一种自动探出充电接头的行走机构的制作方法

本实用新型属于行走机器人领域。

背景技术：

采用电池为动力的无人喷淋机器人在行走以及工作过程中往往会产生断电现象，需要有自动返回到预定的充电桩处充电的功能，由于喷淋机器人工作过程中四周都有大量喷淋水雾，因而充电接头完全暴露在外容易造成损坏和短路。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种能自动探出充电接头的一种自动探出充电接头的行走机构。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种自动探出充电接头的行走机构，包括行走机体，所述行走机体的两侧分别设置有履带轮单元；所述行走机体的尾端壁体上镂空设置有充电头探出口，所述行走机体的内腔固定安装有齿条驱动电机，所述齿条驱动电机的输出轴上同步连接有输出齿轮；所述行走机体的内腔还固定安装有水平的导轨槽，所述导轨槽内活动设置有导轨，所述导轨上沿长度方向一体化连接有齿条，所述齿条上的齿体与所述输出齿轮啮合连接，所述导轨靠近充电头探出口的一端通过弹性部件连接有充电接头，所述充电接头能随所述导轨同步向外运动至探出所述充电头探出口。

进一步的，所述履带轮单元包括橡胶履带；所述橡胶履带的外侧设置有若干防滑凸起，且各所述防滑凸起沿所述橡胶履带的轮廓方向等距阵列；所述橡胶履带的内侧面中部沿轮廓方向等距阵列有若干啮合凸节；所述橡胶履带的内侧设置有履带驱动轮、张紧导向轮、支重轮、支重轮支撑连杆、弹性减震器、减震器支撑和托链轮；所述履带驱动轮和张紧导向轮分别张紧于所述橡胶履带内侧的前后两端，且履带驱动轮和张紧导向轮均与橡胶履带的内侧面上的若干啮合凸节相啮合；所述托链轮与所述橡胶履带的上段带的下侧面滚动连接；四个沿前后方向等距设置的支重轮滚动连接所述橡胶履带的下段带的上侧面；

每个所述支重轮均对应有一个支重轮支撑连杆，所述支重轮支撑连杆的长度方向与地面成45度夹角；所述支重轮支撑连杆的上端通过第十铰接件铰接连接所述行走机体侧壁，所述支重轮支撑连杆的下端通过转轴同轴心旋转连接所对应的支重轮；所述支重轮支撑连杆的中部固定安装有第十一铰接件；竖向的弹性减震器的下端铰接在所述第十一铰接件上，所述弹性减震器的上端铰接连接所述减震器支撑，所述减震器支撑固定连接在所述行走机体的侧壁；

所述行走机体内还设置有履带驱动电机和减速器，所述履带驱动电机的输出端连接所述减速器的动力输入端，所述减速器的动力输出端通过第二联轴器驱动连接所述履带驱动轮。

有益效果：本实用新型的结构简单，充电接头能随所述导轨同步向外运动至探出充电头探出口，待电池充满后，重新启动齿条驱动电机，进而使输出齿轮开始逆时针旋转，进而使充电接头随所述导轨同步向内运动至缩回充电头探出口的内部，进而完成充电接头与充电桩的充电接头的分离，并且实现充电接头缩回至行走机体内部，避免了无人喷水机器人在喷淋工作工程中淋湿充电接头。

附图说明

附图1为充电头探出结构示意图；

附图2为充电头、弹性部件、齿条示意图；

附图3为附图2的局部结构示意图；

附图4为本机器人整体结构示意图；

附图5为执行器高度调节机构和喷水执行器结构示意图；

附图6为喷水执行器结构示意图；

附图7为附图6隐去出液管后的示意图；

附图8为齿轮支架的倾角调节第一示意图；

附图9为齿轮支架的倾角调节第二示意图；

附图10为履带式行走单元正视图；

附图11为履带轮单元示意图；

附图12为履带轮单元隐去外部的履带后的内部结构示意图；

附图13为履带式行走单元的俯视图；

附图14为供水系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

为了更好的介绍本实用新型的技术进步，本实施例结合机器人整体进行介绍，如附图1至14所示的一种无人喷水机器人包括履带式行走单元41，所述履带式行走单元41上设置有水箱单元38，所述水箱单元38上还设置有注水管29；还包括喷水执行器26，所述水箱单元38的出水端与所述喷水执行器26进水端通过供水系统连接；所述水箱单元38的上侧还安装有执行器高度调节机构27，所述喷水执行器26安装在所述执行器高度调节机构27上。

所述水箱单元38的上侧固定安装有顶台101；所述执行器高度调节机构27包括第一升降架66和第二升降架73；所述第一升降架66的下端通过第一铰接件63与所述顶台101的前端铰接；所述第一升降架66的上端与所述第二升降架73的下端通过第二铰接件71铰接；所述喷水执行器26安装在所述第二升降架73上；

所述供水系统包括水箱出液管43、高压水泵46、提升管67、分流管74、电池阀75和出水管76；所述水箱单元38的出水端通过水箱出液管43连接所述高压水泵46的进水端，所述高压水泵46的出水端连通所述提升管67的进水端，所述提升管67的出水端分流连接有两所述分流管74的进水端；

两所述电池阀75分别并列固定安装在所述第二升降架73上，两所述分流管74的出水端分别连通两所述电池阀75的进水端；两所述电池阀75的出水端分别连通有两所述出水管76的进液端，两所述出水管76的出水端分别连通喷水执行器26上的若干高压喷头79的进水端；所述提升管67和出水管76均为导液软管结构；

所述顶台101的尾部固定安装有第一铰接座59，所述第一升降架66上还固定安装有第二铰接座64；所述执行器高度调节机构27还包括第一推杆直线电机60和第二直线推杆直线电机69；所述第一推杆直线电机60的尾端通过第三铰接件58与所述第一铰接座59铰接连接；所述第一推杆直线电机60的第一直线推杆61的末端通过第四铰接件62铰接连接所述第二铰接座64；所述第二直线推杆直线电机69的尾端通过第五铰接件65铰接连接所述第二铰接座64；所述第二直线推杆直线电机69的第二直线推杆70末端通过第六铰接部件72铰接连接在所述第二升降架73的中部位置。

所述喷水执行器26包括倾斜设置的齿轮支架83，所述齿轮支架83的矮端通过第七铰接件078间接连接所述第二升降架73的顶端；所述第二升降架73的顶端位置还固定安装有丝杆电机92，所述丝杆电机92的输出端通过第一联轴器93驱动连接有丝杆94，还包括与所述丝杆94垂直的位移块90，所述位移块90上贯通设置有丝杆螺纹孔，所述丝杆94传动连接所述丝杆螺纹孔；所述位移块90的两侧对称固定连接有两导杆89；所述第二升降架73的两侧梁体内分别对称设置有两导槽8，两所述两导杆89的末端分别活动伸入所述两导槽8内，且所述导杆89能沿所述导槽8的长度方向滑动；还包括连杆91，所述连杆91的下端通过第八铰接件080铰接连接所述位移块90的上端；所述连杆91的上端通过第九铰接件079铰接连接所述齿轮支架83的上端；

所述齿轮支架83内分别转动安装有左齿轮86和右齿轮87，所述左齿轮86与右齿轮87相互啮合；所述齿轮支架83两侧还包括相互对称的左驱动臂78和右驱动臂84，所述左驱动臂78和右驱动臂84的根部分别固定连接所述左齿轮86和右齿轮87；所述齿轮支架83两侧还包括相互对称的左连杆臂77和右连杆臂85，所述左连杆臂77和右连杆臂85的根部分别铰接连接所述齿轮支架83；所述齿轮支架83还固定安装有齿轮驱动电机82，所述齿轮驱动电机82驱动连接所述左齿轮86或右齿轮87；

所述齿轮支架83两侧还对称设置有左喷水座81.1和右喷水座81.2，所述左驱动臂78和左连杆臂77的末端分别铰接连接所述左喷水座81.1的两端，所述右驱动臂84和右连杆臂85的末端分别铰接连接所述右喷水座81.2的两端；所述左喷水座81.1和右喷水座81.2上分别设置有若干高压喷头79，各所述高压喷头79的喷口80朝外设置。

所述履带式行走单元41包括行走机体3，所述水箱单元38固定于所述行走机体3上方；所述行走机体3的两侧分别设置有履带轮单元2；

本实施例的行走机体3的尾端壁体17上镂空设置有充电头探出口16，所述行走机体3的内腔固定安装有齿条驱动电机19，所述齿条驱动电机19的输出轴上同步连接有输出齿轮20；所述行走机体3的内腔还固定安装有水平的导轨槽22，所述导轨槽22内活动设置有导轨24，所述导轨24上沿长度方向一体化连接有齿条50，所述齿条50上的齿体53与所述输出齿轮20啮合连接，所述导轨24靠近充电头探出口16的一端通过弹性部件54连接有充电接头15，所述充电接头15能随所述导轨24同步向外运动至探出所述充电头探出口16。

进一步的，在行走机体3工作过程遇到电池即将耗尽的情况时及时通知喷淋工作，并立刻行走至就近的电池充电桩所在位置；然后微调行走机体3的位置，使行走机体3的尾端的充电头探出口16与充电桩的充电接头插口对齐，然后启动齿条驱动电机19，进而使输出齿轮20开始顺时针旋转，此时齿条50上的齿体53与输出齿轮20做啮合运动，进而使齿条50带动导轨24沿导轨槽22的延伸方向运动，进而充电接头15随所述导轨24同步向外运动至探出充电头探出口16，进而探出充电头探出口16的充电接头15刚好插入充电桩的充电接头上，进而实现充电效果；待电池充满后，重新启动齿条驱动电机19，进而使输出齿轮20开始逆时针旋转，进而使充电接头15随所述导轨24同步向内运动至缩回充电头探出口16的内部，进而完成充电接头15与充电桩的充电接头的分离，并且实现充电接头15缩回至行走机体3内部，避免了无人喷水机器人在喷淋工作工程中淋湿充电接头15。

所述履带轮单元2包括橡胶履带12；所述橡胶履带12的外侧设置有若干防滑凸起13，且各所述防滑凸起13沿所述橡胶履带12的轮廓方向等距阵列；所述橡胶履带12的内侧面中部沿轮廓方向等距阵列有若干啮合凸节11；所述橡胶履带12的内侧设置有履带驱动轮1、张紧导向轮14、支重轮9、支重轮支撑连杆8、弹性减震器4、减震器支撑5和托链轮6；所述履带驱动轮1和张紧导向轮14分别张紧于所述橡胶履带12内侧的前后两端，且履带驱动轮1和张紧导向轮14均与橡胶履带12的内侧面上的若干啮合凸节11相啮合；所述托链轮6与所述橡胶履带12的上段带14.1的下侧面滚动连接；四个沿前后方向等距设置的支重轮9滚动连接所述橡胶履带12的下段带14.2的上侧面；

每个所述支重轮9均对应有一个支重轮支撑连杆8，所述支重轮支撑连杆8的长度方向与地面成45度夹角；所述支重轮支撑连杆8的上端通过第十铰接件7铰接连接所述行走机体3侧壁，所述支重轮支撑连杆8的下端通过转轴同轴心旋转连接所对应的支重轮9；所述支重轮支撑连杆8的中部固定安装有第十一铰接件10；竖向的弹性减震器4的下端铰接在所述第十一铰接件10上，所述弹性减震器4的上端铰接连接所述减震器支撑5，所述减震器支撑5固定连接在所述行走机体3的侧壁；

所述行走机体3内还设置有履带驱动电机38和减速器39，所述履带驱动电机38的输出端连接所述减速器39的动力输入端，所述减速器39的动力输出端通过第二联轴器40驱动连接所述履带驱动轮1。

所述第三铰接件58为a，所述第四铰接件62为b，第一铰接件63为c；所述第五铰接件65为a，所述第六铰接部件72为b，所述第二铰接件71为c；所述abc之间的连线构成的三角形为三角形d，所述abc之间的连线所构成的三角形为三角形d；满足三角形d与三角形d全等。

本方案的操作方法，过程以及技术进步整理：

若需要将喷水执行器26的高度调低或调高，控制同时控制第一推杆直线电机60和第二直线推杆直线电机69使第一直线推杆61和第二直线推杆70做同步缩短或同步伸长的运动，进而使喷水执行器26做下降或上升的运动，实现了将喷水执行器26的高度调低或调高，由于第一直线推杆61和第二直线推杆70是同步缩短或同步伸长的，所述abc之间的连线构成的三角形d与abc之间的连线所构成的三角形d仍然保持全等的状态，根据其结构可知，只要保证第一直线推杆61和第二直线推杆70做同步缩短或同步伸长的运动就可以保证第二升降架73与地面的倾角始终保持不变，进而实现了改变喷水执行器26的高度的同时不改变喷水执行器26的姿态；

喷水执行器2的第一自由度调节方法：控制丝杆电机92，进而使丝杆94旋转，进而丝杆94的旋转带动位移块90沿丝杆94位移，与此同时位移块90的两侧的导杆89适应性的在两导槽8内滑动；位移块90的运动通过连杆91带动齿轮支架83沿第七铰接件078旋转，进而使齿轮支架83姿态改变，进而实现对各高压喷头79的喷口80喷射角度调节；

喷水执行器2的第二自由度运动方法：控制齿轮驱动电机82驱动左齿轮86或右齿轮87做呈周期性来回的啮合运动，进而使各高压喷头79的喷口80做一定幅度的来回摆动，进而增加其喷射范围和均匀度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。