CN212827869U - 一种机器人转向舵 - Google Patents

Abstract

一种机器人转向舵，包括驱动轮模块和转向模块，驱动轮模块设置在转向模块内部；驱动轮模块包括轮体、驱动电机和减震支架，驱动电机通过减震支架与驱动轮相连；转向模块包括转向轮，转向轮为轮状结构，转向轮设置在减震支架的外部，转向轮的外周面上设置有螺纹；转向模块还包括转向齿轮，转向齿轮与转向轮啮合；具有结构简单、减震效果好、转向灵活受力小的优点，通过减震支架吸收地面颠簸带来的冲击，使转向舵能适应各种地面。通过设置转向轮，将转向轮设置在驱动轮模块外部，增大转向轮的半径，从而实现施加较小的力即可完成专项，使得转向更加灵活，并且由于转向模块受力更小，磨损更小，零部件的寿命更长。

Description

一种机器人转向舵

技术领域：

本实用新型涉及机器人设备技术领域，更具体地说是一种机器人转向舵。

背景技术：

随着社会的发展，机器人在生活以及工业中有了越加广泛的运用。机器人常用转向舵驱动。

转向舵是一种具备驱动前进后退和主动转向能力的动力模组，其驱动电机只负责驱动，转向电机，只负责转向，可以做到合适的功率选择，实现功率最大化的应用。目前常用的舵机存在以下缺陷：1、没有减震机构，做单转向舵应用，带减震的转向舵比较少且体积也比较庞大，不能很好应用于小型化设备，不能适应复杂路面，多转向舵结构会存在接触不好，驱动轮打滑的情况；2、通过设置在上部的转向机构进行转向，转向时齿轮受力较大，影响零部件的使用寿命。

发明内容：

为解决上述问题，克服现有技术的不足，本实用新型提供了结构简单、减震效果好、转向灵活受力小的机器人转向舵。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种机器人转向舵，包括驱动轮模块和转向模块，驱动轮模块设置在转向模块内部；

驱动轮模块包括轮体、驱动电机和减震支架，驱动电机通过减震支架与驱动轮相连；

转向模块包括转向轮，转向轮为轮状结构，转向轮设置在减震支架的外部，转向轮的外周面上设置有螺纹；

转向模块还包括转向齿轮，转向齿轮与转向轮啮合。

进一步的，减震支架包括横臂、斜臂、减震器和销轴；横臂设置在转向轮内部，横臂的一端与转向轮固定连接，横臂的中部设有通孔；斜臂为倾斜向下设置的n字型结构，斜臂的下端与横臂铰接；减震器的上端通过销轴与斜臂铰接，减震器的下端与横臂铰接。

进一步的，斜臂与横臂铰接处设置有铰接座，铰接座的中心处设置有铰接座通孔，铰接座通孔内设置有耐磨套，耐磨套内穿设有转轴螺栓，斜臂和横臂通过转轴螺栓和耐磨套连接。

进一步的，转向模块还包括用于驱动转向齿轮转动的转向电机，转向电机的输出轴连接有减速机构，减速机构的输出轴与转向齿轮的转轴连接。

进一步的，转向轮外部还设置有用于保护转向轮的护罩。

进一步的，驱动电机为轮毂电机，驱动电机的中心轴两端设有螺纹，驱动电机嵌于轮体内部，中心轴穿过横臂上的通孔后配合螺母锁紧。

进一步的，还包括底盘，驱动轮模块和转向模块均设置在底盘下部。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的机器人转向舵具有结构简单、减震效果好、转向灵活受力小的优点，通过减震支架吸收地面颠簸带来的冲击，使转向舵能适应各种地面。通过设置转向轮，将转向轮设置在驱动轮模块外部，增大转向轮的半径，从而实现施加较小的力即可完成专项，使得转向更加灵活，并且由于转向模块受力更小，磨损更小，零部件的寿命更长。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是本实用新型的实施例结构示意图；

附图3是本实用新型的实施例2结构示意图；

附图中：1、驱动轮模块，2、转向模块，11、轮体，12、驱动电机，13、减震支架，14、中心轴，21、转向轮，22、转向齿轮，23、护罩，131、横臂，132、斜臂，133、减震器，134、销轴，135、铰接座。

具体实施方式：

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图1~附图3，对本实用新型进行更加详细的描述。

本实用新型提供的机器人转向舵，包括驱动轮模块1和转向模块2，驱动轮模块1设置在转向模块2内部；驱动轮模块1包括轮体11、驱动电机12和减震支架13，驱动电机12通过减震支架13与驱动轮相连；转向模块2包括转向轮21，转向轮21为轮状结构，转向轮21设置在减震支架13的外部，转向轮21的外周面上设置有螺纹；转向模块2还包括转向齿轮22，转向齿轮22与转向轮21啮合；减震支架13包括横臂131、斜臂132、减震器133和销轴134；横臂131设置在转向轮21内部，横臂131的一端与转向轮21固定连接，横臂131的中部设有通孔；斜臂132为倾斜向下设置的n字型结构，斜臂132的下端与横臂131铰接；减震器133的上端通过销轴134与斜臂132铰接，减震器133的下端与横臂131铰接；斜臂132与横臂131铰接处设置有铰接座135，铰接座135的中心处设置有铰接座135通孔，铰接座135通孔内设置有耐磨套，耐磨套内穿设有转轴螺栓，斜臂132和横臂131通过转轴螺栓和耐磨套连接；转向模块2还包括用于驱动转向齿轮22转动的转向电机，转向电机的输出轴连接有减速机构，减速机构的输出轴与转向齿轮22的转轴连接；转向轮21外部还设置有用于保护转向轮21的护罩23；驱动电机12为轮毂电机，驱动电机12的中心轴14两端设有螺纹，驱动电机12嵌于轮体11内部，中心轴14穿过横臂131上的通孔后配合螺母锁紧；还包括底盘，驱动轮模块1和转向模块2均设置在底盘下部。

本实用新型的其中一种实施例如下：

本实用新型提供的机器人转向舵包括驱动轮模块1和转向模块2；转向模块2设置在驱动轮模块1的外部，转向轮21的转动直接带动轮驱动轮模块1左右偏转。

驱动轮模块1包括轮体11、驱动电机12和减震支架13。轮体11为外圈轮胎。驱动电机12为与外圈轮胎相匹配的轮毂电机，驱动电机12嵌于轮体11内，通过其本身的中心轴14与减震支架13相连，驱动电机12的中心轴14两端端部外设有螺纹，并在螺纹段外端铣有一对平面以便连接时夹持扳手。

减震支架13包括横臂131、斜臂132和减震器133。横臂131为细长的椭圆形支架，其两侧板的中部设有通孔。斜臂132为n型支架，底端两侧连接有铰接座135。铰接座135为圆筒型座体，其中心嵌有耐磨套，斜臂132和横臂131的端部通过穿过铰接座135通孔的转轴螺栓相连。横臂131水平布置，中心轴14两端分别穿过横臂131两侧的通孔配合相应的螺母锁紧将驱动轮模块1和横臂131连接在一起。

斜臂132与横臂131之间设有铜垫片，铜垫片与铰接座135和耐磨套接触限位，使斜臂132与横臂131之间存在间隙，不会直接磨损。

斜臂132与横臂131安装完成后，将减震器133的两端分别通过销轴134与横臂131和斜臂132的端部连接，从而形成三角形的减震结构。

减震器133可采用液压套筒或者减震弹簧结构，驱动轮模块1装配完成后，减震器133与斜臂132、横臂131呈三角形，斜臂132与横臂131铰接，设计有耐磨灵活的转轴结构，可以自由转动，在遇到障碍时减震器133压缩，横臂131和轮毂电机可以绕转轴位置向上旋转，减少震动，并且能承受较大冲击。对于铰接点，由于铰接座135内安装有耐磨套，耐磨套与铰接座135为过盈配合。

转向模块2包括转向轮21和转向齿轮22，转向轮21为外围上设置有螺纹的轮状结构，转向轮21和转向齿轮22啮合，在转向齿轮22转动时会带动转向轮21反向转动。转向轮21设置在横臂131的外部，横臂131与转向轮21设置在同一水平面上，且位于轮体11的中轴线上；横臂131的一端与转向轮21固定连接，在转向轮21转动时带动横臂131同时转动。

在进一步的实施例中，横臂131的两端均与转向轮21固定连接，同时减震支架13去除减震器133，提高整体结构的刚性，在这种情况下减震性能会有所下降，但刚性提升，适用于沙地、泥泞地等特殊地形条件。

转向轮21外部设置在护罩23，用于保护转向轮21。

减速机构包括主减速器和副减速器。主减速器的输入端与转向电机相连，输出轴与副减速器的输入齿轮相连，副减速器的输出端与转向齿轮22的转轴相连。主减速器的输出轴两端均伸至主减速器外，顶端外设强磁钢套并在转向电机下对应位置处设有角度传感器，以便控制转向角度。副减速器的外壳包括上壳和下壳，上壳外缘设有一圈凹槽，下壳外缘设有相匹配的凸起，上壳和下壳通过凹槽与凸起的配合提高安装精度。

主减速器的输出轴下端与副减速器的输入齿轮采用D型孔轴配合安装。输出端，转轴与输出齿轮之间沿轴向依次设有小深沟球轴承，推力球轴承，大深沟球轴承，三个轴承安装在副减速器上壳和下壳组成的腔体内。

在进一步的实施例中，转向齿轮22可围绕转向轮21设置多个，以提高转向的稳定性，同时可采用一个转向齿轮22驱动两个转向轮21，采用多重啮合的方式是多个转向轮21和转向齿轮22连接，以采用更少的转向齿轮22控制更多的转向轮21，更灵活的转向舵功能。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种机器人转向舵，其特征在于：包括驱动轮模块（1）和转向模块（2），所述驱动轮模块（1）设置在转向模块（2）内部；

所述驱动轮模块（1）包括轮体（11）、驱动电机（12）和减震支架（13），所述驱动电机（12）通过减震支架（13）与驱动轮相连；

所述转向模块（2）包括转向轮（21），所述转向轮（21）为轮状结构，所述转向轮（21）设置在减震支架（13）的外部，所述转向轮（21）的外周面上设置有螺纹；

所述转向模块（2）还包括转向齿轮（22），所述转向齿轮（22）与转向轮（21）啮合。

2.根据权利要求1所述的机器人转向舵，其特征在于：所述减震支架（13）包括横臂（131）、斜臂（132）、减震器（133）和销轴（134）；所述横臂（131）设置在转向轮（21）内部，所述横臂（131）的一端与转向轮（21）固定连接，所述横臂（131）的中部设有通孔；所述斜臂（132）为倾斜向下设置的n字型结构，所述斜臂（132）的下端与横臂（131）铰接；所述减震器（133）的上端通过销轴（134）与斜臂（132）铰接，所述减震器（133）的下端与横臂（131）铰接。

3.根据权利要求2所述的机器人转向舵，其特征在于：所述斜臂（132）与横臂（131）铰接处设置有铰接座（135），所述铰接座（135）的中心处设置有铰接座（135）通孔，所述铰接座（135）通孔内设置有耐磨套，所述耐磨套内穿设有转轴螺栓，所述斜臂（132）和横臂（131）通过转轴螺栓和耐磨套连接。

4.根据权利要求1所述的机器人转向舵，其特征在于：所述转向模块（2）还包括用于驱动转向齿轮（22）转动的转向电机，转向电机的输出轴连接有减速机构，所述减速机构的输出轴与转向齿轮（22）的转轴连接。

5.根据权利要求1所述的机器人转向舵，其特征在于：所述转向轮（21）外部还设置有用于保护转向轮（21）的护罩（23）。

6.根据权利要求1所述的机器人转向舵，其特征在于：所述驱动电机（12）为轮毂电机，所述驱动电机（12）的中心轴（14）两端设有螺纹，所述驱动电机（12）嵌于轮体（11）内部，所述中心轴（14）穿过横臂（131）上的通孔后配合螺母锁紧。

7.根据权利要求1所述的机器人转向舵，其特征在于：还包括底盘，所述驱动轮模块（1）和转向模块（2）均设置在底盘下部。

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