CN109648537B - 一种驱动总成装置及圆管轨道机器人 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种驱动总成装置及圆管轨道机器人。其中，一种驱动总成装置，包括：动力装置，其用于产生的动力，并依次通过第一传动副和第二传动副传送给驱动轮；所述第二传动副采用锥齿轮啮合传动，最终实现驱动轮在圆管轨道上平稳运行。

Description

一种驱动总成装置及圆管轨道机器人

技术领域

本公开属于驱动设备领域，尤其涉及一种驱动总成装置及圆管轨道机器人。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

机器人在圆管轨道的弯道上，外侧车轮的转弯半径大于内侧车轮的转弯半径，这就要求转弯时，外侧车轮的转速高于内侧车轮的转速，否则将会影响机器人运转的稳定性和使用的寿命；其次，为了满足市场对紧凑型视频巡视机器人的需求，最大限度的减少圆管轨道机器人外形尺寸，进行集成化的设计也是势在必行。

采用圆管轨道降低了成本且便于与防火门的联合使用，减少了火灾蔓延的可能，但是发明人发现这必然会造成驱动轮在圆管轨道的两侧曲面上的运动，增加机器人在轨道运行时的不稳定性以及力矩的倾斜传动。

发明内容

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种驱动总成装置，其能够保证机器人在轨道转弯处能够平稳过度，实现无滑差的同步传动，获得精确的传动比。

本公开的一种驱动总成装置，包括：

动力装置，其用于产生的动力，并依次通过第一传动副和第二传动副传送给驱动轮；所述第二传动副采用锥齿轮啮合传动，最终实现驱动轮在圆管轨道上平稳运行。

在一个或多个实施例中，所述第一传动副包括主动同步带轮和从动同步带轮，所述主动同步带轮通过电机连接轴与动力装置相连，主动同步带轮与从动同步带轮通过同步带连接。

在一个或多个实施例中，所述主动同步带轮的直径小于从动同步带轮的直径。

在一个或多个实施例中，所述第二传动副包括主动锥齿轮和从动锥齿轮，主动锥齿轮和从动锥齿轮啮合传动。

在一个或多个实施例中，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮直径相等。

在一个或多个实施例中，所述第一传动副通过差速器与第二传动副相连；所述差速器，用于采用不同的转速弥补转弯时内外两侧转弯半径的差异。

在一个或多个实施例中，所述差速器设有差速器轴，所述差速器轴通过刹车器支架与刹车器连接在一起，通过刹车器实现了整个驱动部分的制动。

在一个或多个实施例中，所述第二传动副依次通过驱动轮轴和轴承带动驱动轮在圆管轨道上运行，且通过锥齿轮实现力矩的倾斜传动。

在一个或多个实施例中，所述驱动轮上设有排水槽，用于及时的将水排除。

在一个或多个实施例中，所述驱动轮上设有降音槽，用于降低机器人在运动过程中由于摩擦产生的噪音。

在一个或多个实施例中，所述动力装置设置于电机支架上。

在一个或多个实施例中，所述驱动轮轴上设有花键，驱动轮通过花键与驱动轮轴连接，用于保证驱动轮运动的稳定性。

根据本公开的一个或多个实施例的另一个方面，提供一种圆管轨道机器人，其能够实现无滑差的同步传动，获得精确的传动比。

本公开的一种圆管轨道机器人，包括上述所述的驱动总成装置。

本公开的有益效果是：

(1)本公开的驱动总成装置将动力装置的动力由两级传动副传递给驱动轮，第二传动副中的锥齿轮实现了驱动轮在圆管轨道的两侧曲面上的平稳运动。

(2)本公开采用了差速器传动，满足机器人在弯道转弯时两侧驱动轮转速不同的要求，消除了两侧驱动轮的滑动。

(3)本公开中采用两级传动副且采用了同步带传动，同步带具有在拉力作用下不伸长的特性，故能保持带节距不变，使带与轮齿槽能正确啮合，实现无滑差的同步传动，获得精确的传动比且同步带传动结构紧凑，对于环境的空间适用性更强。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本发明驱动总成装置的整体轴侧图；

图2为本发明驱动总成装置的局部剖视图；

图3为本发明驱动总成装置的局部剖视图；

图4为本发明驱动总成装置的局部轴侧图。

图中，1.步进电机，2.电机支架，3.同步带，4.主动同步带轮，5.从动同步带轮，6.电机连接轴，7.差速器，8.外球面轴承座，9.键，10.差速器轴，11.刹车器，12.刹车器支架，13.主动锥齿轮，14.从动锥齿轮，15.驱动轮轴，16.驱动轮，17.锥齿轮支架，18.车架。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1-图3所示，本公开的一种驱动总成装置，包括动力装置、第一传动副、第二传动副和驱动轮。

其中，在本实施例中，如图3所示，动力装置采用步进电机1来实现，步进电机1固定在电机支架2上，电机连接轴6通过平键的形式与主动同步带轮4固定在一起，步进电机1自身上的轴通过扁口结构与电机连接轴6连接在一起，这样就实现了将步进电机1的扭矩传递给主动同步带轮4。

步进电机1产生的动力，并依次通过第一传动副和第二传动副传送给驱动轮；所述第二传动副采用锥齿轮啮合传动，最终实现驱动轮在圆管轨道上平稳运行。

如图2所示，同步带3、主动同步带轮4、从动同步带轮5构成了第一传动副。

主动同步带轮4的直径小于从动同步带轮5的直径，例如：从动同步带轮5与主动同步带轮4的直径比为2:1。

由于，同步带具有在拉力作用下不伸长的特性，所以能保持带节距不变，使带与轮齿槽能正确啮合，实现无滑差的同步传动，故有较高的传动效率，有明显的节能效果。

如图2所示，从动同步带轮5以螺钉连接的方式与差速器7固定在一起，差速器7的两侧有两个外球面轴承座8，其中，外球面轴承座8内带轴承，起到了支撑的作用且利于扭矩的传递。主动锥齿轮13通过平键的形式固定在差速器连接轴10上，并用金属锁紧螺母锁紧。

如图4所示，差速器轴10的一侧有长条孔，键9通过顶丝固定在差速器轴10，并插入到差速器7的沟槽内，这样就实现了将从动同步带轮5的扭矩传递到主动锥齿轮13上。采用差速器7，可以弥补机器人在轨道转弯时由于内外两车轮转弯半径不同造成的差异，利于机器人在轨道上的平稳运行。

如图2所示，从动锥齿轮14通过平键固定到驱动轮轴15上，锥齿轮支架17通过内六角螺母固定到车架18上，锥齿轮支架17上有轴承室，在其内嵌入轴承，这样就对驱动轮轴15起到了支撑的作用，防止驱动轮轴15运转时的摆动。驱动轮轴15的另一侧带有花键，通过花键的配合将驱动轮16固定到驱动轮轴15上，最终实现了步进电机1(即动力装置)将扭矩传递给驱动轮16，从而使机器人可以在轨道上运行。

主动锥齿轮13和从动锥齿轮14啮合的角度即驱动轮轴15与差速器连接轴10之间的夹角，例如为50度，可以增加驱动轮16在轨道上的摩擦力，进而增加机器人的驱动力，同时实现了驱动轮在圆管轨道的两侧曲面上的平稳运动。

如图2所示，刹车器支架12上有轴承室，在轴承室中压入轴承，再一同穿到差速器轴10上，将刹车器支架12通过内六角螺栓固定到车架18上，这样对差速器轴10起到了支撑的作用。将刹车器11通过平键固定到差速器轴10上，再用螺钉固定到刹车器支架12，当遇到紧急情况或者驻车、停车的时候，通过刹车器11抱紧差速器轴10，进而实现了整个机器人的制动。

在一个或多个实施例中，所述驱动轮16上设有排水槽，用于及时的将水排除。

在一个或多个实施例中，所述驱动轮16上设有降音槽，用于降低机器人在运动过程中由于摩擦产生的噪音。

本公开的驱动总成装置将动力装置的动力由两级传动副传递给驱动轮，第二传动副中的锥齿轮实现了驱动轮在圆管轨道的两侧曲面上的平稳运动。

本公开采用了差速器传动，满足机器人在弯道转弯时两侧驱动轮转速不同的要求，消除了两侧驱动轮的滑动。

本公开中采用两级传动副且采用了同步带传动，同步带具有在拉力作用下不伸长的特性，故能保持带节距不变，使带与轮齿槽能正确啮合，实现无滑差的同步传动，获得精确的传动比且同步带传动结构紧凑，对于环境的空间适用性更强。

本公开还提供一种圆管轨道机器人，其能够实现无滑差的同步传动，获得精确的传动比。

本公开的一种圆管轨道机器人，包括如图1-图4所示的驱动总成装置。

本公开的一种圆管轨道机器人满足了对紧凑型视频巡视机器人的需求，其中，圆管轨道机器人的驱动总成装置，能够保证机器人在轨道转弯处能够平稳过度，实现无滑差的同步传动，获得精确的传动比。

而且在具有同等功能的前提下，圆管轨道机器人的驱动总成装置结构紧凑，传动效率较高。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种驱动总成装置，其特征在于，包括：

动力装置，其用于产生的动力，并依次通过第一传动副和第二传动副传送给驱动轮；

所述第一传动副包括主动同步带轮和从动同步带轮，所述主动同步带轮通过电机连接轴与动力装置相连，主动同步带轮与从动同步带轮通过同步带连接；

所述第二传动副包括主动锥齿轮和从动锥齿轮，主动锥齿轮和从动锥齿轮啮合传动；

所述第一传动副通过差速器与第二传动副相连；所述差速器，用于采用不同的转速弥补转弯时内外两侧转弯半径的差异；

锥齿轮通过平键的形式固定在差速器连接轴上，所述差速器轴的一侧有长条孔，键通过顶丝固定在差速器轴并插入到差速器的沟槽内，实现了第一传动副的扭矩传递到二传动副，利于驱动轮在圆管轨道上平稳运行。

2.如权利要求1所述的一种驱动总成装置，其特征在于，所述主动同步带轮的直径小于从动同步带轮的直径。

3.如权利要求2所述的一种驱动总成装置，其特征在于，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮直径相等。

4.如权利要求3所述的一种驱动总成装置，其特征在于，所述差速器设有差速器轴，所述差速器轴通过刹车器支架与刹车器连接在一起，通过刹车器实现了整个驱动部分的制动。

5.如权利要求1所述的一种驱动总成装置，其特征在于，所述第二传动副依次通过驱动轮轴和轴承带动驱动轮在圆管轨道上运行，且通过锥齿轮实现力矩的倾斜传动。

6.如权利要求1所述的一种驱动总成装置，其特征在于，所述驱动轮上设有排水槽，用于及时的将水排除。

7.如权利要求1所述的一种驱动总成装置，其特征在于，所述驱动轮上设有降音槽，用于降低机器人在运动过程中由于摩擦产生的噪音。

8.如权利要求1所述的一种驱动总成装置，其特征在于所述动力装置设置于电机支架上。

9.如权利要求7所述的一种驱动总成装置，其特征在于，所述驱动轮轴上设有花键，驱动轮通过花键与驱动轮轴连接，用于保证驱动轮运动的稳定性。

10.一种圆管轨道机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的驱动总成装置。

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