專利名稱：一種抗沖擊能力高的兩輪移動(dòng)機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及具有該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的抗沖擊能力高的兩輪移動(dòng)機(jī)器人。
背景技術(shù)：
在近年來(lái)的幾次戰(zhàn)爭(zhēng)和反恐事件中，中小型偵察機(jī)器人占多數(shù)，這對(duì)減少傷亡， 適應(yīng)城市反恐戰(zhàn)爭(zhēng)有著不可替代的作用。如美國(guó)在阿富汗、伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)期間投入使用了 PackBot, TAL0N、全球鷹、捕食者等多種地面或空中偵察機(jī)器人，它們?cè)趹?zhàn)爭(zhēng)中起到了非常重要的作用。盡管這些偵察機(jī)器人戰(zhàn)場(chǎng)表現(xiàn)不俗，但在特定環(huán)境下仍表現(xiàn)出一定的局限性。 如空中固定翼偵察機(jī)器人只能偵察室外目標(biāo)，旋翼偵察機(jī)器人噪音大、續(xù)航能力有限，而地面移動(dòng)機(jī)器人(如PackBot)有體積大，攜帶部署不方便，容易暴露等缺點(diǎn)難以有效偵察山洞、室內(nèi)等環(huán)境，加之這些機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積相對(duì)較大、成本高昂、維護(hù)困難等原因，使得這些機(jī)器人使用環(huán)境受限。在這種情況下，如果有一種機(jī)器人，它重量輕、體積小，并且可以承受從數(shù)米高度拋擲部署時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，在部署后可以在受控狀態(tài)下傳輸回目標(biāo)區(qū)域的視頻、聲頻或其它信息，這就是高抗沖擊式拋擲機(jī)器人。它能更好的適應(yīng)城市巷道、室內(nèi)等環(huán)境，并在極短時(shí)間內(nèi)以靈活的方式部署并投入使用。
這種機(jī)器人一般本身能抵抗沖擊或者通過(guò)外部附加裝置輔助抵抗沖擊，從幾厘米的臺(tái)階或十幾米高的地方摔落，機(jī)器人不會(huì)受損，從而悄然進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境，并獲取信息或執(zhí)行既定的任務(wù)。
現(xiàn)有技術(shù)中的這種機(jī)器人的車(chē)輪在承受外界沖擊力時(shí)，沖擊力會(huì)通過(guò)車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳導(dǎo)至電動(dòng)機(jī)，以至于電機(jī)容易發(fā)生損壞。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠避免沖擊力對(duì)電機(jī)構(gòu)成損壞的車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及具有該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的抗沖擊能力高的兩輪移動(dòng)機(jī)器人。
本發(fā)明通過(guò)如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
—種車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括輪胎、輪轂、減速器、減速器座和傳動(dòng)軸聯(lián)軸器，其中
所述傳動(dòng)軸聯(lián)軸器將傳動(dòng)軸與所述減速器的輸入端相連接，所述輪轂與所述減速器的輸出端相連接；
所述減速器固定在所述減速器座上，所述減速器座由第一軸承擋圈固定在所述軸承的內(nèi)圈上；
所述輪胎固定在所述輪轂上，所述輪轂由第二軸承擋圈固定在所述軸承的外圈上。
優(yōu)選地，所述減速器為諧波減速器。
優(yōu)選地，所述減速器為行星齒輪減速器。
優(yōu)選地，所述輪胎為實(shí)體輪胎。
本發(fā)明還提供了一種機(jī)器人，包括機(jī)身、電機(jī)，以及根據(jù)以上任意一項(xiàng)技術(shù)方案所述的車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選地，所述機(jī)器人的機(jī)身內(nèi)部有電機(jī)固定座和固定框架，所述電機(jī)安裝于所述電機(jī)固定座內(nèi)，所述固定框架上安裝有電路板、電池、攝像頭、傳感器及驅(qū)動(dòng)電路板；所述機(jī)身上固定有天線和平衡尾。
優(yōu)選地，所述機(jī)器人包括的車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù)量為兩個(gè)。
此外，本發(fā)明還提供了一種車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟。
提供輪胎、輪轂、軸承、減速器、減速器座和傳動(dòng)軸聯(lián)軸器；
將所述傳動(dòng)軸聯(lián)軸器將傳動(dòng)軸與所述減速器的輸入端相連接，將所述輪轂與所述減速器的輸出端相連接；
將所述減速器固定在所述減速器座上，將所述減速器座由第一軸承擋圈固定在所述軸承的內(nèi)圈上；
將所述輪胎固定在所述輪轂上，將所述輪轂由第二軸承擋圈固定在所述軸承的外圈上。
通過(guò)以上技術(shù)方案，本發(fā)明的機(jī)器人可以用專用發(fā)射工具或人力，從空中或地面迅速投擲到目標(biāo)地點(diǎn)，并且該機(jī)器人的所有部件都可以承受拋擲下落中產(chǎn)生的巨大沖擊， 落地后可以在人為控制或者自主選擇下移動(dòng)，搜尋有益信息，進(jìn)行監(jiān)控，并可通過(guò)無(wú)線傳輸把信息傳回手持式控制器，人可以在控制器端獲取相關(guān)信息，并根據(jù)信息進(jìn)行下一步行動(dòng)。 該發(fā)明特別適用于城市環(huán)境下在街道或室內(nèi)發(fā)生的恐怖或其它突發(fā)事件的偵察監(jiān)控任務(wù)， 能夠更好地抵抗碰撞時(shí)所受到的沖擊力，保證機(jī)器人的功能不受損壞。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種抗沖擊能力高的兩輪移動(dòng)機(jī)器人示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
其中各附圖標(biāo)記含義如下
1.輪胎；2.輪轂；3.軸承；4.第一軸承擋圈；5.諧波減速器；6.軸襯；7.第二軸承擋圈；8.諧波減速器擴(kuò)展座；9.外殼；10.電機(jī)固定座；11.電機(jī)；12.聯(lián)軸器。
具體實(shí)施方式
圖1示出的是根據(jù)本發(fā)明的一種抗沖擊能力高的兩輪移動(dòng)機(jī)器人。該機(jī)器人具有機(jī)身、機(jī)身兩端的輪子以及用于平衡的尾巴；機(jī)身內(nèi)部有直流電機(jī)固定座和固定框架，其中直流電機(jī)安裝與固定座內(nèi)，而電路板、電池、攝像頭、傳感器及驅(qū)動(dòng)電路板固定于框架上；機(jī)身上固定有天線、平衡尾。
該機(jī)器人可以用專用發(fā)射工具或人力，從空中或地面迅速投擲到目標(biāo)地點(diǎn)，并且該機(jī)器人可以承受拋擲下落中產(chǎn)生的巨大沖擊，落地后可以在人為控制或者自主選擇下移動(dòng)，搜尋有益信息，進(jìn)行監(jiān)控，并可通過(guò)無(wú)線傳輸把信息傳回手持式控制器，人可以在控制器端獲取相關(guān)信息，并根據(jù)信息進(jìn)行下一步行動(dòng)。
圖2示出的是圖1中的兩輪移動(dòng)機(jī)器人的車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括輪胎1、輪轂2、軸承 3、減速器、減速器座和傳動(dòng)軸聯(lián)軸器，其中傳動(dòng)軸聯(lián)軸器12將電機(jī)11的傳動(dòng)軸與諧波減速器5的輸入端相連接，輪轂2與諧波減速器5的輸出端相連接；諧波減速器5固定在諧波減速器擴(kuò)展座8的內(nèi)圈，諧波減速器擴(kuò)展座8的內(nèi)圈的一端固定在電機(jī)固定座10的外圈，而電機(jī)固定座10嵌入到外殼9的內(nèi)圈。軸承3的內(nèi)圈固定在諧波減速器擴(kuò)展座8的外徑，軸承3的外圈套在輪轂2的內(nèi)徑，同時(shí)，輪胎1固定在輪轂2上，輪轂2由第二軸承擋圈7固定在軸承3的外圈上，這樣就保證輪轂2不會(huì)脫落，且能相對(duì)于諧波減速器擴(kuò)展座8轉(zhuǎn)動(dòng)。
可選地，諧波減速器5還可以采用其他類型的減速器，例如行星齒輪減速器。
輪胎1在本實(shí)施例中為實(shí)體輪胎。該實(shí)體輪胎采用高分子材料，具有減震作用， 同時(shí)能增大摩擦，減少移動(dòng)時(shí)的噪音，并且實(shí)體輪胎上有蜂窩狀孔，一方面保證了輪胎的強(qiáng)度，另一方面能減輕重量。輪胎套在金屬輪轂上，輪轂與輪胎的徑向接觸面上有凸起，該凸起能防止輪胎在沖擊下滑落。并且諧波減速器通過(guò)軸承固定在輪轂內(nèi)，電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)減速器轉(zhuǎn)動(dòng)，車(chē)輪即可轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)機(jī)器人輪子與地面發(fā)生碰撞時(shí)，將碰撞力分解到軸向和徑向，軸向力經(jīng)過(guò)柔性輪胎的減震后傳遞到輪轂，輪轂將大部分力傳遞到軸承外圈，軸承外圈將軸向力傳遞到減速器擴(kuò)展座，然后經(jīng)過(guò)電機(jī)座傳遞給外殼。同樣，徑向力通過(guò)柔性輪胎的減震后，力通過(guò)輪轂傳遞給軸承，軸承來(lái)承受大部分徑向力，而不會(huì)對(duì)電機(jī)構(gòu)成損壞。
相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟。
提供輪胎、輪轂、軸承、減速器、減速器座和傳動(dòng)軸聯(lián)軸器；
將所述傳動(dòng)軸聯(lián)軸器將傳動(dòng)軸與所述減速器的輸入端相連接，將所述輪轂與所述減速器的輸出端相連接；
將所述減速器固定在所述減速器座上，將所述減速器座由第一軸承擋圈固定在所述軸承的內(nèi)圈上；
將所述輪胎固定在所述輪轂上，將所述輪轂由第二軸承擋圈固定在所述軸承的外圈上。
以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括輪胎、輪轂、軸承、減速器、減速器座和傳動(dòng)軸聯(lián)軸器，其中所述傳動(dòng)軸聯(lián)軸器將傳動(dòng)軸與所述減速器的輸入端相連接，所述輪轂與所述減速器的輸出端相連接；所述減速器固定在所述減速器座上，所述減速器座由第一軸承擋圈固定在所述軸承的內(nèi)圈上；所述輪胎固定在所述輪轂上，所述輪轂由第二軸承擋圈固定在所述軸承的外圈上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述減速器為諧波減速器或行星齒輪減速器。
3.一種機(jī)器人，包括機(jī)身、電機(jī)，以及根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)器人的機(jī)身內(nèi)部有電機(jī)固定座和固定框架，所述電機(jī)安裝于所述電機(jī)固定座內(nèi)，所述固定框架上安裝有電路板、電池、攝像頭、傳感器及驅(qū)動(dòng)電路板；所述機(jī)身上固定有天線和平衡尾。
5.一種車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟。提供輪胎、輪轂、軸承、減速器、減速器座和傳動(dòng)軸聯(lián)軸器；將所述傳動(dòng)軸聯(lián)軸器將傳動(dòng)軸與所述減速器的輸入端相連接，將所述輪轂與所述減速器的輸出端相連接；將所述減速器固定在所述減速器座上，將所述減速器座由第一軸承擋圈固定在所述軸承的內(nèi)圈上；將所述輪胎固定在所述輪轂上，將所述輪轂由第二軸承擋圈固定在所述軸承的外圈上。
全文摘要
本發(fā)明提供了能夠避免沖擊力對(duì)電機(jī)構(gòu)成損壞的車(chē)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及具有該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種抗沖擊能力高的兩輪移動(dòng)機(jī)器人。當(dāng)機(jī)器人輪子與地面發(fā)生碰撞時(shí)，將碰撞力分解到軸向和徑向，軸向力經(jīng)過(guò)柔性輪胎的減震后傳遞到輪轂，輪轂將大部分力傳遞到軸承外圈，軸承外圈將軸向力傳遞到減速器擴(kuò)展座，然后經(jīng)過(guò)電機(jī)座傳遞給外殼。同樣，徑向力通過(guò)柔性輪胎的減震后，力通過(guò)輪轂傳遞給軸承，軸承來(lái)承受大部分徑向力，而不會(huì)對(duì)電機(jī)構(gòu)成損壞。
文檔編號(hào)B62D57/02GK102514647SQ20121000498
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者吳鈧, 唐仕川, 孫明磊, 張斌, 張融, 高恒瑞 申請(qǐng)人:北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所, 北京航空航天大學(xué), 金盾焜泰(北京)科技有限公司