块的两端分别穿过两所述通孔并与所述锥齿轮连接。

进一步的改进，各所述传动轴上靠近所述连接块的一端均设有两位置相对设置的键，各所述锥齿轮与所述传动轴相对的端面上均设有与所述键相适配的键槽。

进一步的改进，所述连接块的内部为空心结构，与所述联体齿轮相连的传动轴以及与其位置相对设置的传动轴均伸入所述连接块内，与所述联体齿轮相连的传动轴上且设于所述连接块内的端面上设有第一电磁铁，与设有第一电磁铁的传动轴相对设置的传动轴上且设于所述连接块内的一端套设有套管，所述套管为一端开口、另一端封闭的桶状结构，所述传动轴设于所述连接块内的部分设有两位置相对设置的滑槽，所述套管内设有与所述滑槽相适配的滑动块，所述套管封闭端的端面上设有第二电磁铁，开口端的端面上设有第一环形电磁铁，连接块的内侧壁上设有第二环形电磁铁，所述第一电磁铁与所述第二电磁铁相对设置且极性相反，所述第一环形电磁铁与所述第二环形电磁铁相对设置且极性相反。

进一步的改进，各所述传动轴均与所述轴承焊接连接，各所述轴承分别焊接在所述连接块的6个面上。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供一种新的自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，该自重构自修复机器人基本模块空间传动机构工作时，电机启动，电机的转动带动小齿轮转动，小齿轮的转动带动与之啮合连接的联体齿轮转动，另外5个锥齿轮在需要转动时，通过移动组件带动需要转动的锥齿轮与联体齿轮相啮合，从而带动相应的传动轴转动；该设置使得5个锥齿轮不必同时转动，从而减轻了电机的工作负担，增加了电机的使用寿命，适于广泛推广使用。

附图说明

图1为实施例1自重构自修复机器人基本模块空间传动机构的剖视图；

图2为实施例2传动轴的剖面图；

图3为图2的左视图；

图4为实施例3连接块的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

本实用新型实施例1提供一种自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，如图1所示，包括壳体1，所述壳体1内设有电机2、小齿轮3、联体齿轮4、5个锥齿轮5以及6个传动轴6，所述电机2安装于所述壳体1内，所述小齿轮3连接在所述电机2的输出轴上，所述联体齿轮4与所述小齿轮3啮合连接，且所述联体齿轮4连接在其中一所述传动轴6上，各所述锥齿轮5分别通过移动组件7连接在另5个所述传动轴6上，6个所述传动轴6的一端均穿过所述壳体1的侧壁并伸出所述壳体1，另一端均通过轴承8连接在连接块9上。本实用新型中附图的尺寸是进行了适当缩放的。本实用新型中电机采用型号为GM12-15BY的旋转电机。

本实施例中各所述传动轴6均与所述轴承8焊接连接，各所述轴承8分别焊接在所述连接块9的6个面上。

本实用新型提供一种新的自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，该自重构自修复机器人基本模块空间传动机构工作时，电机启动，电机的转动带动小齿轮转动，小齿轮的转动带动与之啮合连接的联体齿轮转动，另外5个锥齿轮在需要转动时，通过移动组件带动需要转动的锥齿轮与联体齿轮相啮合，从而带动相应的传动轴转动；该设置使得5个锥齿轮不必同时转动，从而减轻了电机的工作负担，增加了电机的使用寿命，适于广泛推广使用。

本实用新型中与联体齿轮相对设置的锥齿轮在需要转动时，不仅要移动该锥齿轮，还要移动另外4个锥齿轮中的一个，由于另外4个锥齿轮都可以与联体齿轮啮合连接，而该锥齿轮只能与另外4个锥齿轮啮合，因此，需要另外4个锥齿轮中的一个与联体齿轮啮合，该齿轮与另外4个锥齿轮中的一个啮合，才能保证该锥齿轮转动；连接块用于连接6个传动轴，避免6个传动轴同时转动，且连接块可以通过支杆等连接在壳体内；联体齿轮通过键与传动轴连接，或者联体齿轮与传动轴焊接连接；小齿轮通过键等与电机的输出轴连接；传动轴与轴承之间不仅可以焊接连接，还可以通过键连接。

实施例2

本实用新型实施例2提供的自重构自修复机器人基本模块空间传动机构与实施例1基本相同，不同的是，如图2所示，所述移动组件7包括设于所述传动轴6内的底座71、设于所述底座71上的滑轨72、丝杠73、滑块74以及旋转电机75，所述滑块74滑动连接在所述滑轨72上，所述丝杠73穿过所述滑块74并与所述滑块74螺接连接，所述丝杠73的一端转动连接在所述底座71的一端，丝杠73的另一端穿过所述底座71的另一端并与固定在底座71上的旋转电机75连接；所述传动轴6上沿所述传动轴6的长度方向开设有两位置相对设置的通孔76，所述滑块74的两端分别穿过两所述通孔76并与所述锥齿轮5连接。本实用新型中旋转电机采用型号为GB37-520-2435的旋转电机。

如图3所示，本实施例中各所述传动轴6上靠近所述连接块9的一端均设有两位置相对设置的键10，各所述锥齿轮5与所述传动轴6相对的端面上均设有与所述键10相适配的键槽11。

本实用新型工作时，打开旋转电机，旋转电机的转动带动丝杆的转动，由于丝杠与滑块之间螺接连接，因此，丝杠的转动带动滑块的左右移动，从而带动锥齿轮沿着传动轴的长度方向移动，当锥齿轮移动到靠近连接块的一端时，锥齿轮上的键槽与传动轴上的键相配合卡止，此时，锥齿轮与相邻的锥齿轮或联体齿轮相啮合，从而该锥齿轮开始转动；键和键槽起到定位和锁止的作用，使得锥齿轮与相邻锥齿轮或联体齿轮可以更好的配合，只有传动轴与锥齿轮之间锁止，传动轴才能随着锥齿轮的转动而转动，该结构设计合理，使用简单，可以有效达到预期的效果。

本实用新型中底座通过螺钉等固定在传动轴的内壁上，滑轨通过螺栓等固定在底座上，丝杠通过联轴器等与旋转电机的输出轴连接，旋转电机通过螺栓等固定在底座上，滑块与锥齿轮之间通过焊接等方式连接，键通过焊接等连接在传动轴上。

实施例3

本实用新型实施例3提供的自重构自修复机器人基本模块空间传动机构与实施例1基本相同，不同的是，如图4所示，所述连接块9的内部为空心结构，与所述联体齿轮4相连的传动轴6以及与其位置相对设置的传动轴6均伸入所述连接块9内，与所述联体齿轮4相连的传动轴6上且设于所述连接块9内的端面上设有第一电磁铁12，与设有第一电磁铁12的传动轴6相对设置的传动轴6上且设于所述连接块9内的一端套设有套管13，所述套管13为一端开口、另一端封闭的桶状结构，所述传动轴6设于所述连接块9内的部分设有两位置相对设置的滑槽14，所述套管13内设有与所述滑槽14相适配的滑动块15，所述套管13封闭端的端面上设有第二电磁铁16，开口端的端面上设有第一环形电磁铁17，连接块9的内侧壁上设有第二环形电磁铁18，所述第一电磁铁12与所述第二电磁铁16相对设置且极性相反，所述第一环形电磁铁17与所述第二环形电磁铁18相对设置且极性相反。

本实用新型中由于联体齿轮无法和与之位置相对的锥齿轮直接啮合，因此，将这两个传动轴直接伸入到连接块内，并在位置相对的端面上分别设置第一电磁铁和第二电磁铁，当位置相对设置的锥齿轮需要转动时，第一电磁铁和第二电磁铁通电，由于两电磁铁极性相反，因此，套管通过滑动块在滑槽内开始向设有第一电磁铁的传动轴方向移动，直至第一电磁铁和第二电磁铁吸合到一块，此时，联体齿轮的转动可以带动两传动轴转动，从而达到传动轴转动的目的，当该锥齿轮需要转动停止时，第一电磁铁和第二电磁铁停止通电，第一环形电磁铁和第二环形电磁铁通电，套管向远离第一电磁铁的方向移动，此时，两传动轴分开，设有第二电磁铁的传动轴停止转动；该结构设计合理，避免了位置相对设置的锥齿轮转动时需要移动多个锥齿轮来达到目的，使用更加简单，可以更加便捷的达到转动的目的。

以上实施例中未具体限定或者描述的技术特征均为常规技术手段，任意可以实现上述功能的技术手段均可以使用，本领域技术人员本应不会被此困惑。以上所述实施例仅仅是本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内设有电机(2)、小齿轮(3)、联体齿轮(4)、5个锥齿轮(5)以及6个传动轴(6)，所述电机(2)安装于所述壳体(1)内，所述小齿轮(3)连接在所述电机(2)的输出轴上，所述联体齿轮(4)与所述小齿轮(3)啮合连接，且所述联体齿轮(4)连接在其中一所述传动轴(6)上，各所述锥齿轮(5)分别通过移动组件(7)连接在另5个所述传动轴(6)上，6个所述传动轴(6)的一端均穿过所述壳体(1)的侧壁并伸出所述壳体(1)，另一端均通过轴承(8)连接在连接块(9)上。

2.根据权利要求1所述的自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，其特征在于，所述移动组件(7)包括设于所述传动轴(6)内的底座(71)、设于所述底座(71)上的滑轨(72)、丝杠(73)、滑块(74)以及旋转电机(75)，所述滑块(74)滑动连接在所述滑轨(72)上，所述丝杠(73)穿过所述滑块(74)并与所述滑块(74)螺接连接，所述丝杠(73)的一端转动连接在所述底座(71)的一端，丝杠(73)的另一端穿过所述底座(71)的另一端并与固定在底座(71)上的旋转电机(75)连接；所述传动轴(6)上沿所述传动轴(6)的长度方向开设有两位置相对设置的通孔(76)，所述滑块(74)的两端分别穿过两所述通孔(76)并与所述锥齿轮(5)连接。

3.根据权利要求2所述的自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，其特征在于，各所述传动轴(6)上靠近所述连接块(9)的一端均设有两位置相对设置的键(10)，各所述锥齿轮(5)与所述传动轴(6)相对的端面上均设有与所述键(10)相适配的键槽(11)。

4.根据权利要求1所述的自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，其特征在于，所述连接块(9)的内部为空心结构，与所述联体齿轮(4)相连的传动轴(6)以及与其位置相对设置的传动轴(6)均伸入所述连接块(9)内，与所述联体齿轮(4)相连的传动轴(6)上且设于所述连接块(9)内的端面上设有第一电磁铁(12)，与设有第一电磁铁(12)的传动轴(6)相对设置的传动轴(6)上且设于所述连接块(9)内的一端套设有套管(13)，所述套管(13)为一端开口、另一端封闭的桶状结构，所述传动轴(6)设于所述连接块(9)内的部分设有两位置相对设置的滑槽(14)，所述套管(13)内设有与所述滑槽(14)相适配的滑动块(15)，所述套管(13)封闭端的端面上设有第二电磁铁(16)，开口端的端面上设有第一环形电磁铁(17)，连接块(9)的内侧壁上设有第二环形电磁铁(18)，所述第一电磁铁(12)与所述第二电磁铁(16)相对设置且极性相反，所述第一环形电磁铁(17)与所述第二环形电磁铁(18)相对设置且极性相反。

5.根据权利要求1所述的自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，其特征在于，各所述传动轴(6)均与所述轴承(8)焊接连接，各所述轴承(8)分别焊接在所述连接块(9)的6个面上。