雙棘輪式可伸縮的越障支臂及越障機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于先進制造與自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙棘輪式可伸縮的越障支臂及越障機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著越來越多的機器人投入到野外復雜環(huán)境的工作中，如何提高其對復雜環(huán)境的適應(yīng)能力，成為衡量機器人性能的重要指標。目前市面上的越障機器人大多采用在支臂上添加越障履帶，通過履帶的攀爬，翻越障礙，其越障高度由機器人支臂的長度來決定；而此類機器人的支臂長度受到機器人整體尺寸和重量的影響，往往不能做到很長，并且長度是固定的，靈活性與可操作性差。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提供一種雙棘輪式可伸縮的越障支臂及越障機器人，該雙棘輪式可伸縮的越障支臂具有在復雜環(huán)境使用時可以任意改變支臂長度的功能。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種雙棘輪式可伸縮的越障支臂，包括支臂體和伸縮支臂，所述伸縮支臂與支臂體間隙配合；
[0006]所述支臂體的支架上固定有后行走輪，所述后行走輪的軸向串聯(lián)有一動力輸出軸；
[0007]所述伸縮支臂的支架上固定前行走輪，所述前行走輪的軸向串聯(lián)有一傳動軸；
[0008]越障履帶，其套合在所述后行走輪和前行走輪上；所述動力輸出軸帶動后行走輪轉(zhuǎn)動，后行走輪通過越障履帶帶動前行走輪轉(zhuǎn)動；
[0009]所述支臂體上固定有張緊輪機構(gòu)；所述支臂體上靠近伸縮支臂的一端固定有雙棘輪機構(gòu)；
[0010]所述雙棘輪機構(gòu)在驅(qū)動控制下，帶動齒條左右運動；所述齒條一端與伸縮支臂相連，齒條另一端與凸輪相連；所述凸輪與張緊輪機構(gòu)相切配合；齒條左右運動帶動凸輪左右運動和伸縮支臂在支臂體的體腔內(nèi)伸縮滑動；凸輪左右運動使得張緊輪機構(gòu)沿著凸輪上下滑動，最終使得越障履帶松弛和收緊來配合伸縮支臂伸縮滑動。
[0011 ] 所述雙棘輪機構(gòu)，包括一正向棘輪和一反向棘輪，所述正向棘輪和反向棘輪大小一致；所述正向棘輪和反向棘輪的軸向串接有電機傳動軸，所述正向棘輪和反向棘輪與電機傳動軸之間設(shè)有間隔套，所述電機傳動軸的兩端分別設(shè)有軸向端蓋；所述軸向端蓋上設(shè)有定位螺釘。
[0012]所述正向棘輪上通過銷軸連接有若干正向棘輪棘爪，每個所述正向棘輪棘爪與正向棘輪之間連接有一棘輪預緊彈簧；所述反向棘輪上通過銷軸連接有若干反向棘輪棘爪，每個所述反向棘輪棘爪與反向棘輪之間連接有一棘輪預緊彈簧。
[0013]所述雙棘輪機構(gòu)順時針轉(zhuǎn)動時，在棘輪預緊彈簧的推動下，正向棘輪棘爪向外翻出，且扣合齒條使齒條向左平移，同時反向棘輪棘爪順時針轉(zhuǎn)動，齒條壓緊反向棘輪棘爪使其貼附在所述反向棘輪上；
[0014]所述雙棘輪機構(gòu)逆時針轉(zhuǎn)動時，在棘輪預緊彈簧的推動下，反向棘輪棘爪向外翻出，且扣合齒條使齒條向右平移，同時正向棘輪棘爪逆時針轉(zhuǎn)動，齒條壓緊反向棘輪棘爪使其貼附在所述正向棘輪上；齒條運動并帶動與齒條相連的伸縮支臂前后移動。
[0015]當齒條發(fā)生意外移動時，所述正向棘輪棘爪和反向棘輪棘爪在棘輪預緊彈簧的推動下均向外翻出，此時雙棘輪機構(gòu)通過電機傳動軸相連的電機的自鎖功能保持鎖死狀態(tài)，正向棘輪棘爪和反向棘輪棘爪將卡死齒條，使齒條無法移動。
[0016]所述張緊輪機構(gòu)，包括底座，所述底座上穿有一滑動桿體，所述滑動桿體與底座可以相互滑動；所述滑動桿體上端有一固定塊；在底座與固定塊之間有一張緊預緊彈簧，張緊預緊彈簧套設(shè)在滑動桿體上；所述固定塊的兩側(cè)分別設(shè)有一軸側(cè)張緊輪和一孔側(cè)張緊輪；所述軸側(cè)張緊輪上有一橫軸，橫軸兩端各有一個軸承；所述孔側(cè)張緊輪穿在所述橫軸上；所述橫軸端口設(shè)有軸向端蓋，所述軸向端蓋上設(shè)有定位螺釘。
[0017]所述孔側(cè)張緊輪和軸側(cè)張緊輪均與凸輪相切配合；在凸輪和張緊預緊彈簧的作用下，所述孔側(cè)張緊輪和軸側(cè)張緊輪沿著凸輪做上下滑動。
[0018]所述孔側(cè)張緊輪和軸側(cè)張緊輪上下滑動運動幅度由凸輪輪廓決定。
[0019]所述支臂體、伸縮支臂和凸輪均為硬鋁材料制成。
[0020]所述孔側(cè)張緊輪和軸側(cè)張緊輪均為硬鋁材料制成。
[0021]—種越障機器人設(shè)有上述的雙棘輪式可伸縮的越障支臂。
[0022]本實用新型中規(guī)定:當正向棘輪順時針轉(zhuǎn)動時，定義為雙棘輪機構(gòu)順時針轉(zhuǎn)動；當正向棘輪逆時針轉(zhuǎn)動時，定義為雙棘輪機構(gòu)逆時針轉(zhuǎn)動。
[0023]本實用新型的有益效果為:
[0024](I)本實用新型所采用的雙棘輪機構(gòu)巧妙的解決了齒條傳動無法定位鎖死的問題，構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)可靠；
[0025](2)本實用新型所采用的凸輪機構(gòu)與張緊輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，安全可靠；
[0026](3)本實用新型所設(shè)計的支臂可伸縮變換長度，對復雜環(huán)境適應(yīng)力強。
[0027](4)通過更換不同長度的伸縮支臂及不同大小的張緊輪，可以容易達到調(diào)整支臂總長的目的。
【附圖說明】
[0028]圖1是可伸縮越障支臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是雙棘輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3是雙棘輪機構(gòu)運動示意圖；
[0031]圖4a)是張緊輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4b)是張緊輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)前視圖。
[0033]其中，I支臂體、2伸縮支臂、3張緊輪機構(gòu)、4雙棘輪機構(gòu)、5動力輸出軸、6凸輪、71后行走輪、72前行走輪、8傳動軸、9越障履帶、10齒條、101正向棘輪、102反向棘輪、111正向棘輪棘爪、112反向棘輪棘爪、12銷軸、13棘輪預緊彈簧、14間隔套、15電機傳動軸、16軸向端蓋、17定位螺釘、18底座、19孔側(cè)張緊輪、20固定塊、21滑動桿體、22張緊預緊彈簧、23軸側(cè)張緊輪、24軸承。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明:
[0035]如圖1所示，一種雙棘輪式可伸縮的越障支臂，包括支臂體I和伸縮支臂2，所述伸縮支臂2與支臂體I間隙配合；所述支臂體I的支架上固定有后行走輪71，所述后行走輪71的軸向串聯(lián)有一動力輸出軸5 ;所述伸縮支臂2的支架上固定前行走輪72，所述前行走輪72的軸向串聯(lián)有一傳動軸8 ;越障履帶9，其套合在所述后行走輪71和前行走輪72上；所述動力輸出軸5帶動后行走輪71轉(zhuǎn)動，后行走輪71通過越障履帶9帶動前行走輪72轉(zhuǎn)動；所述支臂體I上固定張緊輪機構(gòu)3 ;所述支臂體I上靠近伸縮支臂2的一端固定有雙棘輪機構(gòu)4 ；
[0036]所述雙棘輪機構(gòu)4在驅(qū)動控制下，帶動齒條10左右運動；所述齒條10 —端與伸縮支臂2相連，齒條10另一端與凸輪6相連；所述凸輪6與張緊輪機構(gòu)3相切配合；齒條10左右運動帶動凸輪6左右運動和伸縮支臂2在支臂體I的體腔內(nèi)伸縮滑動；凸輪6左右運動使得張緊輪機構(gòu)3沿著凸輪6上下滑動，最終使得越障履帶9松弛和收緊來配合伸縮支臂2伸縮滑動。
[0037]如圖2所示，雙棘輪機構(gòu)4包括一正向棘輪101和一反向棘輪102，所述正向棘輪101和反向棘輪102大小一致；所述正向棘輪101和反向棘輪102的軸向串接有電機傳動軸15，所述正向棘輪101和反向棘輪102與電機傳動軸15之間設(shè)有間隔套14，所述電機傳動軸15的兩端分別設(shè)有軸向端蓋16 ;所述軸向端蓋16上設(shè)有定位螺釘17。
[0038]所述正向棘輪101上通過銷軸12連接有若干正向棘輪棘爪111，每個所述正向棘輪棘爪111與正向棘輪101之間連接有一棘輪預緊彈簧13 ;所述反向棘輪1012上通過銷軸12連接有若干反向棘輪棘爪112，每個所述反向棘輪棘爪112與反向棘輪102之間連接有一棘輪預緊彈簧13。
[0039]如圖3所示，雙棘輪機構(gòu)4順時針轉(zhuǎn)動時，在棘輪預緊彈簧13的推動下，正向棘輪棘爪111向外翻出，所述正向棘輪棘爪111扣合齒條10使齒條10向左平移，同時反向棘輪棘爪112順時針轉(zhuǎn)動，齒條10壓緊反向棘輪棘爪112使其貼附在所述反向棘輪102上；
[0040]雙棘輪機構(gòu)4逆時針轉(zhuǎn)動時，在棘輪預緊彈簧13的推動下，反向棘輪棘爪112向外翻出，所述反向棘輪棘爪112扣合齒條10使齒條10向右平移，同時正向棘輪棘爪112逆時針