齿轮齿条可变偏心距越障轮的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种齿轮齿条可变偏心距越障轮，包括圆轮、动力轴、齿轮以及和齿轮啮合的齿条，所述齿轮与动力轴传动连接，所述齿条固定在圆轮上，所述圆轮上设置有防止齿轮沿径向跳动的支撑限位架，所述圆轮上还设置有齿轮行程限位机构。本实用新型通过齿轮齿条调整偏心距，在平地上为轮式前进，遇到障碍物切换为偏心式前进，轮式和偏心式通过动力轴和齿轮的顺时针/逆时针转动切换，无需添加另外的动力装置，因此，拥有很强的移动效率和越障能力。
【专利说明】齿轮齿条可变偏心距越障轮
【技术领域】
[0001]本实用新型属于越障机器人领域，具体涉及一种越障轮。
【背景技术】
[0002]随着自然灾害、森林火灾、核事故、地震救援等事件的频发以及人类对未知领域的探索的增长，人类迫切希望感知这些环境，以达到收集信息、缓解灾难、抢救伤员等目的。因此需要一种越障机构来帮助人们去解决这个问题。目前，所使用的越障机构主要有轮式、履带式、腿式、混合式等结构，在这些越障结构中都存在一定的不足之处:其中履带具有对地压力小，在松软的地面附着能力和通过性能好，爬楼梯、越障平稳性高，但是不能避免笨重的履带、功耗高和对地形的破坏等代价；腿式越障机构能够在非规整的地形下很好的行走，但它付出了运动效率过低、控制较复杂等代价；混合式越障机构综合使用了各种机构的优点，尽量使其适应各种地形，但是机械结构复杂，控制难度较大，效率较差。
[0003]轮式有其自身的特点，具有承重大、机构简单、驱动和控制相对方便、行走速度快、工作效率高等特点，但他的越障效果不如前面的所述的几种。偏心式在非规整地形下的越障效果较好，但是在规整地形下的运动效率较低，当前所使用的越障机构大部分是轮式或者偏心式，这两种方式的越障不能兼顾越障的效果和运动的效率，所以仍具有一定的缺点。
实用新型内容
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种齿轮齿条可变偏心距越障轮，以克服现有技术的上述缺陷，使机器人拥有很强的移动效率和越障能力。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种齿轮齿条可变偏心距越障轮，包括圆轮、动力轴、齿轮以及和齿轮啮合的齿条，所述齿轮与动力轴传动连接，所述齿条固定在圆轮上，所述圆轮上设置有防止齿轮沿径向跳动的支撑限位架，所述圆轮上还设置有齿轮行程限位机构。
[0007]进一步，所述齿轮行程限位机构包括限位点设置在不同位置的限位架I和限位架II。
[0008]进一步，所述限位架I的限位点设置在圆轮边缘部位，所述限位架II的限位点设置在圆轮中心部位。
[0009]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过齿轮齿条调整偏心距，在平地上为轮式前进，遇到障碍物切换为偏心式前进，轮式和偏心式通过动力轴和齿轮的顺时针/逆时针转动切换，无需添加另外的动力装置，因此，拥有很强的移动效率和越障能力。
[0010]本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研宄对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中:
[0012]图1为本实用新型结构的示意图；
[0013]图2为本实用新型越障轮正向行进的示意图；
[0014]图3为本实用新型越障轮反向行进的示意图；
[0015]图中，I一圆轮；2—齿轮；3—齿条；4一限位架I ;5—限位架II ;6—支撑限位架；7—动力轴。
【具体实施方式】
[0016]以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0017]如图1所示，一种齿轮齿条可变偏心距越障轮，包括圆轮1、动力轴7、齿轮2以及和齿轮啮合的齿条3，所述齿轮2与动力轴7传动连接，所述齿条3固定在圆轮I上，所述圆轮上设置有防止齿轮沿径向跳动的支撑限位架6，所述圆轮上还设置有齿轮行程限位机构。
[0018]本实施例中，所述齿轮行程限位机构包括限位点设置在不同位置的限位架I 4和限位架II 5。所述限位架I 4的限位点设置在圆轮边缘部位，所述限位架II 5的限位点设置在圆轮中心部位。
[0019]本实施例动力轴7接受来自动力源的旋转动力，因其固定在齿轮2上，故一起转动和静止。支撑限位架6可以是导轨或者是凹槽，其作用是使得齿轮2以及安装在齿轮2上的动力轴7能够且只能沿着圆轮I的半径方向直线移动。直线移动的范围分别由限位架I 4和限位架II 5限定。齿条3和支撑限位架6平行，安装在支撑限位架6的一侧，并且和齿轮2相互啮合。由于齿轮的啮合，齿轮2的外齿与齿条3之间无法发生滑动。当动力轴7带动齿轮2的转动时，由于齿轮2齿条3的啮合作用和支撑限位架6的限制，使得齿轮2能够在支撑限位装置6的方向上直线移动，从而改变偏心距，使得当齿轮2移动到限位架II 5时动力轴7处于偏心距最小位置，优选为零，即位于圆心处，齿轮移动到限位架I 4时，动力轴7处于最大偏心距位置。
[0020]为了说明该越障轮的工作过程，可定义两种行进方向，正向行进(动力轴逆时针转动)和反向行进(动力轴顺时针转动)。
[0021]正向行进时即动力轴7逆时针转动时，如图2(a)所示，由于动力轴7的逆时针转动会带动齿轮2向下转动，由于齿轮2和齿条3的啮合和支撑限位架6的限制，使得齿轮2能够沿着支撑限位架6的延伸方向向下直线移动，当转动到限位装置5位置时，由于限位装置5的作用齿轮2无法沿着圆轮I的半径方向直线移动，此时会带动圆轮I逆时针转动，此时为轮式行进，如图2所示。
[0022]反向行进时即动力轴7顺时针转动时，如图3(a)所示，由于动力轴7的顺时针转动会带动齿轮2向上转动，由于齿轮2和齿条3的啮合和支撑限位架6的限制，使得齿轮2能够沿着支撑限位架6的延伸方向向上直线移动，当转动到限位架I 4位置时，由于限位架I 4的作用齿轮2无法沿着圆轮I的半径方向直线移动，此时会带动圆轮I顺时针转动，此时为偏心式行进，如图3所示。
[0023]本实施例通过齿轮齿条调整偏心距，在平地上为轮式前进，遇到障碍物切换为偏心式前进，轮式和偏心式通过动力轴和齿轮的顺时针/逆时针转动切换，无需添加另外的动力装置，因此，拥有很强的移动效率和越障能力。
[0024]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种齿轮齿条可变偏心距越障轮，其特征在于:包括圆轮、动力轴、齿轮以及和齿轮啮合的齿条，所述齿轮与动力轴传动连接，所述齿条固定在圆轮上，所述圆轮上设置有防止齿轮沿径向跳动的支撑限位架，所述圆轮上还设置有齿轮行程限位机构。
2.根据权利要求1所述的摆杆可变偏心距越障轮，其特征在于:所述齿轮行程限位机构包括限位点设置在不同位置的限位架I和限位架II。
3.根据权利要求2所述的摆杆可变偏心距越障轮，其特征在于:所述限位架I的限位点设置在圆轮边缘部位，所述限位架II的限位点设置在圆轮中心部位。
【文档编号】B62D57/02GK204264309SQ201420786662
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】申晨阳, 全瑞坤, 黄结, 廖书斌, 胡翔, 孙亚芹, 王宇俊, 方灿, 蒋齐密 申请人:西南大学