柔性传动的主动多轮蛇形机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种柔性传动的主动多轮蛇形机器人，属于特种机器人领域。由多个机器人单节组成，多个机器人单节通过安装法兰首尾相连，动力源安装在机器人尾部，所述的机器人单节包括轮子、运动单元和转向单元，所述的运动单元的机架Ⅰ上固定转向单元。所述的动力源包括驱动电机和大锥齿轮轴，所述的驱动电机固定在机罩内，所述的大锥齿轮轴一端与驱动电机的传动轴连接，大锥齿轮轴的另一端与万向联轴器第二端连接。本实用新型专利技术采用一个驱动电机传输动力，既减轻机器人整体的质量，又节约能源，保证机器人能够长时间的运行，采用了锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动，保证了机器人具有强大的驱动力，使得机器人在复杂的路面也可快速运动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人
，更具体地说，涉及一种柔性传动的主动多轮蛇形机器人。
技术介绍
目前，公知的蛇形机器人具有横截面小、柔性高等特点，能在各种粗糙、陡峭、崎岖的复杂地形上行走，并可攀爬障碍物，目前，世界上许多国家对蛇形机器人都有很深的研究，包括美国、日本、德国等国家，机械式蛇形机器人得到较大程度的发展，在发展过程中机械式蛇形机器人的灵活性和机动性得到较大程度的增强。蛇形机器人可广泛的用于星际探索、军事侦察、考古、管道检查维修、电路线路维修、救援等领域。但是，一般的蛇形机器人用于一些复杂地形时容易发生侧翻，并且速度较慢。一定程度上降低了工作效率，容易导致错过抢险救援的最佳时机。中国专利申请号：201310144874.X， 申请日：2013.04.24 ，专利技术创造名称为：一种蛇形机器人， 该申请案公开了一种蛇形机器人，包括若干首尾连接的蛇形机器单元，所述蛇形机器单元包括一个鳞片套筒和一个主套筒；设置在主套筒内依次排列的偏转舵机组件、往复平移舵机组件、以及连接有舵盘连接器的回转舵机组件；所述主套筒上固定有若干滚轮组件，所述鳞片套筒内壁与滚轮组件接触，并套在所述主套筒外；所述主套筒上设有一个滑动槽，所述滑动槽内设有一与往复平移舵机组件配接并能在往复平移舵机组件的驱动下在滑动槽内做往复运动的拨叉；所述鳞片套筒与拨叉固定。因此，本专利技术具有如下优点：对高压输电线路的缠绕姿态要求低，可以实现对高压输电线路的高效攀爬，但是本专利技术采用多组舵机控制方向，多组电机传送动力，耗费能源。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的是解决现有技术中的不足，提供一种蛇形机器人，该机器人不仅能防止侧翻、速度快、采用一个电机就可传输动力。技术方案为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：本专利技术的一种柔性传动的主动多轮蛇形机器人，由多个机器人单节组成，多个机器人单节通过动力输出轴和前安装法兰首尾相连，动力源安装在机器人尾部，所述的机器人单节包括轮子、运动单元和转向单元，所述的机器人单节的数量为5-8个，所述的转向单元固定在机架Ⅰ上；所述的运动单元包括齿轮传动机构和带传送机构，所述的齿轮传动机构包括轴承座、大锥齿轮、小锥齿轮、蜗杆、蜗轮、齿轮Ⅰ、齿轮Ⅱ、机架Ⅰ、机架Ⅱ和机罩，所述的轴承座固定安装在机架Ⅱ，所述的大锥齿轮与大锥齿轮轴固定联接，所述的小锥齿轮与蜗杆固定联接，大锥齿轮与小锥齿轮啮合，所述的蜗杆、蜗轮、齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ装配在机架Ⅰ和机架Ⅱ内，所述的蜗轮和齿轮Ⅰ与轴Ⅲ固联，机架Ⅰ和机架Ⅱ盖合固定，机罩套固在机架Ⅰ和机架Ⅱ上，所述的蜗杆与蜗轮啮合，所述的齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ啮合，齿轮Ⅱ套固在轴Ⅰ上，所述的带传送机构包括传动带、带轮Ⅰ、带轮Ⅱ、轴Ⅰ、轴Ⅱ和车轮支架，所述的带轮Ⅰ固定联接在轴Ⅱ上，轴Ⅱ固定联接在车轮支架上，所述的轮子装配在轴Ⅱ上，轮子和轴Ⅱ装配在车轮支架内，所述的带轮Ⅱ固定联接在轴Ⅰ上，所述的带轮Ⅱ与带轮Ⅰ通过传动带传送动力；所述的转向单元包括丝杆、旋转块、电机安装座、步进电机、旋转轴、万向联轴器、动力输出轴、前安装法兰、曲柄和转向关节箱体，所述的旋转轴安装在转向关节箱体上，电机安装座安装在旋转轴上，步进电机固定在电机安装座上，步进电机的传动轴与丝杆连接，丝杆与旋转块连接，旋转块固联在曲柄上，所述的万向联轴器安装在转向关节箱体内，万向联轴器第一端与动力输出轴连接，前安装法兰装配在转向关节箱体上；所述的动力源包括驱动电机和大锥齿轮轴，所述的驱动电机固定在机罩内，所述的大锥齿轮轴一端与驱动电机的传动轴连接，大锥齿轮轴的另一端与万向联轴器第二端连接。更进一步地说，所述的大锥齿轮轴通过联轴器与驱动电机的传动轴连接。更进一步地说，所述的转向单元的旋转角度为-60——60度。更进一步地说，所述的动力源中的驱动电机只有1个，驱动电机安装在机器人尾部。更进一步地说，所述的一个机器人单机包括六个轮子。更进一步地说，所述的机罩为正六边形，所述的车轮支架设在机架的六个面上。有益效果采用本技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：1.本专利技术具有强大的驱动力，使得机器人在复杂的路面也可快速运动。2.本专利技术利用了蜗轮蜗杆的自锁性，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆，避免了机器人在非控制情况下的打滑。3.本专利技术能够实现机器人的前进、后退、转弯、翻转、检测装置的定位检测等复杂运动。4.本专利技术的每个机架的六个边各含有一个轮子，避免了机器人在发生侧翻后不能工作的情况。5.本专利技术只需一个驱动电机传输动力，可以节省能源。6.本专利技术的转向单元通过步进电机控制丝杆来实现转向，机器人转弯角度在-60——60度之间。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步描述：图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术单节内部等轴侧视图；图3为本专利技术单节主视图；图4为本专利技术A向剖视图；图5为本专利技术B向剖视图；图6为本专利技术C向剖视图；图7为本专利技术单节效果图；图8为本专利技术万向联轴器结构示意图；图9为本专利技术的整体剖视图；示意附图说明：1-丝杆；2-旋转块；3-电机安装座；4-步进电机；5-轴承座；6-传动带；7-轮子；8-旋转轴；9-万向联轴器；10-动力输出轴；11-前安装法兰；12-曲柄；13-转向关节箱体；14-大锥齿轮轴；15-大锥齿轮；16-小锥齿轮；17-蜗杆；18-蜗轮；19-齿轮Ⅰ；20-齿轮Ⅱ；21-机架Ⅰ；22-机架Ⅱ；23-机罩；24-带轮Ⅰ；25-带轮Ⅱ；26-轴Ⅰ；27-轴Ⅱ；28-车轮支架；29-轴Ⅲ；30-万向联轴器第一端；31-万向联轴器第二端；32-驱动电机。具体实施方式为详细说明本专利技术创造的
技术实现思路
、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。本专利技术的柔性传动的主动多轮蛇形机器人包括丝杆1、旋转块2、电机安装座3、步进电机4、轴承座5、传动带6、轮子7、旋转轴8、万向联轴器9、动力输出轴10、前安装法兰11、曲柄12、转向关节箱体13、大锥齿轮轴14、大锥齿轮15、小锥齿轮16、蜗杆17、蜗轮18、齿轮Ⅰ19、齿轮Ⅱ20、机架Ⅰ21、机架Ⅱ22、机罩23、带轮Ⅰ24、带轮Ⅱ25、轴Ⅰ26、轴Ⅱ27、车轮支架28、轴Ⅲ29、万向联轴器第一端30、万向联轴器第二端31、驱动电机32。机器人由多个机器人单节通过前安装法兰11和动力输出轴10首尾相连，动力源安装在机器人尾部，所述的机器人单节包括轮子7、运动单元和转向单元，所述的运动单元的数量为5-8个，所述的运动单元的机架Ⅰ21上固定转向单元。所述的运动单元包括齿轮传动机构和带传送机构，所述的齿轮传动机构包括轴承座5、大锥齿轮15、小锥齿轮16、蜗杆17、蜗轮18、齿轮Ⅰ19、齿轮Ⅱ20、机架Ⅰ21、机架Ⅱ22和机罩23，所述的轴承座5固定安装在机架Ⅱ22，所述的大锥齿轮15与大锥齿轮轴14固定联接，所述的小锥齿轮16与蜗杆17固定联接，大锥齿轮15与小锥齿轮16啮合，所述的蜗杆17、蜗轮18、齿轮Ⅰ19和齿轮Ⅱ20装配在机架Ⅰ21和机架Ⅱ22内，所述的蜗轮18和齿轮Ⅰ19与轴Ⅲ29固联，机架Ⅰ21和机架Ⅱ22盖合固定，机罩23套固在机架Ⅰ21和机架Ⅱ22上，所述的蜗杆17与蜗轮18啮合，所述的齿轮Ⅰ19与齿轮Ⅱ20啮合，齿轮Ⅱ20套固在轴Ⅰ26上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性传动的主动多轮蛇形机器人，由多个机器人单节组成，其特征是，多个机器人单节通过动力输出轴（10）和前安装法兰（11）首尾相连，动力源安装在机器人尾部，所述的机器人单节包括轮子（7）、运动单元和转向单元，所述的机器人单节的数量为5‑8个，所述的转向单元固定在机架Ⅰ（21）上；所述的运动单元包括齿轮传动机构和带传送机构，所述的齿轮传动机构包括轴承座（5）、大锥齿轮（15）、小锥齿轮（16）、蜗杆（17）、蜗轮（18）、齿轮Ⅰ（19）、齿轮Ⅱ（20）、机架Ⅰ（21）、机架Ⅱ（22）和机罩（23），所述的轴承座（5）固定安装在机架Ⅱ（22），所述的大锥齿轮（15）与大锥齿轮轴（14）固定联接，所述的小锥齿轮（16）与蜗杆（17）固定联接，大锥齿轮（15）与小锥齿轮（16）啮合，所述的蜗杆（17）、蜗轮（18）、齿轮Ⅰ（19）和齿轮Ⅱ（20）装配在机架Ⅰ（21）和机架Ⅱ（22）内，所述的蜗轮（18）和齿轮Ⅰ（19）与轴Ⅲ（29）固联，机架Ⅰ（21）和机架Ⅱ（22）盖合固定，机罩（23）套固在机架Ⅰ（21）和机架Ⅱ（22）上，所述的蜗杆（17）与蜗轮（18）啮合，所述的齿轮Ⅰ（19）与齿轮Ⅱ（20）啮合，齿轮Ⅱ（20）套固在轴Ⅰ（26）上，所述的带传送机构包括传动带（6）、带轮Ⅰ（24）、带轮Ⅱ（25）、轴Ⅰ（26）、轴Ⅱ（27）和车轮支架（28），所述的带轮Ⅰ（24）固定联接在轴Ⅱ（27）上，轴Ⅱ（27）固定联接在车轮支架（28）上，所述的轮子（7）装配在轴Ⅱ（27）上，轮子（7）和轴Ⅱ（27）装配在车轮支架（28）内，所述的带轮Ⅱ（25）固定联接在轴Ⅰ（26）上，所述的带轮Ⅱ（25）与带轮Ⅰ（24）通过传动带（6）传送动力；所述的转向单元包括丝杆（1）、旋转块（2）、电机安装座（3）、步进电机（4）、旋转轴（8）、万向联轴器（9）、动力输出轴（10）、前安装法兰（11）、曲柄（12）和转向关节箱体（13），所述的旋转轴（8）安装在转向关节箱体（13）上，电机安装座（3）安装在旋转轴（8）上，步进电机（4）固定在电机安装座（3）上，步进电机（4）的传动轴与丝杆（1）连接，丝杆（1）与旋转块（2）连接，旋转块（2）固联在曲柄（12）上，所述的万向联轴器（9）安装在转向关节箱体（13）内，万向联轴器第一端（30）与动力输出轴（10）连接，前安装法兰（11）装配在转向关节箱体（13）上；所述的动力源包括驱动电机（32）和大锥齿轮轴（14），所述的驱动电机（32）固定在机罩（23）内 ，所述的大锥齿轮轴（14）一端与驱动电机（32）的传动轴连接，大锥齿轮轴（14）的另一端与万向联轴器第二端（31）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种柔性传动的主动多轮蛇形机器人，由多个机器人单节组成，其特征是，多个机器人单节通过动力输出轴（10）和前安装法兰（11）首尾相连，动力源安装在机器人尾部，所述的机器人单节包括轮子（7）、运动单元和转向单元，所述的机器人单节的数量为5-8个，所述的转向单元固定在机架Ⅰ（21）上；所述的运动单元包括齿轮传动机构和带传送机构，所述的齿轮传动机构包括轴承座（5）、大锥齿轮（15）、小锥齿轮（16）、蜗杆（17）、蜗轮（18）、齿轮Ⅰ（19）、齿轮Ⅱ（20）、机架Ⅰ（21）、机架Ⅱ（22）和机罩（23），所述的轴承座（5）固定安装在机架Ⅱ（22），所述的大锥齿轮（15）与大锥齿轮轴（14）固定联接，所述的小锥齿轮（16）与蜗杆（17）固定联接，大锥齿轮（15）与小锥齿轮（16）啮合，所述的蜗杆（17）、蜗轮（18）、齿轮Ⅰ（19）和齿轮Ⅱ（20）装配在机架Ⅰ（21）和机架Ⅱ（22）内，所述的蜗轮（18）和齿轮Ⅰ（19）与轴Ⅲ（29）固联，机架Ⅰ（21）和机架Ⅱ（22）盖合固定，机罩（23）套固在机架Ⅰ（21）和机架Ⅱ（22）上，所述的蜗杆（17）与蜗轮（18）啮合，所述的齿轮Ⅰ（19）与齿轮Ⅱ（20）啮合，齿轮Ⅱ（20）套固在轴Ⅰ（26）上，所述的带传送机构包括传动带（6）、带轮Ⅰ（24）、带轮Ⅱ（25）、轴Ⅰ（26）、轴Ⅱ（27）和车轮支架（28），所述的带轮Ⅰ（24）固定联接在轴Ⅱ（27）上，轴Ⅱ（27）固定联接在车轮支架（28）上，所述的轮子（7）装配在轴Ⅱ（27）上，轮子（7）和轴Ⅱ（27）装配在车轮支架（28）内，所述的带轮Ⅱ（25）固定联接在轴Ⅰ（26）上，所述的带轮Ⅱ（25）与带轮Ⅰ（24）通...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡汉东，徐向荣，张文增，汪永明，王永辉，
申请(专利权)人：马鞍山市翔宇机械自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34