一种可吸附式模块化驱动轮的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及可吸附式全方位移动平台领域，具体是一种可吸附式模块化驱动轮，包括吸附模块、安装壳体、行星减速器、驱动轮和驱动电机，所述吸附模块包括吸附元件安装板和吸附元件，吸附元件固联在吸附元件安装板上，并且吸附元件安装板与安装壳体固联，所述安装壳体上还连接有行星减速器，所述行星减速器与驱动电机相连，所述驱动轮与行星减速器输出轴相连。本实用新型采用模块化设计理念，将动力源、车轮、吸附模块等功能集成设计，结构简凑，布局合理，安装方便，适用范围广。
【专利说明】
一种可吸附式模块化驱动轮
技术领域
[0001]本实用新型涉及可吸附式全方位移动平台领域，具体是一种可吸附式模块化驱动轮。
【背景技术】
[0002]机器人的应用越来越广泛，几乎渗透到所有领域。移动平台是机器人的一个重要部分，吸附式全方位移动平台是其中的一种，主要用于对执行机构方位变化较大的场合，如大型钢结构件的焊接、检测等工艺。通过吸附式全方位移动平台能实现水平、竖直、倒挂等各个方位的移动，增加执行机构的运动范围，保证执行机构位置可达。
[0003]现有较多关于全方位移动平台的装置，但是其驱动轮均没采用模块化设计方案，拆装和维护较困难，产品灵活性差，设计周期长。如申请号为201510191876.3，名称为“一种壁面爬行机器人”的发明专利，提供一种通过升力平衡系统、壁面行走装置和壁面作业装置配合实现高效壁面爬行运动的机器人，从而实现设备的全方位移动，该实用新型设备提供的吸附力有限，设备不够紧凑，负载能力有限。又如申请号为201210185680.X，名称为“一种新型的差动驱动复合吸附式爬壁机器人”的实用新型专利，采用永磁吸附，前轮接触吸附、后轮间隙吸附的方式，实现爬壁功能，从而实现该装置在可导磁的结构件上的全方位移动。该发明前轮结构复杂，被动转向，转向阻力大，灵活性不够，转向精度较差，接触吸附力较大，装置较难从工件上取下。又如，申请号为“201420776879.4”，名称为“模块化车轮组”的实用新型专利，提供了一种将车轮、车轮轴、轴承安装在一个壳体内，组成一个模块，可以快速安装在起重机端梁上，但是该设备不包含驱动部分，也未包括吸附部分，不适用于全方位移动平台，同时没有定位结构，安装精度无法保证。
[0004]综上所述，现有全方位移动平台各个驱动轮和转向轮均为单独设计，没有采用模块化设计方案，拆装维护不方便，因此，设计一种可吸附式的模块化驱动轮，可以根据不同应用场合，按照需要，快速定位安装到移动平台上，实现移动平台的快速设计、安装和调试。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供了一种可吸附式模块化驱动轮，用于快速搭建各种移动平台，尤其用于快速搭建各种可吸附式全方位移动平台，便于搭载各种机器人执行机构，在空间范围内实现水平、竖直、倒立等各个方位的移动，安全、可靠的增加机器人的作业范围。
[0006]为实现上述技术效果，本实用新型所采用的技术方案为:
[0007]—种可吸附式模块化驱动轮，其特征在于:包括吸附模块、安装壳体、行星减速器、驱动轮和驱动电机，所述吸附模块包括吸附元件安装板和吸附元件，吸附元件固联在吸附元件安装板上，并且吸附元件安装板与安装壳体固联，所述安装壳体上还连接有行星减速器，所述行星减速器与驱动电机相连，所述驱动轮与行星减速器输出轴相连。吸附元件所产生的吸附力，将整个吸附模块和与之固联的零部件，吸附在目标表面上。
[0008]进一步的，所述吸附元件为永磁体、电磁铁或真空吸盘。
[0009]进一步的，所述安装壳体上设计有行星减速器定位止口和整体定位止口，所述行星减速器通过行星减速器定位止口定位并安装到安装壳体上。可以保证行星减速器的安装精度，以及整个模块与移动平台的安装精度，安装和定位可靠。行星减速器有单级速比大、高承载能力、高速比、产品形式丰富等特点，可根据需要快速选择需要的型号。
[0010]进一步的，所述驱动轮通过胀紧套安装在行星减速器输出轴上。胀紧套可以传递较大的轴向力和扭矩，具有自定心功能，能保证驱动轮与行星减速器输出轴有较高的同心度。
[0011]进一步的，所述驱动电机与行星减速器输入端固联，将旋转运动和动力经行星减速器传递到驱动轮上。
[0012]本实用新型的工作原理为:
[0013]驱动电机与行星减速器输入端固联，将旋转运动和动力传递给行星减速器，并且由于驱动轮通过胀紧套安装在减速器输出轴上，所以驱动电机带来的旋转运动和动力被传递至驱动轮上，从而带动驱动轮的转动。由于上述结构均直接或者间接安装在安装壳体上，而安装壳体固连在吸附元件安装板上，所以吸附元件能将上述所有结构吸附在指定的位置上。
[0014]本实用新型的优点在于:
[0015]1.本实用新型采用模块化设计理念，将动力源、车轮、吸附模块等功能集成设计，结构简凑，布局合理，安装方便，适用范围广;本申请提到的模块化设计是指根据产品功能对涉及的零部件进行功能划分，将构成某一功能的零部件进行组合设计，构成特定的功能模块，通过模块的选择和组合可以快速构成不同的产品，以满足不同的使用需求。如吸附式移动平台必然涉及转向轮、驱动轮，吸附机构等模块，各个模块涉及轴承座、轴、安装支架、减速器、电机…，现有技术中涉及的磁吸附式驱动轮，车轮、轴承座、安装支架、减速器、电机等都是单独安装在车架上，没有作为一个整体，安装、定位等相对复杂，不利于快速设计和更改，而本申请中将车轮、轴承座、安装支架、减速器、电机等进行集成，充分考虑了安装、定位的方便，可将整个模块作为一个独立的整体，安装到任何需要转向的移动平台上，实现驱动功能。
[0016]2.本实用新型选择行星减速器，抗载能力强，传动效率高，产品形式较多，选择方便；
[0017]3.本实用新型选择自定心胀紧套安装车轮，可同时传递扭矩和轴向力，安装方便，定位简单，车轮安装精度高；
[0018]4.本实用新型安装壳体采用整体加工，并设计有统一的安装和定位基准，拆装方便，重复定位精度高。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型可吸附式模块化驱动轮结构示意图。
[0020]图2为本实用新型采用一个可吸附式模块化转向轮和两个可吸附式模块化驱动轮组成的三轮可吸附式全方位移动平台实施例示意图。
[0021]图中，7是吸附元件安装板，8是吸附元件，9是安装壳体，10是行星减速器，11是驱动电机，12是驱动轮，13是胀紧套。
【具体实施方式】
[0022]实施例1
[0023]—种可吸附式模块化驱动轮，其特征在于:包括吸附模块、安装壳体9、行星减速器
10、驱动轮12和驱动电机11，所述吸附模块包括吸附元件安装板7和吸附元件8，吸附元件8固联在吸附元件安装板7上，并且吸附元件安装板7与安装壳体9固联，所述安装壳体9上还连接有行星减速器10，所述行星减速器10与驱动电机11相连，所述驱动轮12与行星减速器10输出轴相连。吸附元件8所产生的吸附力，将整个吸附模块和与之固联的零部件，吸附在目标表面上。
[0024]驱动电机与行星减速器10输入端固联，将旋转运动和动力传递给行星减速器10，并且由于驱动轮12通过胀紧套13安装在减速器输出轴上，所以驱动电机11带来的旋转运动和动力被传递至驱动轮12上，从而带动驱动轮12的转动。由于上述结构均直接或者间接安装在安装壳体9上，而安装壳体9固连在吸附元件安装板7上，所以吸附元件8能将上述所有结构吸附在指定的位置上。
[0025]本实用新型采用模块化设计理念，将动力源、车轮、吸附模块等功能集成设计，结构简凑，布局合理，安装方便，适用范围广;本申请提到的模块化设计是指根据产品功能对涉及的零部件进行功能划分，将构成某一功能的零部件进行组合设计，构成特定的功能模块，通过模块的选择和组合可以快速构成不同的产品，以满足不同的使用需求。如吸附式移动平台必然涉及转向轮、驱动轮12，吸附机构等模块，各个模块涉及轴承座、轴、安装支架、减速器、电机…，现有技术中涉及的磁吸附式驱动轮12，车轮、轴承座、安装支架、减速器、电机等都是单独安装在车架上，没有作为一个整体，安装、定位等相对复杂，不利于快速设计和更改，而本申请中将车轮、轴承座、安装支架、减速器、电机等进行集成，充分考虑了安装、定位的方便，可将整个模块作为一个独立的整体，安装到任何需要转向的移动平台上，实现驱动功能。
[0026]实施例2
[0027]—种可吸附式模块化驱动轮包括吸附模块、安装壳体9、行星减速器10、驱动轮12和驱动电机11，所述吸附模块包括吸附元件安装板7和吸附元件8，吸附元件8固联在吸附元件安装板7上，并且吸附元件安装板7与安装壳体9固联，所述安装壳体9上还连接有行星减速器10，所述行星减速器10与驱动电机11相连，所述驱动轮12与行星减速器10输出轴相连。吸附元件8所产生的吸附力，将整个吸附模块和与之固联的零部件，吸附在目标表面上。
[0028]所述吸附元件8为永磁体、电磁铁或真空吸盘。所述安装壳体9上设计有行星减速器10定位止口和整体定位止口，所述行星减速器10通过行星减速器10定位止口定位并安装到安装壳体9上。可以保证行星减速器10的安装精度，以及整个模块与移动平台的安装精度，安装和定位可靠。行星减速器10有单级速比大、高承载能力、高速比、产品形式丰富等特点，可根据需要快速选择需要的型号。定位止口是两个连接件上加工好的定位表面，因为加工精度高，有限位作用，所以安装后能精确定位，常见的有内止口和外止口，如两个圆盘相连接，一个凸缘和一个凹缘配合起来，就可以保证两个圆盘的同轴度。止口是行业术语。
[0029]所述驱动轮12通过胀紧套13安装在减速器输出轴上。胀紧套13可以传递较大的轴向力和扭矩，具有自定心功能，能保证驱动轮12与行星减速器10输出轴有较高的同心度。所述驱动电机11与行星减速器10输入端固联，将旋转运动和动力经行星减速器10传递到驱动轮12上。
[0030]驱动电机与行星减速器10输入端固联，将旋转运动和动力传递给行星减速器10，并且由于驱动轮12通过胀紧套13安装在减速器输出轴上，所以驱动电机11带来的旋转运动和动力被传递至驱动轮12上，从而带动驱动轮12的转动。由于上述结构均直接或者间接安装在安装壳体9上，而安装壳体9固连在吸附元件安装板7上，所以吸附元件8能将上述所有结构吸附在指定的位置上。
[0031]本实用新型采用模块化设计理念，将动力源、车轮、吸附模块等功能集成设计，结构简凑，布局合理，安装方便，适用范围广;本申请提到的模块化设计是指根据产品功能对涉及的零部件进行功能划分，将构成某一功能的零部件进行组合设计，构成特定的功能模块，通过模块的选择和组合可以快速构成不同的产品，以满足不同的使用需求。如吸附式移动平台必然涉及转向轮、驱动轮12，吸附机构等模块，各个模块涉及轴承座、轴、安装支架、减速器、电机…，现有技术中涉及的磁吸附式驱动轮12，车轮、轴承座、安装支架、减速器、电机等都是单独安装在车架上，没有作为一个整体，安装、定位等相对复杂，不利于快速设计和更改，而本申请中将车轮、轴承座、安装支架、减速器、电机等进行集成，充分考虑了安装、定位的方便，可将整个模块作为一个独立的整体，安装到任何需要转向的移动平台上，实现驱动功能。
[0032]本实用新型选择行星减速器10，抗载能力强，传动效率高，产品形式较多，选择方便;本实用新型选择自定心胀紧套13安装车轮，可同时传递扭矩和轴向力，安装方便，定位简单，车轮安装精度高;本实用新型安装壳体9采用整体加工，并设计有统一的安装和定位基准，拆装方便，重复定位精度高。
[0033]以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0034]如图1所示，可吸附式模块化驱动轮由吸附元件安装板7，吸附元件8，安装壳体9，行星减速器10，驱动电机11，驱动轮12，胀紧套13组成。吸附元件8按一定的方式安装在吸附元件安装板7上，构成吸附模块，吸附元件可以是磁铁或吸盘，吸附模块与安装壳体9固联，安装壳体9上设计有与整体车架3配合的定位槽口，可以保证整个模块快速定位安装到整体车架3上。行星减速器11的壳体与安装壳体9通过止口定位并固联，驱动轮通过胀紧套13安装在行星减速器11的输出轴，胀紧套13的内圈与行星减速器11的输出轴配合，外圈与驱动轮12的内圆配合，通过胀紧套13的自定心功能，保证驱动轮12与行星轮减速器11的输出轴有较高的同心度。驱动电机11安装在行星减速器11输入端，驱动电机将旋转运动和动力经行星减速器11传递到驱动轮12上，带动驱动轮12旋转。
[0035]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而己，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种可吸附式模块化驱动轮，其特征在于:包括吸附模块、安装壳体(9)、行星减速器(10)、驱动轮(12)和驱动电机(11)，所述吸附模块包括吸附元件安装板(7)和吸附元件(8)，吸附元件(8)固联在吸附元件安装板(7)上，并且吸附元件安装板(7)与安装壳体(9)固联，所述安装壳体(9)上还连接有行星减速器(10)，所述行星减速器(10)与驱动电机(11)相连，所述驱动轮(12)与行星减速器(10)输出轴相连。2.根据权利要求1所述的一种可吸附式模块化驱动轮，其特征在于:所述吸附元件(8)为永磁体、电磁铁或真空吸盘。3.根据权利要求1所述的一种可吸附式模块化驱动轮，其特征在于:所述安装壳体(9)上设计有行星减速器(10)定位止口和整体定位止口，所述行星减速器(10)通过行星减速器(10)定位止口定位并安装到安装壳体(9)上。4.根据权利要求3所述的一种可吸附式模块化驱动轮，其特征在于:所述驱动轮(12)通过胀紧套(13 )安装在减速器输出轴上。5.根据权利要求4所述的一种可吸附式模块化驱动轮，其特征在于:所述驱动电机(11)与行星减速器(10)输入端固联，将旋转运动和动力经行星减速器(10)传递到驱动轮(12)上。
【文档编号】B62D57/02GK205589342SQ201620431062
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】官雪梅, 彭波, 肖唐杰, 莫堃, 张帆, 于信宾, 邓超
【申请人】中国东方电气集团有限公司