一种用于狭窄空间的越障机器人的制作方法_2

文档序号:9901419阅读:来源:国知局
]图8为本发明前进驱动机构的结构示意图;
[0027]图9为本发明前、后仰俯驱动机构安装位置俯视示意图;
[0028]图10为本发明仰俯驱动机构的结构示意图;
[0029]其中:1为同步连接轴,2为摆臂驱动履带,3为摆臂支撑板,4为驱动履带,5为复用履带轮,6为摆臂转动履带轮,7为前进驱动电机,8为驱动电机固定座,9为小锥齿轮,10为大锥齿轮,11为前进驱动输出轴,12为法兰盘,13为箱体,14为仰俯驱动电机,15为电机座,16为蜗杆,17为蜗轮,18为仰俯轴,19为仰俯法兰盘,20为联轴器,21为集成电池舱盒,22为履带张紧轮,23为广角摄像头。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明作进一步详述。
[0031]如图1、图3及图6所示,本发明包括前摆臂、后摆臂、中央控制箱、前进驱动机构及仰俯驱动机构,其中中央控制箱包括箱体13、复用履带轮5、驱动履带4及集成电池舱盒21,箱体13左右两侧的前后两端各设有一个复用履带轮5,前端两侧的两个复用履带轮5、后端两侧的两个复用履带轮5均对称设置,同一侧的前后两个复用履带轮5之间通过一条驱动履带4相连;每侧的前后两个复用履带轮5之间的箱体13上安装有集成电池舱盒21,该集成电池舱盒21内安装有为前进驱动机构及仰俯驱动机构提供动力的移动电源,箱体13的前后两端及两侧的集成电池舱盒21上均安装有广角摄像头23,每侧集成电池舱盒21的下方均设有多个安装在该侧集成电池舱盒21上的履带张紧轮22。中央控制箱的箱体13长宽比为2.4:1,中间宽、前后两端窄;四个复用履带轮5分别位于箱体较窄的前后两端。
[0032]前进驱动机构分为左前进驱动机构及右前进驱动机构,分别固定在箱体13内的左前侧和右后侧,如图7、图8所示,左前侧的左前进驱动机构(即前摆臂的前进驱动机构)驱动左侧的驱动履带4及前摆臂前进或后退,右后侧的右前进驱动机构(即后摆臂的前进驱动机构)驱动右侧的驱动履带4及后摆臂前进或后退。左前进驱动机构及右前进驱动机构结构相同,均包括前进驱动电机7、驱动电机固定座8、传动机构A及前进驱动输出轴11,左、右前进驱动机构中的前进驱动电机7分别通过各自的驱动电机固定座8安装在箱体13内;左、右前进驱动机构中的前进驱动输出轴11分别转动安装在箱体13的左右两侧,一端位于箱体13内、通过传动机构A与前进驱动电机7相连,另一端通过一个法兰盘12与箱体13左前侧或右后侧的复用履带轮5相连;传动机构A为锥齿轮副,包括小锥齿轮9及大锥齿轮10,该小锥齿轮9与前进驱动电机7的输出端相连,大锥齿轮10连接于前进驱动输出轴11的一端、并与小锥齿轮9啮合传动,将运动传递至前进驱动输出轴11。
[0033]仰俯驱动机构分为前仰俯驱动机构及后仰俯驱动机构,分别固定在箱体13内的右前侧和左后侧,如图9、图10所示,右前侧的前仰俯驱动机构(即前摆臂的仰俯驱动机构)驱动前摆臂能够以水平面为基准平面转动±100°,左后侧的后仰俯驱动机构(即后摆臂的仰俯驱动机构)驱动后摆臂能够以水平面为基准平面转动±100°。前仰俯驱动机构及后仰俯驱动机构结构相同,均包括仰俯驱动电机14、仰俯驱动电机电机座15、联轴器20、传动机构B及仰俯轴18,前仰俯驱动机构及后仰俯驱动机构中的仰俯驱动电机14分别通过各自的仰俯驱动电机电机座15安装在箱体13内;前仰俯驱动机构及后仰俯驱动机构中的仰俯轴18分别转动安装在箱体13的左右两侧,一端位于箱体13内、通过传动机构B与仰俯驱动电机14相连,另一端通过一个仰俯法兰盘19与前摆臂或后摆臂连接,且仰俯轴18的另一端还通过轴承与该端的复用履带轮5转动连接;传动机构B包括蜗杆16及蜗轮17,该蜗杆16的两端转动安装在仰俯驱动电机电机座15上,任一端通过联轴器20与仰俯驱动电机14的输出端相连,蜗轮17安装在仰俯轴18的一端、并与蜗杆16啮合传动,将运动传递至仰俯轴18。
[0034]前摆臂与后摆臂分别位于箱体13的前后两端,以机器人宽度方向中间平面对称设置,前摆臂与后摆臂均位于箱体13两侧的驱动履带4之间。如图4、图5所示,前摆臂及后摆臂结构相同,均包括同步连接轴1、摆臂驱动履带2、摆臂转动履带轮6及两片摆臂支撑板3。前、后摆臂中的两片摆臂支撑板3均对称位于箱体13的两侧,以机器人长度方向中间平面为对称,前摆臂中的两片摆臂支撑板3的一端外侧分别转动连接有摆臂转动履带轮6,两摆臂转动履带轮6之间通过同步连接轴I连动;前摆臂中的两片摆臂支撑板3的另一端均位于箱体13前端左右两侧的两复用履带轮5的内侧、并均开有通孔,其中位于左侧的摆臂支撑板3的另一端的通孔通过轴承套设在左前侧的左前进驱动机构中的前进驱动输出轴11的另一端,位于右侧的摆臂支撑板3的另一端与右前侧的前仰俯驱动机构中仰俯轴18上的仰俯法兰盘19固接,仰俯轴18由通孔穿出;左侧摆臂支撑板3上的摆臂转动履带轮6与左侧前端的复用履带轮5之间通过摆臂驱动履带2相连,右侧摆臂支撑板3上的摆臂转动履带轮6与右侧前端的复用履带轮5之间通过摆臂驱动履带2相连。后摆臂中的两片摆臂支撑板3的另一端均位于箱体13后端左右两侧的两复用履带轮5的内侧、并均开有通孔,其中位于左侧的摆臂支撑板3的另一端与左后侧的后仰俯驱动机构中仰俯轴18上的仰俯法兰盘19固接,仰俯轴18由通孔穿出,位于右侧的摆臂支撑板3的另一端的通孔通过轴承套设在右后侧的右前进驱动机构中的前进驱动输出轴11的另一端;左侧摆臂支撑板3上的摆臂转动履带轮6与左侧后端的复用履带轮5之间通过摆臂驱动履带2相连,右侧摆臂支撑板3上的摆臂转动履带轮6与右侧后端的复用履带轮5之间通过摆臂驱动履带2相连。
[0035]箱体13左右两侧的共四个复用履带轮5,均轴向设有两圈固定履带的凹槽,位于外侧的凹槽固定驱动履带4,位于内侧的凹槽固定摆臂驱动履带2。前摆臂的轴间距离(即同步连接轴I轴向中心线与两片摆臂支撑板3上另一端两通孔轴向中心线之间的距离)、后摆臂的轴间距离(即同步连接轴I轴向中心线与两片摆臂支撑板3上另一端两通孔轴向中心线之间的距离)与箱体13前、后两端的复用履带轮5之间的轴间距相同。
[0036]位于左前侧的左前进驱动机构中的前进驱动电机7及位于左后侧的后仰俯驱动机构中的仰俯驱动电机14分别与箱体13左侧集成电池舱盒21中的移动电源电连接,位于右前侧的前仰俯驱动机构中的仰俯驱动电机14及位于右后侧的右前进驱动机构中的前进驱动电机7分别与箱体13右侧集成电池舱盒21中的移动电源电连接。
[0037]本发明的工作原理为:
[0038]当前进驱动机构中的前进驱动电机7工作,带动小锥齿轮9及大锥齿轮10转动,进而通过前进驱动输出轴11带动复用履带轮5转动,将运动传动到驱动履带4上;同时复用履带轮5带动前、后摆臂中的摆臂驱动履带2,此时驱动履带4带动机器人前进、后退或者转弯。当左侧的驱动履带4与右侧的驱动履带4同时逆时针转动时,机器人向前运动;当左侧的驱动履带4与右侧的驱动履带4同时顺时针转动时,机器人向后运动;当左侧的驱动履带4与右侧的驱动履带4向相反方向转动时,机器人向左或者向右转动。
[0039]当仰俯驱动电机14转动,带动蜗轮17、蜗杆16相应随之转动,仰俯轴18 —端与蜗轮17通过螺钉固定连接,另一端通过仰俯法兰盘19与摆臂支撑板3固定连接;当蜗轮17顺、逆时针转动,带动同侧的摆臂支撑板3顺、逆时针转动。前、后摆臂中的两片摆臂支撑板3前端通过同步连接轴I相连,保证两片摆臂支撑板3同步转动。
[0040]当在狭窄空间中,越障机器人运动过程中前面出现圆
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