CN208826633U - 基于齿轮齿条传动的空间细胞机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于齿轮齿条传动的空间细胞机器人，由滑块，十字导轨，导轨支杆，支撑板，导轨组件，带沟槽的锥齿轮，不完全锥齿轮，伺服电机，齿条，壳体端盖，传动轴，不完全圆柱齿轮等组成。伺服电机带动不完全圆柱齿轮和不完全锥齿轮同步转动，同时带动齿条移动，进而推动与齿条相连的十字导轨与导轨组件向前移动，完成直线驱动工作；当不完全锥齿轮的有齿部分与沟槽锥齿轮相互啮合时，四组导轨组件沿壳体端盖的沟槽径向移动，完成转动驱动工作；当两个相连接的空间细胞机器人断开时，伺服电机反转，不完全圆柱齿轮和与齿条共同作用，四组导轨组件开始缩回，回到初始位置，完成空间细胞机器人的分离断开工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于齿轮齿条传动的空间细胞机器人机构。
背景技术
自20世纪90年代以来，自重构机器人在美国和日本得到了迅速发展，连接机构是自重构机器人细胞模块关键组成，基于不同连接方式的自重构机器人，自重构机器人的稳定性及安全性都不同。目前国内已有的自重构机器人所采用的连接机构主要有电磁式，记忆合金和机械式。由于电磁式连接机构体积大，抗剪切能力差，发热大，且在磁性环境中难已重构和运动，记忆合金虽然体积小，但耗能大，难以适应模块自带电源的环境。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于齿轮齿条传动的细胞机器人。
基本技术方案是：基于齿轮齿条的空间细胞机器人连接机构由伺服电机，电机支撑板，不完全圆柱齿轮，齿条，传动轴，不完全锥齿轮，支撑板，十字导轨，滑块，导轨支杆，沟槽锥齿轮，壳体端盖等组成。伺服电机与电机支撑板相连，作为空间细胞机器人的源动力装置，传动轴与伺服电机相连，不完全圆柱齿轮和不完全锥齿轮同轴安装，通过改变伺服电机的通电相序，为细胞之间的连接断开提供动力；齿条的一端与十字导轨相连接，通过不完全圆柱齿轮转动带动齿条向前移动，同时驱动十字导轨向前移动；滑块与导轨支杆相连构成导轨组件，导轨支杆安装在十字导轨滑槽中，十字导轨可带动导轨组件做直线运动；沟槽锥齿轮安装在空间细胞机器人侧面支撑板上，借助沟槽锥齿轮上的正弦形沟槽，导轨支杆始终与正弦形沟槽相切，通过沟槽锥齿轮的转动，可带动导轨组件径向移动；壳体端盖通过螺钉与支撑板相连，构成空间细胞机器人的连接面机构。
本实用新型的有益效果是：
1. 本机构采用四方卡槽式，保证了连接的可靠性，确保所构成的机器人具有重构，运动和执行任务的能力。
2. 本机构可实现模块快速连接，齿轮齿条传动确保具有足够的扭矩和强度对一定数目的相邻模块进行操作，有效提高机器人的运动速度。
3.本机构因依靠整套的机械结构，受环境影响小，能耗较低节省成本。
附图说明：
下面结合附图对本机构进一步说明。
附图1：基于齿轮齿条的空间细胞机器人整体示意图；
附图2：基于齿轮齿条的空间细胞机器人驱动部分示意图；
附图3：基于齿轮齿条的空间细胞机器人卡块组件示意图。
图中：1.滑块2.十字导轨3.导轨支杆4.锁紧螺母5.支撑板6.导轨组件7.带沟槽的锥齿轮8.不完全锥齿轮9.伺服电机10.齿条11.壳体端盖12.螺钉13.传动轴14.不完全圆柱齿轮.15电机支撑板。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的具体结构及实施方式。
本实用新型的结构组成如图1、图2和图3所示。基于齿轮齿条的空间细胞机器人连接机构由滑块(1),十字导轨(2),导轨支杆(3),锁紧螺母(4),支撑板(5),导轨组件(6),带沟槽的锥齿轮(7),不完全锥齿轮(8),伺服电机(9),齿条(10),壳体端盖(11),螺钉(12),传动轴(13),不完全圆柱齿轮(14),电机支撑板(15)组成。伺服电机（9）与电机支撑板相连，作为空间细胞机器人的源动力装置，传动轴（13）与伺服电机（9）相连，不完全圆柱齿轮（14）和不完全锥齿轮（8）同轴安装，通过改变伺服电机（9）的通电相序，为细胞之间的连接断开提供动力；齿条（10）的一端与十字导轨（2）相连接，通过不完全圆柱齿轮（14）转动带动齿条（10）向前移动，同时驱动十字导轨（2）向前移动；滑块（1）与导轨支杆相连构成导轨组件，导轨支杆安装在十字导轨（2）滑槽中，十字导轨（2）可带动导轨组件做直线运动；沟槽锥齿轮（7）安装在空间细胞机器人侧面支撑板上，借助沟槽锥齿轮（7）上的正弦形沟槽，导轨支杆始终与正弦形沟槽相切，通过沟槽锥齿轮（7）的转动，可带动导轨组件径向移动；壳体端盖（11）通过螺钉（12）与支撑板相连，构成空间细胞机器人的连接面机构。
本实用新型工作过程如下：
基于齿轮齿条的空间细胞机器人工作时，伺服电机（9）带动安装在传动轴（13）上的不完全圆柱齿轮（14）和不完全锥齿轮（8）同步转动，不完全圆柱齿轮（14）转动带动齿条（10）移动，同时推动与齿条(10)相连的十字导轨(2)以及安装在十字导轨（2）滑槽中的四组导轨组件向前移动，当导轨组件移动到一定距离时，不完全圆柱齿轮（14）的有齿部分与齿条（10）啮合完成，无齿部分开始和齿条（10）相接触，此时空间细胞机器人完成直线驱动工作；当不完全锥齿轮（8）的有齿部分与沟槽锥齿轮（7）相互啮合时，间质细胞开始转动驱动工作，在沟槽锥齿轮（7）的带动下，四组导轨组件沿壳体端盖（11）的沟槽径向移动；当导轨支杆（3）到达沟槽锥齿轮（7）正弦形沟槽的末端位置时，导轨组件的前端卡块嵌入到与其相连接的另一空间细胞机器人壳体端盖（11）的沟槽中，完成空间细胞机器人的锁紧连接工作；当两个相连接的空间细胞机器人断开时，伺服电机（9）反转，在沟槽锥齿轮（7）的带动下，四组导轨组件（6）沿连接壳体端盖（11）的径向沟槽向壳体端盖中心位置靠拢，到达正弦形沟槽的始端位置后；在不完全圆柱齿轮（14）和与齿条（10）的共同作用下，四组导轨组件开始缩回，回到初始位置，完成空间细胞机器人的分离断开工作。
Claims (1)
1.基于齿轮齿条传动的空间细胞机器人，由滑块，十字导轨，导轨支杆，锁紧螺母，支撑板，导轨组件，带沟槽的锥齿轮，不完全锥齿轮，伺服电机，齿条，壳体端盖，螺钉，传动轴，不完全圆柱齿轮，电机支撑板组成；其特征在于，伺服电机与电机支撑板相连，作为空间细胞机器人的源动力装置，传动轴与伺服电机相连，不完全圆柱齿轮和不完全锥齿轮同轴安装，通过改变伺服电机的通电相序，为细胞之间的连接断开提供动力；齿条的一端与十字导轨相连接，通过不完全圆柱齿轮转动带动齿条向前移动，同时驱动十字导轨向前移动；滑块与导轨支杆相连构成导轨组件，导轨支杆安装在十字导轨滑槽中，十字导轨可带动导轨组件做直线运动；沟槽锥齿轮安装在空间细胞机器人侧面支撑板上，借助沟槽锥齿轮上的正弦形沟槽，导轨支杆始终与正弦形沟槽相切，通过沟槽锥齿轮的转动，可带动导轨组件径向移动；壳体端盖通过螺钉与支撑板相连，构成空间细胞机器人的连接面机构。
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|---|---|---|---|---|
| CN109015616A (zh) * | 2018-09-28 | 2018-12-18 | 哈尔滨理工大学 | 基于齿轮齿条传动的空间细胞机器人 |
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