CN103654640A - 清洁机器人驱动轮机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种清洁机器人驱动轮机构，其包括有马达、左驱动轮、右驱动轮及与该马达连接的齿轮箱，该齿轮箱内装有第一单向轴承与第二单向轴承，该第一单向轴承与第二单向轴承均可工作于自锁和自由状态，通过该马达的正反转和第一单向轴承与第二单向轴承的控制，左驱动轮与右驱动轮能以不同的旋向旋转。本发明清洁机器人驱动轮机构结构简单、可靠，成本低，经济适用。由于其双驱动轮同时旋转转向，转动半径小，阻力小，使转向更容易。该驱动轮机构可用于各类机器人扫地机或吸尘器或类似清洁机。
Description
技术领域
本发明有关一种驱动轮机构，特别是指一种转动时省力、控制线路简单且成本低的清洁机器人驱动轮机构。
背景技术
目前，市场上清洁机器人的驱动轮工作有两种情况：一种是由两个独立的马达驱动，第二种是由单马达驱动；第一种驱动方式用到两个马达，该方式控制线路复杂，成本高；第二种驱动方式转向时，一个驱动轮不动，而另一个绕其旋转，第二种虽然用单马达驱动，但转向时左右驱动轮不是同时旋转，不能形成转动力偶，转动半径大，不省力。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种能够形成转动力偶、转动时省力、结构简单且成本低的清洁机器人驱动轮机构。
为达到上述目的，本发明提供一种清洁机器人驱动轮机构，其包括有马达、左驱动轮、右驱动轮及与该马达连接的齿轮箱，该齿轮箱内装有第一单向轴承与第二单向轴承，该第一单向轴承与第二单向轴承均可工作于自锁和自由状态，通过该马达的正反转和第一单向轴承与第二单向轴承的控制，左驱动轮与右驱动轮能以不同的旋向旋转。
所述左驱动轮与右驱动轮对称安装，无主从之分，并在同一轴线上，所述左驱动轮与右驱动轮的动力由不同的传动齿轮提供。
所述左驱动轮与右驱动轮同所述第一单向轴承与第二单向轴承不在同一轴线上。
所述齿轮箱一端设有所述马达的输出齿轮，该输出齿轮与一轴紧密配合，该轴外缘设有所述第一单向轴承，该第一单向轴承紧密配合有第三齿轮，该输出齿轮通过该第一单向轴承向第三齿轮传递转矩；该输出齿轮同时啮合有第一齿轮和第二齿轮，该第二齿轮紧密配合有第二单向轴承，该第二单向轴承内设有一轴，该轴与一第六齿轮紧密配合，该第二齿轮通过第二单向轴承向第六齿轮传递转矩；该第一齿轮与左驱动轮轴紧密配合，该左驱动轮轴与左驱动轮连接；该第三齿轮啮合有第四齿轮，该第四齿轮通过花键与第五齿轮连在一起，该第四齿轮与右驱动轮固定，且该第五齿轮与第六齿轮啮合。
所述第一齿轮与所述第四齿轮同轴，可相互自由转动。
本发明克服了市面上清洁机器人驱动轮机构的不足，用一个马达，两个单向轴承，加上齿轮机构的转换，实现了左右驱动轮的独立旋转，即同时向一个方向或不同方向旋转。本发明清洁机器人驱动轮机构结构简单、可靠，成本低，经济适用。由于其双驱动轮同时旋转转向，转动半径小，阻力小，使转向更容易。该驱动轮机构可用于各类机器人扫地机或吸尘器或类似清洁机。
附图说明
图1为本发明清洁机器人驱动轮机构立体示意图；
图2为本发明清洁机器人驱动轮机构立体分解示意图；
图3为本发明清洁机器人驱动轮机构侧视图；
图4为本发明清洁机器人驱动轮机构沿图2中A-A线的剖视图，其展示马达减速后输出齿轮1与第一齿轮5，第三齿轮3与第一单向轴承4，第三齿轮3与第四齿轮6，第一齿轮5、第四齿轮6、第五齿轮7与左右驱动轮/轴之间的配合；
图5为本发明清洁机器人驱动轮机构沿图2中C-C线的剖视图，其展示第二齿轮8与第二单向轴承9，第五齿轮7与第六齿轮10、第四齿轮6之间的配合；
图6为本发明清洁机器人驱动轮机构沿图2中B-B线的剖视图，其展示输出齿轮1与第二齿轮8，第二齿轮8与第二单向轴承9，第三齿轮3与第二单向轴承4之间的配合。
具体实施方式
如图1至图6所示，本发明清洁机器人驱动轮机构包括有马达12、左驱动轮15、右驱动轮16及与马达12连接的齿轮箱13，齿轮箱13内装有第一单向轴承4与第二单向轴承9，单向轴承可分别工作于自锁和自由状态。通过马达的正反转和单向轴承的控制，左右驱动轮能以不同的旋向工作。如图2所示，该齿轮箱13一端设有马达12的输出齿轮1，该输出齿轮1与一轴2紧密配合，该轴2外缘设有第一单向轴承4，该第一单向轴承4紧密配合有第三齿轮3，输出齿轮1通过第一单向轴承4向第三齿轮3传递转矩；该输出齿轮1同时啮合有第一齿轮5和第二齿轮8，该第二齿轮8紧密配合有第二单向轴承9，该第二单向轴承9内设有轴11，该轴11与一第六齿轮10紧密配合，第二齿轮8通过第二单向轴承9向第六齿轮10传递转矩；第一齿轮5与左驱动轮轴14紧密配合，该左驱动轮轴14与左驱动轮15连接；第三齿轮3啮合有第四齿轮6，该第四齿轮6通过花键与第五齿轮7连在一起，第四齿轮6与右驱动轮16固定，且第五齿轮7与第六齿轮10啮合；第一齿轮5与第四齿轮6同轴，可相互自由转动。
本发明清洁机器人驱动轮机构的工作过程为：
A．当机器人前进时，即左驱动轮15和右驱动轮16正转时(从右往左看)，输出齿轮1反转，由于输出齿轮1与第一齿轮5啮合，第一齿轮5正转，故左驱动轮15正转；此时第一单向轴承4处于自锁状态，输出齿轮1将转矩传给第三齿轮3，第三齿轮3跟着反转，因此第四齿轮6正转，故右驱动轮16正转。另一方面，第二齿轮8正转，第六齿轮10反转，第二单向轴承9处于自由状态，不传递转矩。
B．当机器人转向时，输出齿轮1正转(从右往左看)，第一齿轮5反转，故左驱动轮15反转，即后退；此时第一单向轴承4处于自由状态，输出齿轮1不能将转矩传给第三齿轮3；第二齿轮8反转，第二单向轴承9处于自锁状态，第二齿轮8将转矩传递给第六齿轮10，第六齿轮10跟着反转，由于第六齿轮10与第六齿轮7啮合，第六齿轮7正转，故右驱动轮16正转，即向前。这样左右驱动轮旋转一前一后，即形成机器人转向时的力偶。此力偶中心将位于机器人的中截面内，转动半径小，也更省力。再根据实际需要设定转向时间，可灵活确定机器人转向角度。
上述工作过程可用下表概括：
本发明清洁机器人驱动轮机构的设计原理是：左右驱动轮在同一轴在线，动力由不同的传动齿轮提供，齿轮输出动力与否由两个单向轴承控制。机器人正常清洁向前时，左右驱动轮同时向前滚动；当遇到障碍物转向时，左驱动轮向后，右驱动轮仍然向前，形成转动力偶以有利于方向的改变，在设定的时间内完成机器人转向，这种情况是机器人向左转向，反之也可实现机器人向右转向，即转向时左驱动轮向前，右驱动轮向后。本发明还可派生出其它的转向实现方式，比如转向前，两个驱动轮同时向后转一定时间后，另一个驱动轮才向前转，最后在设定的时间内完成机器人转向。
在本发明中，左驱动轮与右驱动轮对称安装，无主从之分，并在同一轴线，但左、右驱动轮与马达和第一、第二单向轴承不在同一轴线上，马达的工作由专门线路控制，驱动轮的动力由相配齿轮机构提供，齿轮机构中装有两个单向轴承，驱动轮的动力由齿轮和单向轴承的配合实现，通过单向轴承的自由与自锁来控制左右驱动轮的运动。
本发明克服了市面上清洁机器人驱动轮机构的不足，用一个马达，两个单向轴承，加上齿轮机构的转换，实现了左右驱动轮的独立旋转，即同时向一个方向或不同方向旋转。本发明清洁机器人驱动轮机构结构简单、可靠，成本低，经济适用。由于其双驱动轮同时旋转转向，转动半径小，阻力小，使转向更容易。该驱动轮机构可用于各类机器人扫地机或吸尘器或类似清洁机。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，符合上述原理的机器人驱动轮转向机构都是本发明要求保护的范围，不论驱动轮的动力来自于齿轮与单向轴承的配合或者齿轮与离合器的配合。
Claims (5)
1.一种清洁机器人驱动轮机构，其特征在于，其包括有马达、左驱动轮、右驱动轮及与该马达连接的齿轮箱，该齿轮箱内装有第一单向轴承与第二单向轴承，该第一单向轴承与第二单向轴承均可工作于自锁和自由状态，通过该马达的正反转和第一单向轴承与第二单向轴承的控制，左驱动轮与右驱动轮能以不同的旋向旋转。
2.如权利要求1所述的清洁机器人驱动轮机构，其特征在于，所述左驱动轮与右驱动轮对称安装，无主从之分，并在同一轴线上，所述左驱动轮与右驱动轮的动力由不同的传动齿轮提供。
3.如权利要求2所述的清洁机器人驱动轮机构，其特征在于，所述左驱动轮与右驱动轮同所述第一单向轴承与第二单向轴承不在同一轴线上。
4.如权利要求1所述的清洁机器人驱动轮机构，其特征在于，所述齿轮箱一端设有所述马达的输出齿轮，该输出齿轮与一轴紧密配合，该轴外缘设有所述第一单向轴承，该第一单向轴承紧密配合有第三齿轮，该输出齿轮通过该第一单向轴承向第三齿轮传递转矩；该输出齿轮同时啮合有第一齿轮和第二齿轮，该第二齿轮紧密配合有第二单向轴承，该第二单向轴承内设有一轴，该轴与一第六齿轮紧密配合，该第二齿轮通过第二单向轴承向第六齿轮传递转矩；该第一齿轮与左驱动轮轴紧密配合，该左驱动轮轴与左驱动轮连接；该第三齿轮啮合有第四齿轮，该第四齿轮通过花键与第五齿轮连在一起，该第四齿轮与右驱动轮固定，且该第五齿轮与第六齿轮啮合。
5.如权利要求4所述的清洁机器人驱动轮机构，其特征在于，所述第一齿轮与所述第四齿轮同轴，可相互自由转动。
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