CN106065924A - 消防救援机器人的驱动器 - Google Patents

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李应煌
梁娟
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    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion

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Abstract

本发明涉及机器人，具体说是消防救援机器人的驱动器，包括分别由电机驱动转动的内轴和空心外轴，所述内轴***空心外轴内腔，内轴两端伸出该空心外轴，所述内轴一端的伸出端由电机驱动，另一端的伸出端安装有随该内轴转动的第一椭圆驱动轮，所述空心外轴上安装有随该空心外轴转动的第二椭圆驱动轮，所述驱动轮外侧配合设有一柔轮，所述柔轮外周壁成型有两排齿，该两排齿之间成型有环形凹槽。本发明采用内外两轴作为减速机构的驱动轴，其基本不会增大减速机的体积；且内外两轴上均可安装驱动轮，两个驱动轮可驱动不同齿数的齿轮，因此在传动过程中，可根据传动需要选择指定的驱动轮驱动相应齿数的齿轮，从而可采用指定传动比进行传动。

Description

消防救援机器人的驱动器
技术领域
本发明涉及机器人，具体说是消防救援机器人的驱动器。
背景技术
现有的机器人主要分两大类：直角坐标机器人和关节式机器人。直角坐标机器人主要由一些直线运动单元、驱动电机、控制***和末端操作器等组成。这种机器人可针对不同的应用，方便快速组合成不同维数、各种行程和不同带载能力的壁挂式、悬臂式、龙门式或倒挂式等多种形式的直角坐标机器人。关节式机器人主要由一些旋转运动单元驱动电机、控制***和末端操作器等组成。关节式机器人不像直角坐标机器人可以快速组合成不同维数。针对不同的应用，只能选用固定的不同维度的关节式机器人，如弧焊机器人、搬运机器人等。
消防救援机器人的减速传动部件大多采用谐波减速器，谐波减速传动是一种依靠柔性齿轮所产生的可控弹性变形来传递运动和力的新型机械传动，其基本构件包括椭圆形的波发生器、薄壁筒体状的柔轮和有很好刚性的刚轮。当波发生器转动时，迫使柔轮产生弹性变形，使它的齿与刚轮齿相互作用，从而实现传动的目的。现有的智能工业机器人的减速器柔轮只有一组齿轮与对应的刚轮啮合，这种减速器在传动时的传动比时固定的，很难满足智能机器人对传动比的需求。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种可实现两种传动比的消防救援机器人的驱动器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：消防救援机器人的驱动器，包括分别由电机驱动转动的内轴和空心外轴，所述内轴***空心外轴内腔，内轴两端伸出该空心外轴，所述内轴一端的伸出端由电机驱动，另一端的伸出端安装有随该内轴转动的第一椭圆驱动轮，所述空心外轴上安装有随该空心外轴转动的第二椭圆驱动轮，所述第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮外侧配合设有一柔轮，该柔轮一端开口，另一端设置有可连接输出轴的法兰，所述柔轮外周壁成型有与所述第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮对应的两排齿，该两排齿之间成型有环形凹槽。
作为优选，所述空心外轴两端分别成型有容纳空间，每一容纳空间内固定设置有一个轴承，内轴两端安装在该两轴承上。
作为优选，第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮中间均开设有供对应轴穿过的通孔，在每一通孔的周壁径向开设有环槽，环槽内设置有圈簧，第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮通过对应的圈簧固定安装在对应的轴上。
作为优选，在内轴和空心外轴上均设置有定位槽，所述第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮固定在对应的轴上时，所述圈簧位于对应的定位槽内。
作为优选，所述两排齿的齿数不相等，两排齿的齿顶圆直径不相等。
作为优选，所述柔轮与法兰之间设置有缓冲部。
作为优选，所述缓冲部为所述柔轮向法兰一侧延伸的锥部，该锥部与法兰固定连接。
作为优选，所述锥部靠近柔轮一侧的直径小于靠近法兰一侧的直径。
作为优选，所述缓冲部为所述柔轮向法兰一侧延伸的圆弧过渡部，该圆弧过渡部与法兰固定连接。
作为优选，该圆弧过渡部从小直径圆过渡到大直径圆。
从以上技术方案可知，本发明采用内外两轴作为减速机构的驱动轴，其基本不会增大减速机的体积；且内外两轴上均可安装驱动轮，两个驱动轮可驱动不同齿数的齿轮，因此在传动过程中，可根据传动需要选择指定的驱动轮驱动相应齿数的齿轮，从而可采用指定传动比进行传动，实现改变传动比的目的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1详细介绍本发明：
消防救援机器人的驱动器包括分别由电机驱动转动的内轴1和空心外轴2，内外轴可由两个电机分别驱动，也可由一个电机通过不同的两个传动机构分别驱动，所述内轴***空心外轴内腔21，可节省空间；内轴两端伸出该空心外轴，所述内轴一端的伸出端由电机驱动，另一端的伸出端安装有随该内轴转动的第一椭圆驱动轮3，所述空心外轴上安装有随该空心外轴转动的第二椭圆驱动轮4；在实施过程中，两个驱动轮可驱动不同齿数的齿轮，因此，在内轴由电机带动转动时，可使外轴不转动，仅由第一椭圆驱动轮驱动齿轮转动，从而输出动力；在外轴由电机带动转动时，可使内轴不转动，仅由第二椭圆驱动轮驱动另外不同齿数的齿轮转动，从而输出与第一椭圆驱动轮不同传动比的动力，可见本发明可实现不同传动比的传动。
所述第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮外侧配合设有一可径向弯曲的柔轮11，该柔轮一端开口，另一端设置有可连接输出轴12的法兰13，所述柔轮外周壁成型有与所述第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮对应的两排齿14，每排齿可与刚轮的齿啮合，从而提供两种传动比；该两排齿之间成型有环形凹槽15；一方面可在加工齿的过程中，环形凹槽可使碎屑流入其内，为加工提供便利；另一方面，在润滑两排齿时，环形凹槽内的润滑油可沉淀一部分废渣，保证齿处的润滑油较为洁净。
在实施过程中，所述内轴1两端通过轴承5安装在空心外轴内腔，具体来说，所述空心外轴两端分别成型有容纳空间22，每一容纳空间内固定设置有一个所述轴承5，轴承的端面可与外轴端面齐平，不仅可节省空间，而且在传动过程中避免与其他部件发生干涉；内轴所述两端安装在两轴承上，这样不仅使内外轴可发生相对转动，保证内外轴具有较高的同轴度；而且可使得内轴支撑更牢固，传动更平稳。
在本发明中，第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮中间均开设有供对应轴穿过的通孔6，在每一通孔的周壁径向开设有环槽7，环槽内设置有圈簧8，第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮通过对应的圈簧固定安装在对应的轴上；这样一方面可避免驱动轮直接与对应的轴接触而损坏驱动轮，另一方面圈簧的弹力可使装配更加方便；同时，驱动轮与对应轴甚至可采用间隙配合的方式进行传动，避免两者接触，出现磨损现象，且一旦轴与圈簧的磨损影响传动时，只需更换圈簧即可，节约维修和维护成本。在本发明中，圈簧是具有径向弹力的弹力部件，在其弹力的作用下，可将驱动轮固定在轴上，保证轴带动驱动轮转动。为了使驱动轮安装在轴的指定位置，在内轴和空心外轴上均设置有定位槽9，所述第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮固定在对应的轴上时，所述圈簧位于对应的定位槽内，从而对驱动轮进行精确定位。
在本发明中，所述第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮外轮廓均呈椭圆状，作为波发生器时，可在所述第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮的外周分布有轴向设置的数个滚轮10。
在本发明中，所述两排齿的齿数不相等，从而提供两种不同的传动比，以满足机器人的传动要求；两排齿的齿顶圆直径不相等，便于与刚轮的齿进行装配；所述环形凹槽的截面呈V型，方便碎屑和废渣沿倾斜的槽壁流入槽底；所述柔轮与法兰之间设置有缓冲部16，由于柔轮在椭圆形波发生器的驱动过程中产生变形，其法兰一端会产生变形，可能导致法兰的传动不够平稳，进而使输出轴传动不够平稳，而缓冲部16可缓解上述变形，保证法兰和输出轴的传动更平稳。
本发明的所述缓冲部16为所述柔轮向法兰一侧延伸的锥部，锥部采用的材料与柔轮的材料一样，均具有弹性，具有缓冲作用，锥部与法兰固定连接，从而保证法兰传动平稳；在实施过程中，所述锥部靠近柔轮一侧的直径小于靠近法兰一侧的直径，由于柔轮在传动过程中产生的是径向增大的变形，其有使靠近法兰一侧的柔轮产生径向变形增大的趋势，在传递动力的过程中，靠近法兰一侧的大直径锥部受到的变形影响较小，从而保证法兰的传动的平稳性。作为另一种优选方案，所述缓冲部为所述柔轮向法兰一侧延伸的圆弧过渡部，该圆弧过渡部与法兰固定连接，该圆弧过渡部从小直径圆过渡到大直径圆，其作用与上述锥部作用相同，只不过加工方便一些。
上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。

Claims (10)

1.消防救援机器人的驱动器，包括分别由电机驱动转动的内轴和空心外轴，其特征在于：所述内轴***空心外轴内腔，内轴两端伸出该空心外轴，所述内轴一端的伸出端由电机驱动，另一端的伸出端安装有随该内轴转动的第一椭圆驱动轮，所述空心外轴上安装有随该空心外轴转动的第二椭圆驱动轮，所述第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮外侧配合设有一柔轮，该柔轮一端开口，另一端设置有可连接输出轴的法兰，所述柔轮外周壁成型有与所述第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮对应的两排齿，该两排齿之间成型有环形凹槽。
2.根据权利要求1所述消防救援机器人的驱动器，其特征在于：所述空心外轴两端分别成型有容纳空间，每一容纳空间内固定设置有一个轴承，内轴两端安装在该两轴承上。
3.根据权利要求1所述消防救援机器人的驱动器，其特征在于：第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮中间均开设有供对应轴穿过的通孔，在每一通孔的周壁径向开设有环槽，环槽内设置有圈簧，第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮通过对应的圈簧固定安装在对应的轴上。
4.根据权利要求3所述消防救援机器人的驱动器，其特征在于：在内轴和空心外轴上均设置有定位槽，所述第一椭圆驱动轮和第二椭圆驱动轮固定在对应的轴上时，所述圈簧位于对应的定位槽内。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述消防救援机器人的驱动器，其特征在于：所述两排齿的齿数不相等，两排齿的齿顶圆直径不相等。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述消防救援机器人的驱动器，其特征在于：所述柔轮与法兰之间设置有缓冲部。
7.根据权利要求6所述消防救援机器人的驱动器，其特征在于：所述缓冲部为所述柔轮向法兰一侧延伸的锥部，该锥部与法兰固定连接。
8.根据权利要求7所述消防救援机器人的驱动器，其特征在于：所述锥部靠近柔轮一侧的直径小于靠近法兰一侧的直径。
9.根据权利要求6所述消防救援机器人的驱动器，其特征在于：所述缓冲部为所述柔轮向法兰一侧延伸的圆弧过渡部，该圆弧过渡部与法兰固定连接。
10.根据权利要求9所述消防救援机器人的驱动器，其特征在于：该圆弧过渡部从小直径圆过渡到大直径圆。
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