专利名称：子母机器人折叠跳板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机器人工程，具体地说是一种应用在消防领域的 小型子母机器人折叠跳板。
背景技术：
小型的子母机器人由于子机相对母机移动速度慢，越障碍、上下 楼梯困难，需要母机搭载子机。由于考虑满足设计简单可靠的要求， 一般情况，电机减速器等机械零部件设置在机器人的底层。受母机体 积的限制，搭载子机的空间安排在母机上层，子机通过跳板进出母机， 跳板长度必须大于某个值(一般情况，跳板接触地面时，与地面的角
度小于45度，角度在30度左右时，子机器人容易搡作控制)，如果 跳板过长会影响机器人的整体结构和外观。而在火灾现场作业时，机 器人跳板的驱动电机需要安装在机器人箱体内，驱动装置安装尽可能 不使机器人箱体改变外形(有突出等)，以便防护；如何解决火灾现 场作业的小型子母机器人自动跳板长度和跳板的驱动装置方便防护， 已成为亟待解决的问题。
实用新型内容
为了解决上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种母机 器人折叠跳板，跳板可自动折叠，驱动装置安装便于防护。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的
本实用新型安装于母机器人上,包括箱体、跳板前节及跳板后节， 作为母机器人总支撑的箱体上设有驱动装置，跳板前节的一端铰接于 箱体上，铰接轴与驱动装置相连接，跳板前节的另一端与跳板后节相 铰接，跳板前节通过驱动装置的驱动、带动跳板后节展平或折叠。
其中所述箱体的两侧分别向外延伸有连接板，任一侧的连接板 上设有磁铁，跳板后节上安装有跳板折叠后与磁铁吸合的铁片；所述 驱动装置包括电机、蜗杆、蜗轮、延长轴、第二回转轴、固定座及第 一、二圆锥齿轮，固定座位于箱体内，蜗杆及蜗轮设置在固定座内； 电机安装在固定座上，电机的输出轴与蜗杆相连接，蜗轮与蜗杆啮合传动，蜗轮轴固接有延长轴，延长轴的一端由箱体穿出、与第一圆锥
齿轮固接；第二回转轴的一端安装在箱体的连接板，另一端固接有与
第一圆锥齿轮啮合传动的第二圆锥齿轮，跳板前节与第二回转轴固
连；第二回转轴的一端通过轴承安装在箱体一侧的连接板上，另一端 固接第二圆锥齿轮，轴承外罩有固接在连接板上的轴套；跳板前节上 还固连有第一回转轴，第一回转轴与第二回转轴在同一轴线上，第一 回转轴的一端与跳板前节固连，另一端通过轴承安装在箱体另一恻的 连接板上，轴承外罩有固接在连接板上的轴套；所述蜗杆的导程角小 于3° 17'，可自锁；跳板前节与跳板后节连接的一端固接有第一合 页，跳板后节与跳板前节连接的一端固接有第二合页，第一合页的孔 与第二合页的轴配合连接。
本实用新型的优点与积极效果为
1. 结构简单、成本低。本实用新型通过一个电机实现了跳板的 旋转、折叠两个自由度控制，结构简单； 一个电机实现两个自由度控 制，使跳板折叠，还节约了成本。
2. 便于火灾现场作业的防护。本实用新型驱动电机安装在母机 器人的箱体内，与箱体外只通过延长轴传递转矩，在不改变箱体外形 的前提下，使箱体变平整、方便于高温防护，适应消防环境作业。
3. 机器人翻滚、上下楼梯时，受包括来自子机器人的外力冲击， 由于蜗轮蜗杆装置的自锁，可使跳板驱动轴自锁，可靠性好。
4. 本实用新型通过铁片与磁铁的吸合，通过磁力使跳板固定， 机器人移动、翻滚、上下楼梯受震动时，可防止跳板末端自由摆动。
图l为本实用新型母机器人折叠跳板的折叠示意图2为母机器人折叠跳板的展开示意图3为图1中的A-A剖视图4为图2中跳板的B向视图5为图1中D处磁铁与铁片安装的局部放大视图6为图1中C处合页与跳板安装配合的局部放大视图7为图4中合页配合的E向视其中l为跳板前节，2为跳板后节，3为电机，4为蜗杆，5为 蜗轮，6为延长轴，7为第一回转轴，8为第一圆锥齿轮，9为第二圆 锥齿轮，10为第二回转轴，11为箱体，12为铁片，13为磁铁，14为第一合页，15为第二合页，16为轴承，17为固定座，18为连接板， 19为轴套。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
如图1 7所示，跳板安装于母机上，子机器人可以通过跳板进 出母机；包括箱体li、跳板前节l及跳板后节2，箱体ll是母机器 人的总支撑，箱体11的两侧分别向外延伸有连接板18，箱体11上 设有驱动装置，该驱动装置包括电机3、蜗杆4、蜗轮5、延长轴6、 第二回转轴IO、固定座17及第一、二圆锥齿轮8、 9,固定座17固 定在箱体ll内，蜗杆4及蜗轮5安装在固定座17内；电机3安装在 固定座17上，电机3的输出轴穿入固定座17、与蜗杆4固连，蜗杆 4的导程角小于3。 17',使其具有自锁能力；蜗轮5与蜗杆4啮合 传动，蜗轮轴固接有延长轴6，延长轴6的一端由箱体11穿出、与 第一圆锥齿轮8固接，另一端穿入固定座17与蜗轮轴固连；第二回 转轴10的一端通过轴承16安装在箱体11 一侧的连接板18上，另一 端固接有与第一圆锥齿轮8啮合传动的第二圆锥齿轮9，跳板前节1 与第二回转轴10固连。轴承16外罩有固接在连接板18上的轴套19， 可密封保护。
为了保证跳板前、后节在折叠或展平时的稳定性，跳板前节l上 还固连有第一回转轴7,第一回转轴7与第二回转轴10在同一轴线 上，第一回转轴7的一端与跳板前节1固连，另一端通过轴承16安 装在箱体11另 一侧的连接板18上，轴承16外罩有固接在连接板18 上的轴套19,跳板前节l分别通过第一、二回转轴7、 lO与箱体ll 两侧的连接板18铰接。
跳板前节1与跳板后节2连接的一端固接有第一合页14,跳板 后节2与跳板前节1连接的一端固接有第二合页15，第一合页14的 孔与第二合页15的轴配合连接(间隙配合)，使跳板后节2能够在重 力的作用下绕合页的配合轴自由转动。在箱体11任一侧的连接板18 上固接有磁铁13，跳板后节2上安装铁片12,铁片12的位置安装原 则为当跳板前节l转动到向上竖直的位置(或预先设定的位置)时， 跳板后节2上的铁片12与磁铁13靠近吸合，使跳板后节2不能自由 摆动。
本实用新型的工作原理为当子机器人需要进入母机器人的搭载空间时，初始状态铁片12
与磁铁13吸合，电机3正转(或反转)，电机3的输出轴驱动蜗杆4 旋转，蜗轮5通过与蜗杆4的啮合，使延长轴6旋转，与延长轴6固 连的第一圆锥齿轮8随延长轴6共同旋转；第二圆锥齿轮9通过与第 一圆锥齿轮8的啮合，使第二回转轴10旋转、驱动跳板前节1;跳 板前节l分别与第一、二回转轴7、 IO固接，因此，跳板前节l绕第 一回转轴7和第二回转轴IO形成的轴线顺时针回转，跳板前节l逐 渐展开；在此过程中，跳板后节2上的铁片12受力、与磁铁13脱开， 跳板后节2在重力的作用自然向下垂落；当跳板后节2末端接触地面 时，依靠母机器人的移动配合(或跳板后节2末端与接触地面的滑 动)，使跳板前节1与跳板后节2继续展开，直到第一合页14的突出 部分与跳板后节2接触(或第二合页15的突出部分与跳板前节1接 触)，使跳板前、后节l、 2不能再转动；此时，跳板前节l与跳板后 节2已展平，子机器人可以通过跳板前、后l、 2进入母机。
当子机器人已经完成进入母机器人的搭载空间时，电机3反转 (或正转)，驱动蜗杆4、蜗轮5、延长轴6、第一圆锥齿轮8、第二 圆锥齿轮9、第二回转轴10及第一回转轴7反向旋转，跳板前节1 绕第一回转轴7和第二回转轴IO形成的轴线逆时针回转，跳板后节 2受重力的作用自然向下垂落折叠，当跳板前节1旋转到向上竖直位 置(或预先设定的位置)时，跳板后节2上的铁片12与磁铁13靠近 吸合，使跳板后节2不能自由摆动，跳板折叠完毕。而当跳板前节l 受到撞击力时，由于蜗杆4、蜗轮5的自锁，使其不能转动。
本实用新型通过一个电机驱动，利用一对圆锥齿轮传递转矩，利 用重力折叠跳板，利用蜗轮蜗杆装置使跳板自锁，利用磁力使跳板固 定，驱动装置安装便于防护。
权利要求1.一种子母机器人折叠跳板，安装于母机器人上，其特征在于包括箱体(11)、跳板前节(1)及跳板后节(2)，作为母机器人总支撑的箱体(11)上设有驱动装置，跳板前节(1)的一端铰接于箱体(11)上，铰接轴与驱动装置相连接，跳板前节(1)的另一端与跳板后节(2)相铰接，跳板前节(1)通过驱动装置的驱动、带动跳板后节(2)展平或折叠。
2. 按权利要求1所述的子母机器人折叠跳板，其特征在于所 述箱体(11)的两侧分别向外延伸有连接板(18),任一侧的连接板(18 )上设有磁铁(13 ),跳板后节(2 )上安装有跳板折叠后与磁铁 (13)吸合的铁片(12)。
3. 按权利要求1或2所述的子母机器人折叠跳板，其特征在于 所述驱动装置包括电机(3)、蜗杆(4)、蜗轮(5)、延长轴(6)、第 二回转轴(10)、固定座(17)及第一、二圆锥齿轮(8、 9),固定座(17)位于箱体(11)内，蜗杆(4)及蜗轮(5)设置在固定座(17) 内；电机(3)安装在固定座(17)上，电机(3)的输出轴与蜗杆(4) 相连接，蜗轮(5)与蜗杆(4)啮合传动，蜗轮轴固接有延长轴(6), 延长轴(6)的一端由箱体(11)穿出、与第一圆锥齿轮(8)固接； 第二回转轴(10)的一端安装在箱体(11)的连接板(18)，另一端 固接有与第一圆锥齿轮(8)啮合传动的第二圆锥齿轮(9),跳板前 节(1)与第二回转轴(10)固连。
4. 按权利要求3所述的子母机器人折叠跳板，其特征在于所 述第二回转轴(10)的一端通过轴承(16)安装在箱体(11) 一侧的 连接板(18)上，另一端固接第二圆锥齿轮(9)，轴承(16)外罩有 固接在连接板(18 )上的轴套(19 )。
5. 按权利要求3所述的子母机器人折叠跳板，其特征在于所 述跳板前节(1)上还固连有第一回转轴(7),第一回转轴(7)与第 二回转轴(10)在同一轴线上，第一回转轴(7)的一端与跳板前节(1)固连，另一端通过轴承(16)安装在箱体(11)另一侧的连接 板(18 )上，轴承(16 )外罩有固接在连接板(18 )上的轴套(19 )。
6. 按权利要求3所述的子母机器人折叠跳板，其特征在于所述蜗杆(4)的导程角小于3。
1",可自锁。
7.按权利要求1所述的子母机器人折叠跳板，其特征在于所 述跳板前节(1)与跳板后节(2)连接的一端固接有第一合页"4)， 跳板后节(2)与跳板前节(1)连接的一端固接有第二合页(1S)， 第一合页(14)的孔与第二合页(l5)的轴配合连接。
专利摘要本实用新型涉及机器人工程，具体地说是一种应用在消防领域的小型子母机器人折叠跳板，安装于母机器人上，包括箱体、跳板前节及跳板后节，作为母机器人总支撑的箱体上设有驱动装置，跳板前节的一端铰接于箱体上，铰接轴与驱动装置相连接，跳板前节的另一端与跳板后节相铰接，跳板前节通过驱动装置的驱动、带动跳板后节展平或折叠。本实用新型结构简单、成本低，便于火灾现场作业的防护；当机器人翻滚、上下楼梯时，受包括来自子机器人的外力冲击，由于蜗轮蜗杆装置的自锁，可使跳板驱动轴自锁，可靠性好；通过铁片与磁铁的吸合，通过磁力使跳板固定，机器人移动、翻滚、上下楼梯受震动时，可防止跳板末端自由摆动。
文档编号B25J19/00GK201329587SQ200820231879
公开日2009年10月21日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者辰 姚, 迪 智, 李小凡, 忠 王, 挺 王, 宇 罗 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所