一种可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系及机器人

1.本实用新型涉及机器人底盘技术领域，具体涉及一种可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系及机器人。


背景技术：

2.舵轮是集成驱动减速电机、转向电机、减速器、安装架和编码器等的机电一体化产品，相比单独的驱动轮而言舵轮的灵活度更高，制动稳定性强。现有市场上的舵轮多数是应用于工厂的agv，多是用于搬运的重载舵轮，其体积大，重量大，速度慢。对于需要灵活运动，速度高，负载相对较小的设备来说，目前市面上已有的舵轮不便部署于小型的机器人或相关设备上。


技术实现要素：

3.本实用新型为解决上述的技术问题而提供一种可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系及机器人，运用了轻量化的结构，整个结构简单，重量可以比传统的轮系做得更轻。
4.为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：
5.第一方面，本公开至少一实施例提供一种可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系，包括安装架、定位架、齿轮环、第一电机、轮体和第二电机；所述安装架具有穿出孔；所述齿轮环可转动地配置在所述安装架内，且所述定位架配置为与所述齿轮环连动；所述第一电机固定地配置在所述安装架上，且具有第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮配置为与所述齿轮环齿轮啮合，所述第一电机用于驱动所述齿轮环回转；所述轮体具有减速齿轮，所述轮体配置为与所述定位架转动连接，所述减速齿轮固定地配置在所述轮体一侧；所述第二电机固定地配置在所述定位架上，且具有第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮配置为与所述减速齿轮联动，所述第二电机用于驱动所述轮体转动；其中，所述轮体配置为至少局部通过所述穿出孔穿出安装架外。
6.本公开的至少一实施例提供的可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系中，还包括：被测件和第一探测器；所述被测件固定地配置在所述定位架上并跟随所述定位架回转；所述第一探测器用于探测所述被测件，以能生成所述轮体的位置信号。
7.本公开的至少一实施例提供的可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系中，所述第一探测器配置在所述被测件的回转路径中。
8.本公开的至少一实施例提供的可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系中，还包括：遮挡件，所述遮挡件配置为与所述齿轮环连动；其中，所述遮挡件配置在所述第二电机和轮体之间，所述遮挡件用于将所述第二电机与所述轮体分隔。
9.本公开的至少一实施例提供的可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系中，还包括：第二探测器，所述第二探测器用于探测所述第二电机的转速；其中，所述第二探测器固定地配置在所述定位架一侧。
10.本公开的至少一实施例提供的可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系中，还包
括：电机驱动器；所述电机驱动器固定地配置在所述定位架上；所述第一电机和/或第二电机配置为与所述电机驱动器电性连接。
11.本公开的至少一实施例提供的可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系中，所述定位架具有传动齿轮，所述传动齿轮配置为与所述定位架转动连接，所述传动齿轮位于所述减速齿轮和第二驱动齿轮之间，所述第二驱动齿轮和减速齿轮均与所述传动齿轮啮合。
12.本公开的至少一实施例提供的可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系中，所述安装架和定位架均为镂空设置。
13.第二方面，本公开至少一实施例提供一种机器人，包括若干个上述的可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系。
14.本实用新型的有益效果为：采用了轻量化且简单的减速结构，使得重量与体积上都一定程度上缩小；并且有高驱动速度，高转向速度，高灵活度的特点，适用于小型的机器人或相关设备上；解决了传统舵轮体积大、重量大和不能快速运动的特点。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本公开一些实施例中可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系的立体图。
17.图2为本公开一些实施例中可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系在部分部件拆解后的立体图。
18.图3为本公开一些实施例中可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系在部分部件拆解后的立体图。
19.图4为本公开一些实施例中安装架的立体图。
20.图5为本公开一些实施例中齿轮环的装配示意图。
21.图6为本公开一些实施例中齿轮环的装配示意图。
22.图7为本公开一些实施例中下盖件的立体图。
23.图8为本公开一些实施例中齿轮环与载板的装配示意图。
24.图9为本公开一些实施例中齿轮环与载板的装配示意图。
25.图10为本公开一些实施例中齿轮环、下盖件、载板和支撑环组装后的剖面图。
26.图11为图10中a处的放大图。
27.图12为本公开一些实施例中可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系的侧视图。
28.图13为图12中b出的放大图。
29.图中：
30.10、安装架；11、穿出孔；12、上盖件；13、下盖件；14、载板；15、电机座；16、第一齿轮槽；17、第二齿轮槽；18、轴承；19、支撑环；
31.20、定位架； 21、传动齿轮；
32.30、齿轮环； 31、连接部；
33.40、第一电机；
34.50、轮体； 51、减速齿轮； 52、转轴；
35.60、第二电机；61、第二驱动齿轮；
36.70、被测件；
37.80、第一探测器；
38.90、第二探测器；
39.100、遮挡件；
40.110、电机驱动器。
具体实施方式
41.下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。
42.在实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
43.另外，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，安装、连接和相连等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.实施例1
45.如图1至12所示一种可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系，包括安装架10、定位架20、齿轮环30、第一电机40、轮体50和第二电机60；安装架10具有穿出孔11；齿轮环30可转动地配置在安装架10内，定位架20配置为与齿轮环30连动；第一电机40固定地配置在安装架10上，第一电机40具有第一驱动齿轮(未图示)，第一驱动齿轮配置为与齿轮环30齿轮啮合，第一电机40用于驱动齿轮环30回转；轮体50具有减速齿轮51；第二电机60固定地配置在定位架20上，第二电机60具有第二驱动齿轮61，第二驱动齿轮61配置为与减速齿轮51联动，第二电机60用于驱动轮体50转动；其中，轮体50配置为局部通过穿出孔11穿出安装架10外。
46.在本实施例中，第一电机40和第二电机60均采用无刷电机。
47.在本实施例中，定位架20具有传动齿轮21，传动齿轮21配置为与定位架20转动连接，传动齿轮21位于减速齿轮51和第二驱动齿轮61之间，第二驱动齿轮61和减速齿轮51均与传动齿轮21啮合。
48.在本实施例中，安装架10和定位架20均为镂空设置。
49.在本实施例中，为了进一步的减轻整体的重量，传动齿轮21和减速齿轮51均采用碳纤维复合材料制作。
50.在本实施例中，安装架10包含有上盖件12、下盖件13和连接柱，连接柱配置在上盖件12和下盖件13之间，连接柱两端分别与上盖件12和下盖件13固定连接，下盖件13上设置有电机座15，第一电机40固定在电机座15上，电机座15具有第一齿轮槽16，下盖件13设置有第二齿轮槽17，第二齿轮槽17与第一齿轮槽16相连通，第一驱动齿轮位于第一齿轮槽16内且与第一齿轮槽16间隙配合，齿轮环30位于第二齿轮槽17内且与第二齿轮槽17间隙配合。
51.进一步的，穿出孔11位于下盖件13上，穿出孔11内设置有轴承18，轴承18的外圈与下盖件13固定连接，轴承18的内圈固定地装配有支撑环19，支撑环19底部设置有载板14，载板14上设置有与轮体50相配对的通过口，支撑环19和定位架20均与载板螺栓连接。载板同样采用碳纤维复合材料制作。
52.进一步的，齿轮环30具有连接部31，连接部31与支撑环19螺栓连接。
53.整体采用了轻量化且结构简单的减速结构，使得重量与体积上都一定程度上缩小；并且有高驱动速度，高转向速度，高灵活度的特点，适用于小型的机器人或相关设备上；解决了传统舵轮体积大、重量大和不能快速运动的特点。
54.在本实施例中，轮体50具有转轴52，转轴52与轮体50转动连接，转轴52两端均与定位架20螺栓连接，减速齿轮51位于轮体50的一侧并与轮体50螺栓连接。
55.实施例2
56.如图1、3、12和13所示，本实施例的可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系与实施例1大致相同，区别仅在于，还包括：被测件70、第一探测器80和第二探测器90；被测件70固定地配置在定位架20上并跟随定位架20回转；第一探测器80用于探测被测件70，以能生成轮体50的位置信号。第一探测器80配置在被测件70的回转路径中。第二探测器90用于探测第二电机60的转速；其中，第二探测器90固定地配置在定位架20一侧。
57.进一步的，第一探测器80与上盖件12固定连接，上盖件12上设置有通孔(未图示)供第一探测器80的探测部穿过，第一探测器80的探测部位于定位架20的上方，第一探测器80采用光电传感器。
58.进一步的，第二探测器90采用磁编码器，探测第二电机主轴的转速。
59.实施例3
60.如图3所示，本实施例的可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系与实施例1大致相同，区别仅在于，还包括：遮挡件100；其中，遮挡件100配置在第二电机60和轮体50之间，遮挡件100用于将第二电机60与轮体50分隔，遮挡件100与载板螺栓连接实现与与齿轮环30连动。
61.实施例4
62.如图2所示，本实施例的可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系与实施例1大致相同，区别仅在于，还包括：电机驱动器110；电机驱动器110固定地配置在定位架20上；第一电机40和第二电机60均配置为与电机驱动器110电性连接。
63.本公开还提供一种机器人，包括若干个实施例1至4中任意一种的可部署于中小型机器人的高速舵轮轮系。
64.在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一些实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的
是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
65.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内；除非明确说明，否则本文中使用的任何元件、动作或指令都不应解释为关键或必要的。