CN221188738U - 一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构，包括主体机架，主体机架上表面固定安装有上支架，主体机架上表面一侧固定安装有转向电机，转向电机的输出轴连接有转向齿轮组，中心齿轮下方的凹槽内两侧环扣有两组特氟龙垫圈，中心齿轮下方连接有航向机构，主体机架上表面固定安装有驱动电机，本实用新型通过两个电机的驱动可带动舵轮结构进行自动的前进、后退以及自动转向工作，由于采用驱动电机同轴设计，使两个电机全部固定于主体部分，并且直接通过电机旋转轴与齿轮组部分进行直连，可以实现持续向同一方向进行旋转，无多余线束束缚，有效避免旋转绕线的技术问题，提高使用效果，降低使用局限性。

Description

一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构

技术领域

本实用新型涉及机器人舵轮技术领域，具体为一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构。

背景技术

舵轮，是一种集成了驱动电机、转向电机、减速机等的一体化机械结构，集行走、牵引和转向功能为一体，可以荷载和牵引较重货物。舵轮具有集成化高，适配性强等优势。现有方案主要采用导电滑环或机械结构实现舵轮航向部分的持续转动，并主要采用各型电机进行驱动；

目前现有技术主要应用于物流AGV机器人小车，因其设计负载较高，大多采用金属机架和交叉滚子轴承的方案，具有重量重，价格昂贵，速度慢等缺点，且多数的舵轮由于旋转绕线的原因只能旋转一定角度，存在一定的使用局限性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构，包括主体机架，所述主体机架上表面固定安装有上支架，所述主体机架上表面一侧固定安装有转向电机，所述转向电机的输出轴连接有转向齿轮组，所述转向齿轮组包括转向主齿轮，所述转向主齿轮上方与转向电机的输出轴固定连接，所述转向主齿轮一侧啮合连接有中心齿轮，所述中心齿轮中心位置开设有中心孔，所述中心孔侧位设置有侧孔，所述中心齿轮下方的凹槽内两侧环扣有两组特氟龙垫圈，所述中心齿轮下方连接有航向机构，所述主体机架上表面固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴固定连接有驱动齿轮组。

优选的，所述航向机构包括两组轮体支架，两组所述轮体支架上表面均与中心齿轮下表面固定连接，两组所述轮体支架之间通过轮轴和轴承转动安装有航向轮。

优选的，所述驱动齿轮组包括驱动齿轮，所述驱动齿轮设置在中心齿轮的中间位置，与中心齿轮同轴心设计，所述驱动齿轮上表面与驱动电机的输出轴固定连接。

优选的，所述驱动齿轮一侧啮合连接有柱齿轮，所述柱齿轮下表面固定连接有轴柱，所述轴柱穿过中心齿轮的侧孔固定连接有锥齿轮。

优选的，所述锥齿轮一侧啮合连接有齿轮盘，所述齿轮盘设置在航向轮外侧且位于航向轮固定连接。

优选的，所述主体机架上表面开设有若干用于进行外界连接的固定孔。

优选的，所述主体机架与上支架的横向板体采用碳纤维制成，竖向柱体则采用铝合金材料制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过两个电机的独立驱动可带动舵轮结构进行自动的前进、后退以及自动转向工作，具有移动、转向的独立性，由于采用驱动电机同轴设计，使两个电机全部固定于主体部分，并且直接通过电机旋转轴与齿轮组部分进行直连，可以实现持续向同一方向进行旋转，无多余线束束缚，有效避免旋转绕线的技术问题，提高使用效果，降低使用局限性；

且主体框架结构由铝合金加工件及碳纤维板组成，为其他部分提供了支撑及固定，同时可降低整体的重量，在具有一定机械强度的同时具有轻质使用的特性在低负载的条件下，利用新型材料，保证了较低的制造成本，较轻的重量和较高的速度，且通过特氟龙垫圈代替了目前广泛使用的交叉滚子轴承，具有重量轻，价格低的特点，有效降低生产和维护成本，适合推广使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的舵轮整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例舵轮的主体机架结构示意图；

图3为本实用新型实施例的转向齿轮组结构示意图；

图4为本实用新型实施例的航向机构示意图；

图5为本实用新型实施例的驱动齿轮组结构示意图；

图6为本实用新型实施例的特氟龙垫圈结构示意图。

图中：1、主体机架；2、转向电机；3、转向齿轮组；301、转向主齿轮；302、中心齿轮；303、中心孔；304、侧孔；4、上支架；5、特氟龙垫圈；6、航向机构；601、轮体支架；602、轮轴；603、航向轮；7、驱动电机；8、驱动齿轮组；801、驱动齿轮；802、柱齿轮；803、轴柱；804、锥齿轮；805、齿轮盘。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-6，本实用新型提供的一种实施例：一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构，包括主体机架1，主体机架1上表面固定安装有上支架4，主体机架1上表面一侧固定安装有转向电机2，转向电机2的输出轴连接有转向齿轮组3；

转向齿轮组3包括转向主齿轮301，转向主齿轮301上方与转向电机2的输出轴固定连接，转向主齿轮301一侧啮合连接有中心齿轮302，中心齿轮302中心位置开设有中心孔303，中心孔303侧位设置有侧孔304，中心齿轮302下方的凹槽内两侧环扣有两组特氟龙垫圈5，使用特殊形状的特氟龙垫圈5实现了中心齿轮302的轴向及径向的固定工作，代替了目前广泛使用的交叉滚子轴承，具有重量轻，价格低的特点，中心齿轮302下方固定连接有航向机构6，航向机构6主要承担了承载重量，传递动力的作用；

其中，具体请参照说明书附图4所示，航向机构6包括两组轮体支架601，两组轮体支架601上表面均与中心齿轮302下表面固定连接，两组轮体支架601之间通过轮轴602和轴承转动安装有航向轮603；

根据上述结构进行说明，当需要对该舵轮进行转向时，通过设置的转向电机2可进行工作，转向电机2工作时带动其下方的转向主齿轮301进行旋转，从而通过转向主齿轮301的旋转带动一侧啮合连接有中心齿轮302进行旋转，由于中心齿轮302下方与航向机构6固定连接，因此当中心齿轮302在旋转时，其下方航向机构6的航向轮603可同步进行旋转转向，以此可完成该舵轮的自动转向工作；

主体机架1上表面固定安装有驱动电机7，驱动电机7的输出轴固定连接有驱动齿轮组8。

具体请参照说明书附图5所示，在本实施例中，驱动齿轮组8包括驱动齿轮801，驱动齿轮801设置在中心齿轮302的中间位置，与中心齿轮302同轴心设计，驱动齿轮801上表面与驱动电机7的输出轴固定连接；

进一步的，驱动齿轮801一侧啮合连接有柱齿轮802，柱齿轮802下表面固定连接有轴柱803，轴柱803穿过中心齿轮302的侧孔304固定连接有锥齿轮804；

更进一步的，锥齿轮804一侧啮合连接有齿轮盘805，锥齿轮804与齿轮盘805相互垂直设计，齿轮盘805设置在航向轮603外侧且位于航向轮603固定连接；

此种结构设计，当需要对航向机构6的航向轮603进行驱动前进时，通过设置的驱动电机7可带动驱动齿轮组8的驱动齿轮801进行旋转，当驱动齿轮801在旋转时，其会带动一侧啮合连接有柱齿轮802进行同步旋转，以此通过柱齿轮802的旋转带动其底端的轴柱803和锥齿轮804进行同步转动，当锥齿轮804旋转时，其会驱动一侧竖直设置的齿轮盘805进行旋转，齿轮盘805设置在航向轮603外侧且位于航向轮603固定连接，因此当齿轮盘805在旋转时，其会带动航向轮603进行滚动，以此可完成该舵轮的前进或者后退工作(此效果取决与驱动电机7的正反转)。

在本实施例中，为了方便该舵轮结构进行外部的安装固定工作，主体机架1上表面开设有若干用于进行外界连接的固定孔；

进一步的，主体机架1与上支架4的横向板体采用碳纤维制成，竖向柱体则采用铝合金材料制成；

主体框架结构由铝合金加工件及碳纤维板组成，为其他部分提供了支撑及固定，同时可降低整体的重量，在具有一定机械强度的同时具有轻质使用的特性。

工作原理：使用时，将本实用新型的舵轮结构安装在适配的全向移动底盘上；

当需要通过航向轮603带动底盘进行移动时，通过设置的驱动电机7可带动驱动齿轮组8的驱动齿轮801进行旋转，当驱动齿轮801在旋转时，其会带动一侧啮合连接有柱齿轮802进行同步旋转，以此通过柱齿轮802的旋转带动其底端的轴柱803和锥齿轮804进行同步转动，当锥齿轮804旋转时，其会驱动一侧竖直设置的齿轮盘805进行旋转，齿轮盘805设置在航向轮603外侧且位于航向轮603固定连接，因此当齿轮盘805在旋转时，其会带动航向轮603进行滚动，以此可完成全向移动底盘前进或者后退工作；

当需要进行转向时，通过设置的转向电机2可进行工作，转向电机2工作时带动其下方的转向主齿轮301进行旋转，从而通过转向主齿轮301的旋转带动一侧啮合连接有中心齿轮302进行旋转，由于中心齿轮302下方与航向机构6固定连接，因此当中心齿轮302在旋转时，其下方航向机构6的航向轮603可同步进行旋转转向，以此可完成全向移动底盘的自动转向工作；

本实用新型通过两个电机的驱动可带动舵轮结构进行自动的前进、后退以及自动转向工作，由于采用驱动电机同轴设计，使两个电机全部固定于主体部分，并且直接通过电机旋转轴与齿轮组部分进行直连，可以实现持续向同一方向进行旋转，无多余线束束缚，有效避免旋转绕线的技术问题，提高使用效果，降低使用局限性；

且主体框架结构由铝合金加工件及碳纤维板组成，为其他部分提供了支撑及固定，同时可降低整体的重量，在具有一定机械强度的同时具有轻质使用的特性在低负载的条件下，利用新型材料，保证了较低的制造成本，较轻的重量和较高的速度，且通过特氟龙垫圈代替了目前广泛使用的交叉滚子轴承，具有重量轻，价格低的特点，有效降低生产和维护成本，适合推广使用。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构，包括主体机架(1)，其特征在于，所述主体机架(1)上表面固定安装有上支架(4)，所述主体机架(1)上表面一侧固定安装有转向电机(2)，所述转向电机(2)的输出轴连接有转向齿轮组(3)，所述转向齿轮组(3)包括转向主齿轮(301)，所述转向主齿轮(301)上方与转向电机(2)的输出轴固定连接，所述转向主齿轮(301)一侧啮合连接有中心齿轮(302)，所述中心齿轮(302)中心位置开设有中心孔(303)，所述中心孔(303)侧位设置有侧孔(304)，所述中心齿轮(302)下方的凹槽内两侧环扣有两组特氟龙垫圈(5)，所述中心齿轮(302)下方连接有航向机构(6)，所述主体机架(1)上表面固定安装有驱动电机(7)，所述驱动电机(7)的输出轴固定连接有驱动齿轮组(8)。

2.根据权利要求1所述的一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构，其特征在于：所述航向机构(6)包括两组轮体支架(601)，两组所述轮体支架(601)上表面均与中心齿轮(302)下表面固定连接，两组所述轮体支架(601)之间通过轮轴(602)和轴承转动安装有航向轮(603)。

3.根据权利要求1所述的一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构，其特征在于：所述驱动齿轮组(8)包括驱动齿轮(801)，所述驱动齿轮(801)设置在中心齿轮(302)的中间位置，与中心齿轮(302)同轴心设计，所述驱动齿轮(801)上表面与驱动电机(7)的输出轴固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构，其特征在于：所述驱动齿轮(801)一侧啮合连接有柱齿轮(802)，所述柱齿轮(802)下表面固定连接有轴柱(803)，所述轴柱(803)穿过中心齿轮(302)的侧孔(304)固定连接有锥齿轮(804)。

5.根据权利要求4所述的一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构，其特征在于：所述锥齿轮(804)一侧啮合连接有齿轮盘(805)，所述齿轮盘(805)设置在航向轮(603)外侧且位于航向轮(603)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构，其特征在于：所述主体机架(1)上表面开设有若干用于进行外界连接的固定孔。

7.根据权利要求1所述的一种用于机器人全向移动底盘的新型舵轮结构，其特征在于：所述主体机架(1)与上支架(4)的横向板体采用碳纤维制成，竖向柱体则采用铝合金材料制成。