CN2933748Y - 自主翻转式履带式机器人行走驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人，本实用新型一种自主翻转式履带式机器人行走驱动装置，包括机体，左右对称设置的主动轮、从动轮、行走履带，主动轮的内部设有外转子无刷电机，外转子无刷电机的中心设有中空轴，外转子通过轴承固定在中空轴上，外转子带动主动轮转动，摆轮与外转子无刷电机固定连接，摆轮与外转子无刷电机同轴转动，摆轮带动摆轮履带，摆轮履带通过摆轮张紧轮和摆轮支撑块张紧，在中空轴内设有滑动轴承和滚动轴承，摆臂轴穿过滑动轴承和滚动轴承，摆臂轴上摆轮的外侧设有摆轮支臂，摆臂轴上摆轮支臂的外侧设有摆轮驱动轮，摆轮的中间与摆臂驱动装置连接。同时减轻了机器人的重量，提高了运行速度，降低故障率，易维修。

Description

自主翻转式履带式机器人行走驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，尤其涉及一种具有平地高速行走，坡面爬越，障碍壕沟跨越以及湿地、泥泞地面、碎石地面等通过能力的自主翻转式履带式机器人行走驱动装置。

背景技术

现在机器人的行走机构分为履带式、轮式、足式，但轮式和足式的机器人在坡面爬越，障碍壕沟跨越以及湿地、泥泞地面、碎石地面上行走受到一定的限制，而履带式机器人可以在这样的路况上行走具有一定的优越性，使得现在履带式机器人在部队侦查、排雷、协同作战和武警、公安、消防以及核工业等领域得到广泛的应用，但履带式机器人我国大多数为根据国外技术仿造而成。其行走驱动机构一般具有如下缺点：重量大，机动性差，一般重量在150～200千克左右，运输困难，能量消耗较快；结构复杂，维护性差，采用电机加减速器方式输出转矩，这样造成系统的复杂，行走速度慢，使维护特别困难。

实用新型内容

为解决上述技术问题本实用新型提供一种能够在复杂多变地面，狭小空间行走，能够自主翻转式履带式机器人行走驱动装置，目的是减少机器人对环境的使用要求，以克服现有的技术在行走过程中适应不同地面的变化，空间大小、形状变化以及坡面角度等缺陷，扩大机器人的应用领域，减轻重量，使携带搬运更加简单，提高行走速度，降低能耗。

为解决上述技术问题本实用新型采用的技术方案是：一种自主翻转式履带式机器人行走驱动装置，包括机体，左右对称设置的主动轮、从动轮、行走履带，主动轮的内部设有外转子无刷电机，外转子无刷电机的中心设有中空轴，外转子通过轴承固定在中空轴上，外转子带动主动轮转动，摆轮与外转子无刷电机固定连接，摆轮与外转子无刷电机同轴转动，摆轮带动摆轮履带，摆轮履带通过摆轮张紧轮和摆轮支撑块张紧，在中空轴内设有滑动轴承和滚动轴承，摆臂轴穿过滑动轴承和滚动轴承，摆臂轴上摆轮的外侧设有摆轮支臂，摆臂轴上摆轮支臂的外侧设有摆轮驱动轮，摆轮的中间与摆臂驱动装置连接。

所述的中空轴与左右侧板固定连接，外转子无刷电机的绕组通过绕组座固定在中空轴上。

所述的外转子无刷电机的外端面设有安装止口。

所述的摆轮履带与行走履带的线速度相同。

所述的摆轮驱动轮通过法兰盘固定在摆臂轴上。

所述的摆臂轴能360度转动。

所述摆臂驱动装置是由与摆臂轴键连接的蜗轮，与蜗轮连接的蜗杆，与蜗杆连接的摆臂驱动电机和减速器构成。

本实用新型的优点效果：电机采用外转子无刷电机，使摆臂轴穿过外转子无刷电机，这样电机与摆轮结合驱动，将力矩电机低转速、大转矩的特点和蜗轮蜗杆的传动应用于在履带式机器人的行走机构，减小机器人的部件，降低了成本，同时减轻了机器人的重量，提高了运行速度，降低故障率，易维修。另外，外转子无刷电机内置式刹车机构有效的解决了行走机构的制动。

附图说明

图1是自主翻转式履带式机器人组成图

图2是自主翻转式履带式机器人的行走装置部分剖示图。

图3是自主翻转式履带式机器人俯视图。

图4是自主翻转式履带式机器人侧视图。

图5是自主翻转式履带式机器人自主翻转状态。

图6是自主翻转式履带式机器人上楼梯状态。

图1中：1、机体；2、从动轮；3、行走压带轮；4、电池；5、主动轮；6、摆轮驱动轮；7、摆轮履带；8、行走履带；9、通讯天线；10、外转子无刷电机；11、摆臂驱动装置；12、摆臂轴；13、挡圈；14、滑动轴承；15、减速器限位块；16、中空轴；17、弹簧垫圈；18、螺钉；19、前车箱密封垫；20、右侧板；21、左侧板；22、摆轮；23、螺栓；24、滚动轴承；25、密封圈；26、深沟球轴承；27、挡肩；28、法兰盘；29、挡肩；30、轴用弹性挡圈；31、深沟球轴承；32、摆轮支臂；33、安装止口；34、摆臂驱动电机；35、减速器；36、蜗杆；37、蜗轮；38、摆轮张紧轮；39、摆轮支撑块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

本实用新型自主翻转式履带式机器人行走驱动装置，包括机体1，左右对称设置的主动轮5、从动轮2、行走履带8，主动轮5的内部设有外转子无刷电机10，外转子无刷电机10的中心设有中空轴16，外转子通过轴承固定在中空轴16上，外转子带动主动轮5转动，摆轮22与外转子无刷电机10用螺栓23固定连接，摆轮22与外转子无刷电机10同轴转动，摆轮22带动摆轮履带7，摆轮履带7通过摆轮张紧轮38和摆轮支撑块39张紧，在中空轴16内两端设有滑动轴承14和滚动轴承24，摆臂轴12穿过滑动轴承14和滚动轴承24，摆臂轴12上摆轮22的外侧设有摆轮支臂32，摆臂轴12上摆轮支臂32的外侧设有摆轮驱动轮6，摆臂轴12的中间与摆臂驱动装置11连接。

所述的中空轴16与左右侧板(20、21)固定连接，外转子无刷电机10的绕组通过绕组座固定在中空轴16上。

所述的外转子无刷电机10的外端面设有安装止口33。

所述的摆轮履带7与行走履带8的线速度相同。

所述的摆轮驱动轮6通过法兰盘28固定在摆臂轴12上，摆臂轴12能360度转动。

所述摆臂驱动装置11是由与摆臂轴12键连接的蜗轮37，与蜗轮37连接的蜗杆36，与蜗杆36连接的摆臂驱动电机34和减速器35构成。在摆臂驱动装置11与摆臂轴12连接的外侧设有挡圈13，在右侧板20上设有减速器限位块15。

机体1与左右侧板(20、21)连接处设有用螺钉18固定的弹簧垫圈17，在弹簧垫圈17与左右侧板(20、21)之间设有前车箱密封垫19。

在摆臂轴12上设有两个深沟球轴承(26、31)，深沟球轴承31设在法兰盘28的外侧，在深沟球轴承31与法兰盘28之间设有挡肩29，深沟球轴31的外侧设有轴用弹性挡圈30；深沟球轴承26设在摆轮支臂32摆轮22的一侧，在深沟球轴承26与摆轮支臂32之间设有挡肩27，挡肩27的一侧设有密封圈25。

在行走履带8上设有行走压带轮3，主动轮5的后面设有电池4，在机体1上设有通讯天线9。

下面结合附图对本实用新型的工作原理进行说明。自主翻转式履带式机器人行走驱动装置，如图1所示，左右两侧为对称结构，主动轮驱动行走履带转动，行走履带与地面接触，产生相对运动。同时主动轮将传动传递到摆轮，摆轮履带也传动，实现爬坡功能。图2所示，当外转子无刷电机通电，电机的外传子转动，从而带动主动轮转动。当左边外转子无刷电机顺时针转动时，左边行走履带也顺时针转动，同时右边外转子无刷电机逆时针转动时，右边行走履带也逆时针转动，机体向前行驶；反之向后行驶；当右边外转子无刷电机顺时针转动时，右边行走履带也顺时针转动，同时左边外转子无刷电机顺时针转动时，左边行走履带也顺时针转动，机体向右转弯；反之向左转弯；摆臂轴通过滑动轴承和滚动轴承安装在左右外转子无刷电机的中空轴内，摆臂轴两端分别与摆轮支臂连接，中间通过键与蜗轮连接，蜗杆与摆臂驱动电机和减速器连接，当摆臂驱动电机转动，蜗杆转动，从而蜗轮与摆臂轴也转动，实现摆轮支臂的旋转运动。图5所示为自主翻转式履带式机器人自主翻转状态，摆轮向后旋转，当摆轮张紧轮与地面接触时，机体开始以摆臂轴为中心开始旋转，实现自主翻转功能；图6所示是自主翻转式履带式机器人上楼梯状态，先将摆轮向上旋转一定的角度，将摆轮履带与楼梯台阶接触，向前行驶就能爬上楼梯。

Claims (7)

1、自主翻转式履带式机器人行走驱动装置，包括机体(1)，左右对称设置的主动轮(5)、从动轮(2)、行走履带(8)，其特征在于主动轮(5)的内部设有外转子无刷电机(10)，外转子无刷电机(10)的中心设有中空轴(16)，外转子通过轴承固定在中空轴(16)上，外转子带动主动轮(5)转动，摆轮(22)与外转子无刷电机(10)固定连接，摆轮(22)与外转子无刷电机(10)同轴转动，摆轮(22)带动摆轮履带(7)，摆轮履带(7)通过摆轮张紧轮(38)和摆轮支撑块(39)张紧，在中空轴(16)内设有滑动轴承(14)和滚动轴承(24)，摆臂轴(12)穿过滑动轴承(14)和滚动轴承(24)，摆臂轴(12)上摆轮(22)的外侧设有摆轮支臂(32)，摆臂轴(12)上摆轮支臂(32)的外侧设有摆轮驱动轮(6)，摆臂轴(12)的中间与摆臂驱动装置(11)连接。

2、根据权利要求1所述的自主翻转式履带式机器人行走驱动装置，其特征在于所述的中空轴(16)与左右侧板(20、21)固定连接，外转子无刷电机(10)的绕组通过绕组座固定在中空轴(16)上。

3、根据权利要求1所述的自主翻转式履带式机器人行走驱动装置，其特征在于所述的外转子无刷电机(10)的外端面设有安装止口(33)。

4、根据权利要求1所述的自主翻转式履带式机器人行走驱动装置，其特征在于所述的摆轮履带(7)与行走履带(8)的线速度相同。

5、根据权利要求1所述的自主翻转式履带式机器人行走驱动装置，其特征在于所述的摆轮驱动轮(6)通过法兰盘(28)固定在摆臂轴(12)上。

6、根据权利要求1所述的自主翻转式履带式机器人行走驱动装置，其特征在于摆臂轴(12)能360度转动。

7、根据权利要求1所述的自主翻转式履带式机器人行走驱动装置，其特征在于所述摆臂驱动装置(11)是由与摆臂轴(12)键连接的蜗轮(37)，与蜗轮(37)连接的蜗杆(36)，与蜗杆(36)连接摆臂驱动电机(34)和减速器(35)构成。

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