曲面行走機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本專利公開了一種專門適合于在傾斜或不規(guī)整的路面上運動的行走機構(gòu)，即曲面行走機構(gòu)，包括機架，安裝在機架前方的清潔機構(gòu)以及分別安裝在機架左、右兩側(cè)的驅(qū)動輪組，驅(qū)動輪組與機架之間設(shè)有輪架，該輪架固定在機架上，而且輪架上空套有一轉(zhuǎn)軸；每個驅(qū)動輪組包括兩個輪體以及固連在兩輪體之間的輪軸；轉(zhuǎn)軸的軸向以及驅(qū)動輪組的行駛方向均與機架的前后方向一致，轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)有一橫向通孔，所述輪軸通過該橫向通孔貫穿轉(zhuǎn)軸，且輪軸與橫向通孔間隙配合。本專利克服了現(xiàn)有技術(shù)中路面適應(yīng)能力與行駛速度難以兼顧的技術(shù)缺陷，提供了一種能夠在不影響速度的前提下對曲面進行清潔的曲面行走機構(gòu)。
【專利說明】
曲面行走機構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種專門適合于在傾斜或不規(guī)整的路面上運動的的行走機構(gòu)，特別涉及用于清潔目的的曲面行走機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代生活中，人們追求省力、節(jié)能、高效，使得機器代替人工作的愿望不斷增強，于是市場上出現(xiàn)了許多類似于小型四輪驅(qū)動車的清潔機器人產(chǎn)品。但是這種清潔機器人適宜在較為平坦的路面上行駛，在一些曲面或球形壁面上則易發(fā)生傾翻，難以進行清洗工作。這些清潔機器人適應(yīng)能力不強，很難在社會上得到推廣。
[0003]為了解決上述技術(shù)問題，中國專利CN201861569公開了一種多關(guān)節(jié)爬行清潔機器人，包括機器人機身、爬行部分和清潔部分。所述的機器人機身包括吸附系統(tǒng)和氣源系統(tǒng)，它們均安裝在機器人機身的底板上;所述的爬行部分由分別帶有三個關(guān)節(jié)的六只腳構(gòu)成，它們均勾地分布在機器人機身的兩側(cè)。
[0004]上述專利中的機器人通過六只腳吸附固定在曲面上，能適應(yīng)較為復(fù)雜的地形環(huán)境。然而與驅(qū)動輪相比，由六腳構(gòu)成的爬行部分(類似于蜘蛛的爬行方式)其行駛速度較慢，大大降低了清潔機器人的清潔效率。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠通過驅(qū)動輪在曲面上行駛，行駛速度較快且不易傾翻的曲面行走機構(gòu)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]曲面行走機構(gòu)，包括機架，安裝在機架前方的清潔機構(gòu)以及分別安裝在機架左、右兩側(cè)的驅(qū)動輪組，驅(qū)動輪組與機架之間設(shè)有輪架，該輪架固定在機架上，而且輪架上空套有一轉(zhuǎn)軸;每個驅(qū)動輪組包括兩個輪體，固連在兩輪體之間的輪軸以及驅(qū)動所述輪軸的電機；所述電機固定安裝在輪架上，轉(zhuǎn)軸的軸向以及驅(qū)動輪組的行駛方向均與機架的前后方向一致，轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)有一橫向通孔，所述輪軸通過該橫向通孔貫穿轉(zhuǎn)軸，且輪軸與橫向通孔間隙配入口 ο
[0008]本領(lǐng)域公知常識:兩個實體物件如果通過銷軸、軸銷、轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)動軸等軸類零件實現(xiàn)鉸接，那這兩個實體物件便只能按軸類零件的周向方向轉(zhuǎn)動，比如軸類零件的軸向為前后方向，那么兩個實體物件只能在左、右、上、下側(cè)轉(zhuǎn)動，如果軸類零件的軸向為左右方向，那么兩個實體物件只能在前、后、上、下側(cè)轉(zhuǎn)動。
[0009]采用本實用新型曲面行走機構(gòu)，具有如下技術(shù)效果:
[0010]本實用新型曲面行走機構(gòu)在機架的左右兩側(cè)分別安裝有驅(qū)動輪組，這樣能實現(xiàn)機架的左右平衡。
[0011 ]驅(qū)動輪組通過轉(zhuǎn)軸連接在機架上，而轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)有一橫向通孔，驅(qū)動輪組中的輪軸通過該橫向通孔貫穿轉(zhuǎn)軸。一方面這樣能實現(xiàn)驅(qū)動輪組與機架之間間接的定位連接，另一方面驅(qū)動輪組能通過輪軸、轉(zhuǎn)軸的連接，產(chǎn)生相對于機架的角度偏轉(zhuǎn)。
[0012]驅(qū)動輪組的行駛方向與機架的前后方向一致，即驅(qū)動輪組的輪體朝著機架的前后方向自轉(zhuǎn)；由于轉(zhuǎn)軸的軸向與機架的前后方向一致，所以驅(qū)動輪組在輪體自轉(zhuǎn)的同時還可以在機架的左右方向上發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)；由于輪軸與橫向通孔間隙配合，所以輪軸可以在橫向通孔內(nèi)作相對于轉(zhuǎn)軸的持續(xù)轉(zhuǎn)動，而不會發(fā)生干涉，這樣驅(qū)動輪組的偏轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)均不會對輪架及機架產(chǎn)生影響。
[0013]綜上所述，如果驅(qū)動輪組行駛到凹形或凸形曲面時，驅(qū)動輪組會在重力或壓力的影響下，向下或向上偏轉(zhuǎn)，而且偏轉(zhuǎn)的同時不會影響輪體本身的自轉(zhuǎn)(即不影響行駛速度)。這樣驅(qū)動輪組的行駛方式比起多腳爬行，速度明顯較快。而且與現(xiàn)有的驅(qū)動輪相比，本實用新型的驅(qū)動輪組可以在不改變機架重心的前提下隨時貼緊路面，使機架始終保持較為平穩(wěn)的狀態(tài)，不易發(fā)生傾翻。
[0014]進一步，所述清潔機構(gòu)包括左清潔刷與右清潔刷，每個清潔刷均包括轉(zhuǎn)盤，設(shè)于轉(zhuǎn)盤下側(cè)的刷毛，固定在轉(zhuǎn)盤上的殼體以及安裝在殼體內(nèi)用于驅(qū)動所述轉(zhuǎn)盤的電機;兩組清潔刷之間設(shè)有一連接橋，連接橋的兩端通過銷軸分別與各清潔刷的殼體鉸接，該銷軸的軸向與機架的前后方向一致;連接橋與機架之間設(shè)有連接兩者的連接構(gòu)件。
[0015]在曲面行走機構(gòu)上安裝清潔機構(gòu)，清潔機構(gòu)中的清潔刷可以通過與連接橋的鉸接關(guān)系在機架前方擺動，來清理一些不規(guī)整而又待處理的路面。
[0016]進一步，所述機架的前、后方向還分別設(shè)有一個導(dǎo)向輪。
[0017]行駛裝置除需要安裝驅(qū)動輪外，還需要一定的導(dǎo)向輪作為導(dǎo)向輔助。
[0018]進一步，所述連接橋上空套有一轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸的軸向與機架的前后方向一致，連接橋前方安裝有一導(dǎo)向輪，所述連接構(gòu)件固定連接在所述轉(zhuǎn)動軸上。
[0019]所述連接橋上空套有一轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸的軸向與機架的前后方向一致，而且連接構(gòu)件固定連接在所述轉(zhuǎn)動軸上。這樣連接橋就可能通過轉(zhuǎn)動軸相對于機架左右擺動。
[0020]如果前方遇到向左或向右傾斜的斜坡，在機架前方安裝導(dǎo)向輪有助于導(dǎo)向，但是如果導(dǎo)向輪固定在機架上，導(dǎo)向輪便無法改變自身角度以適應(yīng)斜坡，導(dǎo)向輪不僅沒有起到導(dǎo)向作用反而會增大曲面行走機構(gòu)的行駛阻力。所以將導(dǎo)向輪安裝在連接橋上，可以使導(dǎo)向輪適應(yīng)左右方向的斜坡擺動，實現(xiàn)導(dǎo)向效果。
[0021 ]進一步，所述連接構(gòu)件通過軸銷鉸接在機架上，所述軸銷的軸向與機架的左右方向一致。
[0022]此處的軸銷與前面提及的其他鉸接或轉(zhuǎn)動用的構(gòu)件不同，軸銷的軸向與機架的左右方向一致，這樣設(shè)計的目的不是為了實現(xiàn)運動機構(gòu)的左右擺動，而主要是為了使連接構(gòu)件能夠相對于機架作上下擺動。這樣與連接構(gòu)件直接連接的轉(zhuǎn)動軸以及間接連接的連接橋、清潔刷與導(dǎo)向輪均可以相對于機架發(fā)生俯仰角上的偏擺。
[0023]如果連接構(gòu)件固定在機架上，這樣清潔刷與導(dǎo)向輪也就間接固定在機架上，如果正前方遇到向下陷落的凹坑，清潔刷與導(dǎo)向輪會跟隨著陷落，這將迫使機架向后仰起，驅(qū)動輪組脫離路面，最終導(dǎo)致機架傾翻。本實用新型中清潔刷與導(dǎo)向輪通過軸銷的鉸接，清潔刷與導(dǎo)向輪在俯仰角上的偏擺不會導(dǎo)致機架翻仰，驅(qū)動輪組始終貼合路面保持機架穩(wěn)定。
[0024]如果前方遇到向上的陡坡，不能相對于機架作俯仰偏擺的清潔刷會阻礙機架前行，使整個曲面行走機構(gòu)停止行駛，相反地，本實用新型曲面行走機構(gòu)可以借助清潔刷與導(dǎo)向輪的俯仰偏轉(zhuǎn)而具備一定的爬坡性能。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型曲面行走機構(gòu)一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為本實用新型曲面行走機構(gòu)中機架前方的放大示意。
[0027]圖3是與圖2對應(yīng)的工作原理示意圖。
[0028]圖4是圖1中驅(qū)動輪組的放大示意圖。
[0029]圖5是本實用新型曲面行走機構(gòu)中驅(qū)動輪組的工作原理示意圖。
[0030]圖1?5中的點劃線表示對應(yīng)構(gòu)件的軸向，圖中帶雙箭頭的弧線表示對應(yīng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動方向，單箭頭的弧線表示本實用新型曲面行走機構(gòu)對路面施加的壓力方向。
[0031]圖中各標號及其部件為:路面1、荷載140、驅(qū)動輪組300、清潔刷200、機架100、后導(dǎo)向輪120、前導(dǎo)向輪220、連接構(gòu)件150、殼體250、刷毛230、連接橋210、驅(qū)動輪組中的電機330、方形倉310、輪架350、皮帶340、輪軸370、內(nèi)輪體360、外輪體320、轉(zhuǎn)軸380、轉(zhuǎn)動軸151、軸銷152、銷軸211、轉(zhuǎn)盤240。
【具體實施方式】
[0032]下面通過【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明:
[0033]如圖1所示，本實用新型曲面行走機構(gòu)，包括機架100，安裝在機架100前方的清潔機構(gòu)，分別安裝在機架100左、右兩側(cè)的驅(qū)動輪組300以及設(shè)于機架100前、后方的前導(dǎo)向輪220、后導(dǎo)向輪120。
[0034]機架100上方還安置有一定的荷載140，荷載140可以是備用且可更換的清潔機構(gòu)，也可以是無其他用途的重物。設(shè)置荷載140的主要目的是增加機架100的凈重，從而保證整個曲面行走機構(gòu)在行駛過程中的穩(wěn)定性。
[0035]如圖2所示，所述清潔機構(gòu)包括左清潔刷與右清潔刷，每個清潔刷200均包括轉(zhuǎn)盤240，設(shè)于轉(zhuǎn)盤下側(cè)的刷毛230，固定在轉(zhuǎn)盤上的殼體250以及安裝在殼體250內(nèi)用于驅(qū)動所述轉(zhuǎn)盤的電機。刷毛230為塑料制刷毛，可采用與掃把刷毛同材質(zhì)的PET刷毛。清潔機構(gòu)中的電機同軸傳動轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤通過自轉(zhuǎn)來帶動刷毛230對路面I進行清掃。
[0036]左清潔刷與右清潔刷為左右對稱設(shè)備，兩清潔刷200之間設(shè)有一連接橋210，本實例的連接橋210其形狀類似于現(xiàn)有的合頁，但是中部不可彎折。連接橋210的兩端通過銷軸211分別與各清潔刷200的中上部(即清潔刷200的殼體250)鉸接。如圖2所示，所述銷軸211的軸向與機架100的前后方向一致。
[0037]如圖1、2所示，連接橋210與機架100之間設(shè)有呈三角狀的連接構(gòu)件150，該連接構(gòu)件150固定連接在轉(zhuǎn)動軸151上，連接構(gòu)件150還通過軸銷152鉸接在機架100上，而且軸銷152的軸向與機架100的左右方向一致。連接橋210中部空套有一轉(zhuǎn)動軸151，轉(zhuǎn)動軸151的軸向與機架100的前后方向一致。如圖2所示，前導(dǎo)向輪220通過一定的連接件固定在連接橋210的下方。
[0038]如圖3所示，設(shè)置上述轉(zhuǎn)動軸151、軸銷152與銷軸211的作用，是直接限定了相關(guān)連接結(jié)構(gòu)的活動方向。在行駛過程中，清潔刷200可以根據(jù)路面I情況作一定角度偏擺(相對于連接橋210)，在重力作用下刷毛230會完全貼合路面I，達到較好的清潔效果。清潔刷200與前導(dǎo)向輪220不僅可以左右偏擺，還可以作一下俯仰角的偏轉(zhuǎn)。
[0039]如圖4所示，單個驅(qū)動輪組300包括兩個輪體，固連在兩輪體之間的輪軸370以及驅(qū)動所述輪軸370的電機;驅(qū)動輪組300中的電機330通過皮帶340來帶動輪軸370旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動輪組300中的電機330安裝在一個特定的方形倉310內(nèi)。所述兩個輪體包括靠近機架的內(nèi)輪體360與遠離機架的外輪體320。
[0040]驅(qū)動輪組300與機架100之間設(shè)有輪架350，該輪架350固定在機架100上，而且輪架350上還空套有一轉(zhuǎn)軸380;所述方形倉310固定安裝在輪架350上，轉(zhuǎn)軸380的軸向以及驅(qū)動輪組300的行駛方向均與機架100的前后方向一致，轉(zhuǎn)軸380內(nèi)設(shè)有一橫向通孔，所述輪軸370通過該橫向通孔貫穿轉(zhuǎn)軸380，且輪軸370與橫向通孔間隙配合。
[0041]如圖5所示，在行駛過程中，位于機架100左右側(cè)的驅(qū)動輪組300可以實現(xiàn)一定的左右偏轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)軸380也會同時轉(zhuǎn)動)。而且由于輪軸370與轉(zhuǎn)軸380內(nèi)的橫向通孔為間隙配合，所以在轉(zhuǎn)軸380轉(zhuǎn)動時自轉(zhuǎn)中的輪軸370對轉(zhuǎn)軸380的作用也不會太大，基本互不影響，則驅(qū)動輪組300中的輪體在自轉(zhuǎn)的同時也能順利地完成左右偏轉(zhuǎn)。行駛中的曲面行走機構(gòu)，不會因為驅(qū)動輪組300的左右偏轉(zhuǎn)而發(fā)生過大抖動，行駛較為平穩(wěn)。
[0042]以上所述的僅是本實用新型的實施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識在此未作過多描述。應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應(yīng)該視為本實用新型的保護范圍，這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應(yīng)當以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準，說明書中的【具體實施方式】等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.曲面行走機構(gòu)，包括機架，安裝在機架前方的清潔機構(gòu)以及分別安裝在機架左、右兩側(cè)的驅(qū)動輪組，其特征在于:驅(qū)動輪組與機架之間設(shè)有輪架，該輪架固定在機架上，而且輪架上空套有一轉(zhuǎn)軸;每個驅(qū)動輪組包括兩個輪體，固連在兩輪體之間的輪軸以及驅(qū)動所述輪軸的電機;所述電機固定安裝在輪架上，轉(zhuǎn)軸的軸向以及驅(qū)動輪組的行駛方向均與機架的前后方向一致，轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)有一橫向通孔，所述輪軸通過該橫向通孔貫穿轉(zhuǎn)軸，且輪軸與橫向通孔間隙配合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面行走機構(gòu)，其特征在于:所述清潔機構(gòu)包括左清潔刷與右清潔刷，每個清潔刷均包括轉(zhuǎn)盤，設(shè)于轉(zhuǎn)盤下側(cè)的刷毛，固定在轉(zhuǎn)盤上的殼體以及安裝在殼體內(nèi)用于驅(qū)動所述轉(zhuǎn)盤的電機;兩組清潔刷之間設(shè)有一連接橋，連接橋的兩端通過銷軸分別與各清潔刷的殼體鉸接，該銷軸的軸向與機架的前后方向一致;連接橋與機架之間設(shè)有連接兩者的連接構(gòu)件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面行走機構(gòu)，其特征在于:所述機架的前、后方向還分別設(shè)有一個導(dǎo)向輪。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曲面行走機構(gòu)，其特征在于:所述連接橋上空套有一轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸的軸向與機架的前后方向一致，連接橋前方安裝有一導(dǎo)向輪，所述連接構(gòu)件固定連接在所述轉(zhuǎn)動軸上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述曲面行走機構(gòu)，其特征在于:所述連接構(gòu)件通過軸銷鉸接在機架上，所述軸銷的軸向與機架的左右方向一致。
【文檔編號】B60G17/00GK205632015SQ201620443731
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】嚴世同, 陳科
【申請人】重慶電子工程職業(yè)學(xué)院