专利名称：一种子母机器人折叠跳板的制作方法
技术领域：
本发明涉及机器人工程，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，子机器人容易操作控制)，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。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明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。 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的 本发明安装于母机器人上，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
侧的连接板上，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。 本发明的优点与积极效果为 1.结构简单、成本低。本发明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。本发明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.本发明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1为本发明母机器人折叠跳板的折叠示意图；
图2为母机器人折叠跳板的展开示意图；
图3为图1中的A-A剖视图；
图4为图2中跳板的B向视图； 图5为图1中D处磁铁与铁片安装的局部放大视图；
图6为图1中C处合页与跳板安装配合的局部放大视图；
图7为图4中合页配合的E向视图； 其中1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。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。 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 11、跳板前节1及跳板后节2，箱体11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10、固定座17及第一、二圆锥齿轮8、9，固定座17固定在箱体11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，跳板前节1分别通过第一、二回转轴7、 10与箱体11两侧的连接板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。
本发明的工作原理为 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、 10固接，因此，跳板前节1绕第一回转轴7和第二回转轴10形成的轴线顺时针回 转，跳板前节1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1、2不能再转动；此时，跳板前节1与跳板后节2已展平，子机器人可以通过 跳板前、后1、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10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l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1受到撞击力时，由于蜗杆4、蜗轮5的自锁，使其不能转动。
本发明通过一个电机驱动，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
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l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° 17'，可自锁。
7. 按权利要求l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(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。
全文摘要
本发明涉及机器人工程，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。本发明结构简单、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B25J19/00GK101745920SQ20081022996
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者姚辰, 智迪, 李小凡, 王 忠, 王挺, 罗宇 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所