CN218536917U - 履带式机器人驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种履带式机器人驱动机构，属于机器人技术领域，用于驱动车体两侧的履带转动，包括传动轴、第一动力件、两个传动套筒、两组调速组件以及第二动力件；第一动力件具有第一旋转驱动端；两个传动套筒分别套设在传动轴的两端；传动套筒的一端与带轮连接；两组调速组件与传动套筒一一对应；每一个调速组件均包括调速轴和调速套筒；第二动力件具有适于与调速轴连接的第二旋转驱动端。通过两组调速组件、横向调节结构以及第二动力件的配合，能够控制机器人在不同情况下的行走速度；相比于现有技术中直接将变速器安装到机器人上，本申请上述结构能够节约车体的空间，且能够降低机器人车体的体积。

Description

履带式机器人驱动机构

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种履带式机器人驱动机构。

背景技术

对于某些特种机器人，如排爆机器人、消防机器人、探测机器人等，为适应坑洼、沙地以及具有废弃物堆积的复杂现场路况，上述特种机器人的行走机构通常采用履带式。

上述特种机器人车体的两侧设有第一履带，特种机器人靠近前端和后端的两侧均设有摆臂，即，特种机器人上设有四个摆臂；每一个摆臂上均转动设有第二履带，第一履带和第二履带的两端均设有带轮，通过带轮的转动能够带动第一履带和第二履带转动。在越障作业时，利用摆臂摆动至障碍物上，以抬升特种机器人的前部，能够实现特种机器人向上行进。

由于上述特种机器人在正常行走和越障时的速度不同，现有技术中通过在特种机器人上安装变速器，以使特种机器人匹配不同的行走速度。但是，现有技术中的变速器尺寸较大，将现有技术中的变速器安装在特种机器人上，会占用特种机器人车体上较多的空间，并且会导致特种机器人车体的体积增加。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种履带式机器人驱动机构，旨在解决现有技术中通过在特种机器人上安装变速器会占用车体较多的空间、并会导致特种机器人车体体积增加的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种履带式机器人驱动机构，用于驱动车体两侧的履带转动，包括：

传动轴，适于转动设在车体上；所述传动轴的端部适于与摆臂连接，以驱动摆臂绕所述传动轴的轴线转动；

第一动力件，适于连接在车体上；所述第一动力件具有适于与所述传动轴连接的第一旋转驱动端；

两个传动套筒，分别套设在所述传动轴的两端，且所述传动套筒与车体转动连接；所述传动套筒的一端与带轮连接，以驱动所述带轮转动；

两组调速组件，与所述传动套筒一一对应；每一个所述调速组件均包括调速轴和调速套筒；所述调速轴适于转动设在车体上，且所述调速轴的轴线与所述传动轴的轴线平行；所述调速套筒套设在所述传动套筒上，且所述调速套筒与所述传动套筒为键连接；所述调速套筒具有适于沿其轴线方向滑动的自由度；

第二动力件，适于连接在车体上，所述第二动力件具有适于与所述调速轴连接的第二旋转驱动端；

其中，所述调速轴和所述调速套筒上连接有第一齿轮组和第二齿轮组，在所述第一齿轮组啮合时，所述第二齿轮组分离；在所述第二齿轮组啮合时，所述第一齿轮组分离；

履带式机器人驱动机构还包括适于连接在车体上的横向调节结构，所述横向调节结构适于沿轴向驱动所述调速套筒滑动，以切换所述第一齿轮组和所述第二齿轮组的啮合状态。

在一种可能的实现方式中，所述第一齿轮组包括连接在所述调速套筒上的第一大齿轮，以及连接在所述调速轴上、并与所述第一大齿轮啮合的第一小齿轮；

所述第二齿轮组包括连接在所述调速套筒上的第二小齿轮，以及连接在所述调速轴上、并与所述第二小齿轮啮合的第二大齿轮；

其中，所述第一小齿轮和所述第二大齿轮之间的距离大于所述第一大齿轮和所述第二小齿轮之间的距离；或者，所述第一小齿轮和所述第二大齿轮之间的距离小于所述第一大齿轮和所述第二小齿轮之间的距离。

在一种可能的实现方式中，所述横向调节结构包括：

调节部，与所述调速套筒转动配合，且所述调节部与调速套筒在轴线方向上相对固定；以及

第三动力件，适于连接在车体上；所述第三动力件具有适于沿轴向驱动所述调节部滑动的横向驱动端。

在一种可能的实现方式中，所述调节部为拨片，所述拨片位于所述第一大齿轮和所述第二小齿轮之间，且所述拨片的两侧分别与所述第一大齿轮和所述第二小齿轮接触。

在一种可能的实现方式中，所述调节部为半壳体结构，所述调节部内具有容置腔；所述容置腔适于容纳部分所述第一大齿轮，或者适于容纳部分所述第二小齿轮；

在所述容置腔容纳所述第一大齿轮时，所述容置腔的两侧壁分别与所述第一大齿轮的两侧壁接触；在所述容置腔容纳所述第二小齿轮时，所述容置腔的两侧壁分别与所述第二小齿轮的两侧壁接触。

在一种可能的实现方式中，所述第三动力件上设有支撑架，所述支撑架连接在车体上。

在一种可能的实现方式中，所述第三动力件为电动推杆。

在一种可能的实现方式中，所述调速轴的一端连接有第一锥齿轮，所述第二旋转驱动端上连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合。

在一种可能的实现方式中，所述传动轴上连接有第三锥齿轮，所述第一旋转驱动端上连接有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮与所述第三锥齿轮啮合。

在一种可能的实现方式中，所述第一动力件和所述第二动力件均为驱动电机，所述驱动电机连接在车体上。

本申请实施例中，通过第一动力件驱动传动轴转动，能够使摆臂绕传动轴的轴线转动，进而便于摆臂搭在障碍物上。通过第二动力件驱动传动套筒转动，能够使摆臂和车体两侧的履带转动，进而便于上述机器人翻越障碍物。需要说明的是，上述机器人在通过摆臂翻越障碍物的过程中，通过第一动力件的驱动，摆臂能够实时调整与车体之间的角度，进而便于上述机器人完成翻越障碍物的动作。通过横向调节结构驱动调速套筒移动，能够切换第一齿轮组和第二齿轮组的啮合状态，即，在第一齿轮组啮合时，第二齿轮组分离；在第二齿轮组啮合时，第一齿轮组断开；进而便于根据实际情况控制上述机器人的行走速度。

本实用新型提供的履带式机器人驱动机构，通过两组调速组件、横向调节结构以及第二动力件的配合，能够控制机器人在不同情况下的行走速度；相比于现有技术中直接将变速器安装到机器人上，本申请上述结构能够节约车体的空间，且能够降低机器人车体的体积。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的履带式机器人驱动机构的示意图；

图2为图1中A部的放大示意图；

图3为本实用新型实施例提供的履带式机器人驱动机构的调速组件部分的示意图。

附图标记说明：1、车体；2、履带；3、传动轴；31、第三锥齿轮；4、第一动力件；41、第四锥齿轮；5、传动套筒；6、调速组件；61、调速轴；611、第一锥齿轮；62、调速套筒；63、第一大齿轮；64、第一小齿轮；65、第二小齿轮；66、第二大齿轮；7、第二动力件；71、第二锥齿轮；8、摆臂；9、横向调节结构；91、调节部；92、第三动力件。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图3，现对本实用新型提供的履带式机器人驱动机构进行说明。所述履带式机器人驱动机构，用于驱动车体1两侧的履带2转动，包括传动轴3、第一动力件4、两个传动套筒5、两组调速组件6以及第二动力件7；传动轴3适于转动设在车体1上；传动轴3的端部适于与摆臂8连接，以驱动摆臂8绕传动轴3的轴线转动；第一动力件4适于连接在车体1上；第一动力件4具有适于与传动轴3连接的第一旋转驱动端；两个传动套筒5分别套设在传动轴3的两端，且传动套筒5与车体1转动连接；传动套筒5的一端与带轮连接，以驱动带轮转动；两组调速组件6与传动套筒5一一对应；每一个调速组件6均包括调速轴61和调速套筒62；调速轴61适于转动设在车体1上，且调速轴61的轴线与传动轴3的轴线平行；调速套筒62套设在传动套筒5上，且调速套筒62与传动套筒5为键连接；调速套筒62具有适于沿其轴线方向滑动的自由度；第二动力件7适于连接在车体1上，第二动力件7具有适于与调速轴61连接的第二旋转驱动端；其中，调速轴61和调速套筒62上连接有第一齿轮组和第二齿轮组，在第一齿轮组啮合时，第二齿轮组分离；在第二齿轮组啮合时，第一齿轮组分离；履带2式机器人驱动机构还包括适于连接在车体1上的横向调节结构9，横向调节结构9适于沿轴向驱动调速套筒62滑动，以切换第一齿轮组和第二齿轮组的啮合状态。

本申请实施例中，通过第一动力件4驱动传动轴3转动，能够使摆臂8绕传动轴3的轴线转动，进而便于摆臂8搭在障碍物上。通过第二动力件7驱动传动套筒5转动，能够使摆臂8和车体1两侧的履带2转动，进而便于上述机器人翻越障碍物。需要说明的是，上述机器人在通过摆臂8翻越障碍物的过程中，通过第一动力件4的驱动，摆臂8能够实时调整与车体1之间的角度，进而便于上述机器人完成翻越障碍物的动作。通过横向调节结构9驱动调速套筒62移动，能够切换第一齿轮组和第二齿轮组的啮合状态，即，在第一齿轮组啮合时，第二齿轮组分离；在第二齿轮组啮合时，第一齿轮组断开；进而便于根据实际情况控制上述机器人的行走速度。

本实用新型提供的履带2式机器人驱动机构，通过两组调速组件6、横向调节结构9以及第二动力件7的配合，能够控制机器人在不同情况下的行走速度；相比于现有技术中直接将变速器安装到机器人上，本申请上述结构能够节约车体1的空间，且能够降低机器人车体1的体积。

应当理解的是，本申请中的两组调速组件6以及横向调节结构9的体积小于现有技术中变速器的体积，且本申请中的第一大齿轮和第二小齿轮同轴设在传动套筒5上，能够进一步节约机器人车体1的空间。

需要说明的是，第一动力件4和第二动力件7均为驱动电机，驱动电机固定连接在车体1上。调速轴61的一端连接有第一锥齿轮611，第二旋转驱动端上连接有第二锥齿轮71，第二锥齿轮71与第一锥齿轮611啮合。传动轴3上连接有第三锥齿轮31，第一旋转驱动端上连接有第四锥齿轮41，第四锥齿轮41与第三锥齿轮31啮合。传动套筒5的端部可以与车体1和摆臂8上的带轮连接，在第二动力件7通过调速组件6驱动传动套筒5转动过程中，能够使车体1侧部的履带2以及摆臂8上的履带2转动，进而便于机器人的行走。第二动力件7通过第二锥齿轮71与调速轴61的第一锥齿轮611啮合，能够使第二动力件7的轴线垂直于传动套筒5的轴线，即，第二动力件7的长度方向与车体1的长度方向平行；因此，在车体1上设置两个平行的第二动力件7能够对传动轴3两端的传动套筒5进行驱动。第一动力件4与传动轴3通过第四锥齿轮41和第三锥齿轮31连接，能够将第一动力件4的动力传递到传动轴3上，进而便于传动轴3驱动摆臂8摆动。通过上述设置，能够使上述驱动电机相互平行设置，便于合理利用机器人车体1的空间。

另外，上述结构设置在车体1的前端；在车体1的后端位置，也需要设置传动轴3和第一动力件4，以驱动车体1后端两侧的摆臂8摆动。

在一些实施例中，如图1至图3所示，第一齿轮组包括连接在调速套筒62上的第一大齿轮63，以及连接在调速轴61上、并与第一大齿轮63啮合的第一小齿轮64；第二齿轮组包括连接在调速套筒62上的第二小齿轮65，以及连接在调速轴61上、并与第二小齿轮65啮合的第二大齿轮66；其中，第一小齿轮64和第二大齿轮66之间的距离大于第一大齿轮63和第二小齿轮65之间的距离；或者，第一小齿轮64和第二大齿轮66之间的距离小于第一大齿轮63和第二小齿轮65之间的距离。

应当理解的是，在第一齿轮组工作时，第二齿轮组不工作，即，第一大齿轮63与第一小齿轮64啮合时，第二小齿轮65与第二大齿轮66分离；上述工作状态，能够使机器人以较低的速度行驶，便于机器人翻越障碍物。在第二齿轮组工作时，第一齿轮组不工作，即，第二小齿轮65与第二大齿轮66啮合，第一大齿轮63与第一小齿轮64断开；上述工作状态，在没有障碍物时，能够使机器人以较高的速度行驶。

需要说明的是，由于第一小齿轮64和第二大齿轮66之间的距离，与第一大齿轮63与第二小齿轮65之间的距离不相等，因此能够满足两组齿轮组不同时啮合的目的，进而便于控制机器人的行驶速度。

在一些实施例中，如图1至图3所示，横向调节结构9包括调节部91以及第三动力件92；调节部91与调速套筒62转动配合，且调节部91与调速套筒62在轴线方向上相对固定；第三动力件92适于连接在车体1上；第三动力件92具有适于沿轴向驱动调节部91滑动的横向驱动端。横向驱动端通过螺栓固定在调节部91上。第三动力件92上设有支撑架(图中未示出)，支撑架固定连接在车体1上。第三动力件92为电动推杆。

应当理解的是，在需要切换机器人的行走速度时，通过第三动力件92驱动调节部91沿调速套筒62的轴线方向滑动，能够由第一齿轮组啮合的状态切换到第二齿轮组啮合的状态，或者，由第二齿轮组啮合的状态切换到第一齿轮组啮合的状态。因此便于根据实际情况控制机器人的行驶速度。

在一些实施例中，如图1至图3所示，调节部91为拨片，拨片位于第一大齿轮63和第二小齿轮65之间，且拨片的两侧分别与第一大齿轮63和第二小齿轮65接触。通过上述设置，第三动力件92能够驱动拨片沿调速套筒62轴线滑动，进而便于切换第一齿轮组和第二齿轮组的啮合状态。通过拨片的两侧分别与第一大齿轮63和第二小齿轮65接触，能够轴向限位拨片；在拨片滑动的过程，也能够避免出现空行程的情况，进而能够避免对第一大齿轮63和第二小齿轮65产生冲击。

需要说明的是，虽然拨片与第一大齿轮63和第二小齿轮65接触，但是拨片并不限制第一大齿轮63和第二小齿轮65的转动；即，第一大齿轮63和第二小齿轮65能够绕其轴线转动。

在一些实施例中，如图1至图3所示，调节部91为半壳体结构，调节部91内具有容置腔；容置腔适于容纳部分第一大齿轮63，或者适于容纳部分第二小齿轮65；在容置腔容纳第一大齿轮63时，容置腔的两侧壁分别与第一大齿轮63的两侧壁接触；在容置腔容纳第二小齿轮65时，容置腔的两侧壁分别与第二小齿轮65的两侧壁接触。

需要说明的是，容置腔也可以容纳第一大齿轮63和第二小齿轮65；本实施例以容纳腔容纳第一大齿轮63为例进行说明。容纳腔的开口大于第一大齿轮63的直径，容纳腔容纳部分第一大齿轮63，且第一大齿轮63能够在容纳腔内转动。由于容纳腔至容纳部分第一大齿轮63，因此第一大齿轮63的另一部分能够与第一小齿轮64啮合；容纳腔并不会影响第一小齿轮64和第一大齿轮63之间的传动关系。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.履带式机器人驱动机构，用于驱动车体两侧的履带转动，其特征在于，包括：

传动轴，适于转动设在车体上；所述传动轴的端部适于与摆臂连接，以驱动摆臂绕所述传动轴的轴线转动；

第一动力件，适于连接在车体上；所述第一动力件具有适于与所述传动轴连接的第一旋转驱动端；

两个传动套筒，分别套设在所述传动轴的两端，且所述传动套筒与车体转动连接；所述传动套筒的一端与带轮连接，以驱动所述带轮转动；

两组调速组件，与所述传动套筒一一对应；每一个所述调速组件均包括调速轴和调速套筒；所述调速轴适于转动设在车体上，且所述调速轴的轴线与所述传动轴的轴线平行；所述调速套筒套设在所述传动套筒上，且所述调速套筒与所述传动套筒为键连接；所述调速套筒具有适于沿其轴线方向滑动的自由度；以及

第二动力件，适于连接在车体上，所述第二动力件具有适于与所述调速轴连接的第二旋转驱动端；

其中，所述调速轴和所述调速套筒上连接有第一齿轮组和第二齿轮组，在所述第一齿轮组啮合时，所述第二齿轮组分离；在所述第二齿轮组啮合时，所述第一齿轮组分离；

履带式机器人驱动机构还包括适于连接在车体上的横向调节结构，所述横向调节结构适于沿轴向驱动所述调速套筒滑动，以切换所述第一齿轮组和所述第二齿轮组的啮合状态。

2.如权利要求1所述的履带式机器人驱动机构，其特征在于，所述第一齿轮组包括连接在所述调速套筒上的第一大齿轮，以及连接在所述调速轴上、并与所述第一大齿轮啮合的第一小齿轮；

所述第二齿轮组包括连接在所述调速套筒上的第二小齿轮，以及连接在所述调速轴上、并与所述第二小齿轮啮合的第二大齿轮；

其中，所述第一小齿轮和所述第二大齿轮之间的距离大于所述第一大齿轮和所述第二小齿轮之间的距离；或者，所述第一小齿轮和所述第二大齿轮之间的距离小于所述第一大齿轮和所述第二小齿轮之间的距离。

3.如权利要求2所述的履带式机器人驱动机构，其特征在于，所述横向调节结构包括：

调节部，与所述调速套筒转动配合，且所述调节部与调速套筒在轴线方向上相对固定；以及

第三动力件，适于连接在车体上；所述第三动力件具有适于沿轴向驱动所述调节部滑动的横向驱动端。

4.如权利要求3所述的履带式机器人驱动机构，其特征在于，所述调节部为拨片，所述拨片位于所述第一大齿轮和所述第二小齿轮之间，且所述拨片的两侧分别与所述第一大齿轮和所述第二小齿轮接触。

5.如权利要求3所述的履带式机器人驱动机构，其特征在于，所述调节部为半壳体结构，所述调节部内具有容置腔；所述容置腔适于容纳部分所述第一大齿轮，或者适于容纳部分所述第二小齿轮；

在所述容置腔容纳所述第一大齿轮时，所述容置腔的两侧壁分别与所述第一大齿轮的两侧壁接触；在所述容置腔容纳所述第二小齿轮时，所述容置腔的两侧壁分别与所述第二小齿轮的两侧壁接触。

6.如权利要求3所述的履带式机器人驱动机构，其特征在于，所述第三动力件上设有支撑架，所述支撑架连接在车体上。

7.如权利要求3所述的履带式机器人驱动机构，其特征在于，所述第三动力件为电动推杆。

8.如权利要求1所述的履带式机器人驱动机构，其特征在于，所述调速轴的一端连接有第一锥齿轮，所述第二旋转驱动端上连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合。

9.如权利要求1所述的履带式机器人驱动机构，其特征在于，所述传动轴上连接有第三锥齿轮，所述第一旋转驱动端上连接有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮与所述第三锥齿轮啮合。

10.如权利要求1所述的履带式机器人驱动机构，其特征在于，所述第一动力件和所述第二动力件均为驱动电机，所述驱动电机连接在车体上。

Images