CN208731085U - 模块化履带及机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种模块化履带及机器人，该履带包括：主体支架，其内形成有容置空间；驱动电机，设置在容置空间内；履带行走机构，转动安装在主体支架上，包括主传动轴，主传动轴与驱动电机的输出轴相垂直并通过传动机构连接，驱动电机通过传动机构驱动主传动轴旋转，以使履带行走机构运作。本实用新型的模块化履带将驱动电机安装在主体支架内部，使得模块化履带可以直接与多种机器人的组合，不仅具有良好的通用性，而且能有效降低安装误差，提高使用的可靠性。该机器人包括机器人主体和上述模块化履带，模块化履带与机器人主体连接，模块化履带用于带动机器人主体在工作表面上移动和转向，并具备良好的越障能力，大大提升了该机器人在工业领域的使用场景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种行走设备技术，尤其涉及一种模块化履带及机器人。
背景技术
随着现代社会和科学技术的高速发展，机器人正被越来越多的应用于各种复杂环境，特别是在危险环境监测、未知区域探测、行星探测、救援搜索、排爆等各种领域，机器人可以代替工人执行具有危险性的工作。
现有的机器人包括机器人主体和履带机构，机器人主体上设有驱动电机，驱动电机通过传动机构与履带机构相连接，以驱动履带机构运作。
然而，现有的机器人在组装过程中需要将驱动电机与传动机构进行连接，再将传动机构与履带机构进行连接，操作难度较大，驱动电机与传动机构之间或传动机构与履带机构之间容易出现安装误差，降低了机器人使用的可靠性。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种模块化履带及机器人，以提高使用的可靠性。
本实用新型一方面提供一种模块化履带，包括：主体支架，其内形成有容置空间；驱动电机，设置在容置空间内；履带行走机构，转动安装在主体支架上，履带行走机构包括主传动轴，主传动轴与驱动电机的输出轴相垂直并通过传动机构连接，驱动电机通过传动机构驱动主传动轴旋转，以使履带行走机构运作。
所述的模块化履带，优选的，所述主体支架包括：第一支架，所述第一支架，上形成有空腔；第二支架，所述第二支架为两个，两个所述第二支架分别位于所述第一支架的两侧并与所述第一支架拼合构成所述主体支架，两个所述第二支架分别遮挡所述空腔的两侧从而形成所述容置空间，所述第一支架和第二支架之间夹设有第一密封件，以密封所述容置空间。
所述的模块化履带，优选的，所述主传动轴转动安装在所述主体支架的第一端，所述履带行走机构还包括：主动履带轮，安装在所述主传动轴上；从传动轴，安装在所述主体支架的第二端；从动履带轮，转动安装在所述从传动轴上；履带，连接所述主动履带轮和从动履带轮。
所述的模块化履带，优选的，所述传动机构包括一级减速传动机构，所述一级减速传动机构包括：第一伞齿轮，安装在所述驱动电机的输出轴上，且所述驱动电机的输出轴平行于所述主体支架的长度方向；第二伞齿轮，与所述主传动轴相连接并与所述第一伞齿轮相啮合，所述驱动电机的输出轴通过所述第一伞齿轮和第二伞齿轮驱动所述主传动轴旋转。
所述的模块化履带，优选的，所述一级减速传动机构还包括伞齿轮传动轴，所述伞齿轮传动轴转动安装在所述主体支架上，所述伞齿轮传动轴与所述主传动轴平行，所述第二伞齿轮安装在所述伞齿轮传动轴上；
所述传动机构还包括二级减速传动机构，所述二级减速传动机构包括：
第一直齿轮，所述第一直齿轮安装在所述伞齿轮传动轴上；
第二直齿轮，所述第二直齿轮安装在所述主传动轴上；
中间直齿轮，位于所述第一直齿轮和第二直齿轮之间，并与所述第一直齿轮和第二直齿轮相啮合。
所述的模块化履带，优选的，所述二级减速传动机构为两套，两套所述二级减速传动机构对称设置在所述主体支架的两侧。
所述的模块化履带，优选的，还包括张紧机构，所述张紧机构包括螺纹杆和限位件，所述螺纹杆通过所述限位件与所述主体支架连接，所述螺纹杆沿所述从传动轴的径向设置，所述限位件用于限制所述螺纹杆沿所述从传动轴的径向和轴向移动；所述从动履带轮通过轴承与所述从传动轴转动连接，所述从传动轴上开设有螺纹孔，所述螺纹杆穿设在所述螺纹孔内并与所述螺纹孔螺纹配合，所述螺纹杆能够以轴线为中心相对于所述限位件旋转，以带动所述从传动轴移动以靠近或远离所述主传动轴。
所述的模块化履带，优选的，还包括侧板，所述侧板为两个，两个所述侧板分别连接在两个所述第二支架的外侧，且所述侧板与所述第二支架的连接处均设置有第二密封件，以密封所述第二支架与所述侧板之间的空隙。
本实用新型另一方面提供一种机器人，包括机器人主体和本实用新型提供的模块化履带，模块化履带与机器人主体连接，模块化履带用于带动机器人主体在工作表面上移动和转向。
所述的机器人，优选的，所述模块化履带为多个，至少部分所述模块化履带平行设置和/或至少部分所述模块化履带沿所述模块化履带的长度方向依次排列设置。
基于上述，本实用新型提供的模块化履带，在使用时，可直接安装在机器人主体上，由于驱动电机安装在模块化履带的主体支架内部，驱动电机通过传动机构直接与主传动轴连接，从而可直接驱动履带行走机构运作，因此，不仅利于简化结构，传动更为可靠，而且无需通过其它的传动装置与机器人主体进行连接，降低了安装难度，避免了安装误差，提高了机器人使用的可靠性。另外，模块化履带可以直接与多种机器人的组合，具有良好的通用性。
附图说明
图1是本实用新型模块化履带的内部结构示意图；
图2是本实用新型模块化履带的外观结构示意图；
图3是本实用新型多级减速传动机构和张紧机构的一侧结构示意图；
图4是本实用新型多级减速传动机构和张紧机构的另一侧结构示意图；
图5是本实用新型机器人的整体结构示意图；
图6是本实用新型机器人底部的结构示意图；
图7是本实用新型机器人内部的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本实用新型，它们不应该理解成对本实用新型的限制。
如图1所示，本实用新型实施例提供的模块化履带，包括：主体支架1，其内形成有容置空间；驱动电机2，设置在容置空间内；履带行走机构3，转动安装在主体支架1上，履带行走机构3包括主传动轴31，主传动轴31与驱动电机2的输出轴相垂直并通过传动机构连接，驱动电机2通过传动机构驱动主传动轴31旋转，以使履带行走机构3运作。
本实施例中的模块化履带，在使用时，可直接安装在机器人主体上，由于驱动电机2安装在模块化履带的主体支架1内部，驱动电机2通过传动机构直接与主传动轴31连接，从而可直接驱动履带行走机构3运作，因此，不仅利于简化结构，传动更为可靠，而且无需通过其它的传动装置与机器人主体进行连接，降低了安装难度，避免了安装误差，提高了机器人使用的可靠性。另外，模块化履带可以直接与多种机器人的组合，具有良好的通用性。
如图1、图2和图4所示，本实施例中，优选的，主体支架1包括：第一支架11，第一支架11上形成有空腔；第二支架12，第二支架12为两个，两个第二支架12分别位于第一支架11的两侧并与第一支架11拼合构成主体支架1，两个第二支架12分别遮挡第一支架11的空腔的两侧从而形成容置空间，第一支架11和第二支架12之间夹设有第一密封件13，以密封容置空间。这样驱动电机2被封装在全密封的容置空间内，使得模块化履带具备了防尘防潮防湿的功能，进而使得模块化履带可以实现在水下移动。
本实施例中，优选的，主传动轴31转动安装在主体支架1的第一端，履带行走机构3还包括：主动履带轮32，安装在主传动轴31上；从传动轴33，安装在主体支架1的第二端；从动履带轮34，转动安装在从传动轴33上；履带35，连接主动履带轮32和从动履带轮34。这样当驱动电机2转动时，通过传动机构将动力传递至主传动轴31，主传动轴31带动主动履带轮32一起转动，主动履带轮32带动履带35转动，履带35带动从动履带轮34转动，从而实现整个模块化履带的移动。
本实施例中，优选的，传动机构包括一级减速传动机构4，一级减速传动机构4包括：第一伞齿轮41，安装在驱动电机2的输出轴上，且驱动电机2的输出轴平行于主体支架1的长度方向；第二伞齿轮43，与主传动轴31相连接并与第一伞齿轮41相啮合，驱动电机2的输出轴通过第一伞齿轮41和第二伞齿轮43驱动主传动轴31旋转。由此，通过第一伞齿轮41和第二伞齿轮43的传动作用，能够将驱动电机2的输出轴的动力传递给主传动轴31，并能够实现减速作用，同时利于简化传动机构且利于提高传动的可靠性。另外，传动机构也可采用蜗轮、蜗杆结构。
如图1、图3和图4所示，本实施例中，优选的，一级减速传动机构4还包括伞齿轮传动轴42，伞齿轮传动轴42转动安装在主体支架1上，伞齿轮传动轴42与主传动轴31平行，第二伞齿轮43安装在伞齿轮传动轴42上。
同时，传动机构还包括二级减速传动机构5，二级减速传动机构5包括：第一直齿轮51，第一直齿轮51安装在伞齿轮传动轴42上；第二直齿轮52，第二直齿轮52安装在主传动轴31上；中间直齿轮53，位于第一直齿轮51和第二直齿轮52之间，并与第一直齿轮51和第二直齿轮52相啮合。由于本实用新型的一级减速传动机构4采用伞齿轮传动，二级减速传动机构5采用直齿轮传动，因此具有传动效率高、传动比稳定、传动平稳平顺、输出扭矩大、工作可靠以及噪音小等特点。
本实施例中，优选的，二级减速传动机构5为两套，两套二级减速传动机构5对称设置在主体支架1的两侧，从而可以使传动更加稳定。
本实施例中，优选的，还包括张紧机构6，张紧机构6包括螺纹杆61和限位件(62)，螺纹杆61通过限位件62与主体支架1连接，螺纹杆61沿从传动轴33的径向设置，限位件62用于限制螺纹杆61沿从传动轴33的径向和轴向移动；从动履带轮34通过轴承与从传动轴33转动连接，从传动轴33上开设有螺纹孔，螺纹杆61穿设在螺纹孔内并与螺纹孔螺纹配合，螺纹杆61能够以轴线为中心相对于限位件62旋转，以带动从传动轴33移动以靠近或远离主传动轴31。这样，当需要安装履带35时，旋转螺纹杆61使从传动轴33移动以靠近向主传动轴31，从而可以方便地实现履带35的安装；当履带35安装完成后，向相反的方向螺纹杆61使从传动轴33移动以远离主传动轴31，从而可以方便地实现履带35的张紧。
如图3所示，本实施例中，优选的，张紧机构6还包括导轨63，导轨63与螺纹杆61平行设置，从传动轴33与导轨63滑动连接，螺纹杆61能够以轴线为中心相对于限位件62旋转，以带动从传动轴33沿导轨63滑动以靠近或远离主传动轴31。由此，在导轨63的导向作用下，能够使传动轴33的移动更为准确、稳定。
如图1、图2所示，本实施例中，优选的，还包括侧板7，侧板7为两个，两个侧板7分别连接在两个第二支架12的外侧，且侧板7与第二支架12的连接处均设置有第二密封件8，以密封第二支架12与侧板7之间的空隙。由此，不仅实现了两层密封，防尘防潮防湿效果更佳，而且还起到美化外观的作用。
如图5所示，本实用新型另一实施例提供的机器人，该机器人包括机器人主体10和本实用新型任意实施例的模块化履带，模块化履带与机器人主体10连接，模块化履带用于带动机器人主体10在工作表面上移动和转向。
本实施例中，由于模块化履带可直接安装在机器人主体10上，且驱动电机2安装在模块化履带的主体支架1内部可直接驱动履带行走机构3运作，因此，无需通过传动装置与机器人主体进行连接，降低了安装难度，避免了安装误差，提高了机器人使用的可靠性。
本实施例中，优选的，模块化履带为多个，至少部分模块化履带平行设置和/或至少部分模块化履带沿模块化履带的长度方向依次排列设置。此种模块化履带的不同组合，可以形成多种机器人的设计方式，使机器人能够获得与使用场景相匹配的越障能力，从而可以使机器人可以工作在各种具有复杂工作表面的环境中。
本实施例中，优选的，主体支架1上设有安装孔，通过安装孔能够方便的与机器人主体10连接。
如图5、图6所示，本实施例中，优选的，模块化履带为两个，机器人主体10包括：主机体101，两个模块化履带对称地设置在主机体101的两侧；机械臂102，机械臂102的第一端安装于主机体101上部；执行机构103，安装于机械臂102的第二端，用于对工作表面进行处理；磁吸附机构104，安装于主机体101的下部，用于使主机体101吸附在工作表面上。由此，机器人运作时，可通过磁吸附机构104吸附在工作表面上并通过模块化履带带动机器人主体10在工作表面上移动和转向，在移动的同时，机器人可通过机械臂102带动执行机构103对工作表面进行处理。
本实施例中，优选的，执行机构103可以选用电磁超声测厚仪、清洗机构、除锈机构和喷漆机构中的一种或多种。由此，可广泛应用于核能、船舶、风电、化工、大型容器罐的除锈清洁等检修、保养、维护工作中，代替人工作业，提高工作效率、降低作业成本。
如图7所示，本实施例中，优选的，机器人还包括安装在主机体101内的电源105和电机驱动器106，电源105和电机驱动器105均连接驱动电机2，电机驱动器106起到控制驱动电机2快慢和转向的作用，当机器人要实现转向时，控制两个履带驱动电机2向不同方向转动或以不同速度同向转动就可以实现转向的功能。
本实施例中，优选的，磁吸附机构104采用永磁体模组。由此，使磁吸附机构104结构简单且吸附可靠。
上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种模块化履带，其特征在于，包括：
主体支架(1)，其内形成有容置空间；
驱动电机(2)，设置在所述容置空间内；
履带行走机构(3)，转动安装在所述主体支架(1)上，所述履带行走机构(3)包括主传动轴(31)，所述主传动轴(31)与所述驱动电机(2)的输出轴相垂直并通过传动机构连接，所述驱动电机(2)通过所述传动机构驱动所述主传动轴(31)旋转，以使所述履带行走机构(3)运作。
2.根据权利要求1所述的模块化履带，其特征在于，所述主体支架(1)包括：
第一支架(11)，所述第一支架(11)，上形成有空腔；
第二支架(12)，所述第二支架(12)为两个，两个所述第二支架(12)分别位于所述第一支架(11)的两侧并与所述第一支架(11)拼合构成所述主体支架(1)，两个所述第二支架(12)分别遮挡所述空腔的两侧从而形成所述容置空间，所述第一支架(11)和第二支架(12)之间夹设有第一密封件(13)，以密封所述容置空间。
3.根据权利要求1所述的模块化履带，其特征在于，所述主传动轴(31)转动安装在所述主体支架(1)的第一端，所述履带行走机构(3)还包括：
主动履带轮(32)，安装在所述主传动轴(31)上；
从传动轴(33)，安装在所述主体支架(1)的第二端；
从动履带轮(34)，转动安装在所述从传动轴(33)上；
履带(35)，连接所述主动履带轮(32)和从动履带轮(34)。
4.根据权利要求3所述的模块化履带，其特征在于，所述传动机构包括一级减速传动机构(4)，所述一级减速传动机构(4)包括：
第一伞齿轮(41)，安装在所述驱动电机(2)的输出轴上，且所述驱动电机(2)的输出轴平行于所述主体支架(1)的长度方向；
第二伞齿轮(43)，与所述主传动轴(31)相连接并与所述第一伞齿轮(41)相啮合，所述驱动电机(2)的输出轴通过所述第一伞齿轮(41)和第二伞齿轮(43)驱动所述主传动轴(31)旋转。
5.根据权利要求4所述的模块化履带，其特征在于，所述一级减速传动机构(4)还包括伞齿轮传动轴(42)，所述伞齿轮传动轴(42)转动安装在所述主体支架(1)上，所述伞齿轮传动轴(42)与所述主传动轴(31)平行，所述第二伞齿轮(43)安装在所述伞齿轮传动轴(42)上；
所述传动机构还包括二级减速传动机构(5)，所述二级减速传动机构(5)包括：
第一直齿轮(51)，所述第一直齿轮(51)安装在所述伞齿轮传动轴(42)上；
第二直齿轮(52)，所述第二直齿轮(52)安装在所述主传动轴(31)上；
中间直齿轮(53)，位于所述第一直齿轮(51)和第二直齿轮(52)之间，并与所述第一直齿轮(51)和第二直齿轮(52)相啮合。
6.根据权利要求5所述的模块化履带，其特征在于，所述二级减速传动机构(5)为两套，两套所述二级减速传动机构(5)对称设置在所述主体支架(1)的两侧。
7.根据权利要求3所述的模块化履带，其特征在于，还包括张紧机构(6)，所述张紧机构(6)包括螺纹杆(61)和限位件(62)，所述螺纹杆(61)通过所述限位件(62)与所述主体支架(1)连接，所述螺纹杆(61)沿所述从传动轴(33)的径向设置，所述限位件(62)用于限制所述螺纹杆(61)沿所述从传动轴(33)的径向和轴向移动；
所述从动履带轮(34)通过轴承与所述从传动轴(33)转动连接，所述从传动轴(33)上开设有螺纹孔，所述螺纹杆(61)穿设在所述螺纹孔内并与所述螺纹孔螺纹配合，所述螺纹杆(61)能够以轴线为中心相对于所述限位件(62)旋转，以带动所述从传动轴(33)移动以靠近或远离所述主传动轴(31)。
8.根据权利要求2所述的模块化履带，其特征在于，还包括侧板(7)，所述侧板(7)为两个，两个所述侧板(7)分别连接在两个所述第二支架(12)的外侧，且所述侧板(7)与所述第二支架(12)的连接处均设置有第二密封件(8)，以密封所述第二支架(12)与所述侧板(7)之间的空隙。
9.一种机器人，其特征在于，包括机器人主体(10)和权利要求1到8中任一项所述的模块化履带，所述模块化履带与所述机器人主体(10)连接，所述模块化履带用于带动所述机器人主体(10)在工作表面上移动和转向。
10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述模块化履带为多个，至少部分所述模块化履带平行设置和/或至少部分所述模块化履带沿所述模块化履带的长度方向依次排列设置。
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Cited By (2)
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Cited By (3)
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| CN108860351A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-11-23 | 宁波史河机器人科技有限公司 | 一种模块化履带及机器人 |
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