应用于摆臂式机器人的传动机构的制作方法

本发明涉及传动领域，具体涉及一种应用于摆臂式机器人的传动机构。

背景技术：

目前，随着市场需求的变化，各种类型的特种机器人应运而生，根据运动形式主要分为轮式和履带式机器人。在实际工况中，由于往往要面对恶劣复杂的环境，比如泥泞、沙土、沟壑等类型的地面，为应对这种工况，那么机器人就必须有极强的动力和越野能力。履带式较轮式更能体现自身的优越性。

履带式机器人类型也比较多，目前中型的履带式机器人大都无摆臂结构，越障能力一般，为进一步提高中型履带式机器人的越障能力，需增加摆臂驱动机构。对于双摆臂履带机器人而言，行走和摆臂共四套驱动传动装置，会占用底盘宝贵的空间，并增加机器人系统的重量、体积，如何从设计上统筹布局行走和摆臂的传动装置，如何实现大负载驱动并追求结构简单化、轻量化，是机器人设计领域的难题。

有鉴于此，需要对现有技术进行改进，以满足目前对类似于摆臂式机器人的传动机构的使用要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够在复杂路面上机动行驶，具有较高机动性和较强越障能力的摆臂式机器人传动机构，该机构结构紧凑、布局合理、传动平稳、动力强劲，为中型履带式地面移动机器人驱动装置提供新的设计思路与方案。

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：

一种应用于摆臂式机器人的传动机构，所述摆臂式机器人包括位于中央部分的箱体，在箱体的两侧设置用于移动的履带装置。

进一步的，传动机构主要包括两套摆臂驱动机构和两套行走驱动机构，两套行走驱动机构相对摆臂驱动机构对称布置。

进一步的，每套所述摆臂驱动机构包括摆臂驱动装置、摆臂驱动轴、摆臂履带驱动轮、摆臂套和摆臂构件；

进一步的，每套所述行走驱动机构包括直流无刷电机、变速箱、行星减速机、小伞齿轮、大伞齿轮、行走驱动轴、减速机固定座和行走履带驱动轮。

附图说明

图1是本发明提供的用于摆臂式机器人传动机构的结构示意图；

图2是本发明提供的用于摆臂式机器人传动机构的局部示意图；

图3是本发明提供的用于摆臂式机器人传动机构的局部剖视放大图；

图4是本发明提供的用于摆臂式机器人传动机构的变速箱结构示意图。

附图标记：

1-箱体；2-摆臂驱动装置；3-摆臂驱动轴；4-大伞齿轮；5-摆臂履带；6-小伞齿轮；7-行走履带；8-变速箱；9-行星减速机；10-直流无刷电机；11-减速机固定座；12-行走驱动轴；13-轴承座；14-行走履带驱动轮；15-摆臂履带驱动轮；16-摆臂套；17-摆臂构件。

(注意：附图中的所示结构只是为了说明发明特征的示意，并非是要依据附图所示结构。)

具体实施方式

如图1所示，根据本发明所述的应用于摆臂式机器人的传动机构，应用于具有移动功能摆臂式机器人。

在一个实施例中，所述摆臂式机器人包括位于中央部分的箱体1，在箱体1的两侧设置用于移动的履带装置。所述履带装置包括四条摆臂履带5和两条行走履带7。

其中，应用于摆臂式机器人的传动机构主要包括两套摆臂驱动机构和两套行走驱动机构。

在一个实施例中，如图1、3所示，所述摆臂驱动机构包括摆臂驱动装置2、摆臂驱动轴3、摆臂履带驱动轮15、摆臂套16和摆臂构件17。

其中，摆臂驱动装置2包括有蜗轮蜗杆减速机和驱动电机，封装在壳体内，可以提供较大的输出扭矩。

摆臂驱动轴3连接在摆臂驱动装置2的两侧，摆臂套16用于过渡连接摆臂驱动轴3和摆臂构件17。摆臂构件17外侧嵌套有摆臂履带5，通过摆臂履带驱动轮15驱动摆臂履带5传动。

如图1-3所示，所述行走驱动机构包括直流无刷电机10、变速箱8、行星减速机9、小伞齿轮6、大伞齿轮4、行走驱动轴12、减速机固定座11和行走履带驱动轮14。

其中，直流无刷电机10位于变速箱8的上部，作为第一级传动的输入端，行星减速机9位于变速箱8的下部，作为第一级传动的输出端，输入轴与输出轴上下平行布置，可以充分利用箱体1的空间。

进一步地，变速箱8即行走传动的一级传动结构，可以通过离合器切换实现高低速。行星减速机9的输入端与变速箱8的输出端连接，输出端与小伞齿轮6通过键连接，组成行走传动的二级传动。

大伞齿轮4通过键连接于行走驱动轴12上，与小伞齿轮6呈90°啮合，组成行走传动的三级传动。行走驱动轴12带动行走履带驱动轮14转动，进而驱动行走履带7传动。

在其中一个实施例中，基于上述介绍的结构，所述两套行走驱动机构相对摆臂驱动机构对称布置。

如图3所示，其中，行走驱动轴12通过一对滚动轴承支撑于轴承座13内，轴承座13固定在箱体1的两侧，摆臂驱动轴3通过滚动轴承支撑在行走驱动轴12内，行走驱动轴12为中空设计。

在本申请中，所述变速箱8为行走驱动机构中的核心部件，可以独立实现高低档速度切换。

在一个实施例中，如图4所示，变速箱8包括壳体，在壳体内平行设置第一传动轴85和第二传动轴810。

在第一传动轴85上依次设置联轴器81、第一同步带轮82、第二同步带轮83和第一离合器84。

在第二传动轴810上依次设置第二离合器811、第三同步带轮88和第四同步带轮89。

第一同步带轮82通过第一同步带87与第三同步带轮88传动连接，第二同步带轮83通过第二同步带86与第四同步带轮89传动连接。

第一传动轴85作为变速箱8的输入端，通过联轴器81连接于直流无刷电机10，第二传动轴810作为变速箱8的输出端，与行星减速机9的输入端连接。

其中，由第一同步带轮82、第一同步带87、第三同步带轮88和第二离合器811组成高速挡，由第二同步带轮83、第二同步带86、第四同步带轮89和离合器84组成低速挡。

当第一离合器84吸合，第二离合器811断开时变速箱8实现低速传动，反之实现高速传动。

根据本发明所述的应用于摆臂式机器人的传动机构，其传动过程为：

1)行走驱动机构共三级传动，最后一级传动驱动行走履带驱动轮14转动，然后带动行走履带7，并将转动传递给箱体1的后部从动轮，进而实现机器人在地面行走。

2)当左右两个驱动机构差动时，可以实现机器人转向。

3)摆臂驱动装置2共两套，分别布置在箱体1的前后，每套装置通过摆臂驱动轴3控制两个摆臂构件17转动，实现机器人的攀爬越障功能。

根据本发明所述的应用于摆臂式机器人的传动机构，与传统的应用于摆臂式机器人的传动机构相比，具有以下特点：

(1)采用多级传动，通过不同的组合形式可以满足机器人的机动性和平稳性，结构布局紧凑合理；

(2)摆臂驱动轴与行走驱动轴嵌套设计，便于摆臂驱动模块大扭矩输出以满足中型机器人大承载力的需求。

以上所述，仅为发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，凡在发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。