專利名稱：一種抗沖擊能力高的兩輪移動機器人的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輪驅動機構，以及具有該驅動機構的抗沖擊能力高的兩輪移動機器人。
背景技術：
在近年來的幾次戰爭和反恐事件中，中小型偵察機器人占多數，這對減少傷亡， 適應城市反恐戰爭有著不可替代的作用。如美國在阿富汗、伊拉克戰爭期間投入使用了 PackBot, TAL0N、全球鷹、捕食者等多種地面或空中偵察機器人，它們在戰爭中起到了非常重要的作用。盡管這些偵察機器人戰場表現不俗，但在特定環境下仍表現出一定的局限性。 如空中固定翼偵察機器人只能偵察室外目標，旋翼偵察機器人噪音大、續航能力有限，而地面移動機器人(如PackBot)有體積大，攜帶部署不方便，容易暴露等缺點難以有效偵察山洞、室內等環境，加之這些機器人結構復雜、體積相對較大、成本高昂、維護困難等原因，使得這些機器人使用環境受限。在這種情況下，如果有一種機器人，它重量輕、體積小，并且可以承受從數米高度拋擲部署時產生的沖擊力，在部署后可以在受控狀態下傳輸回目標區域的視頻、聲頻或其它信息，這就是高抗沖擊式拋擲機器人。它能更好的適應城市巷道、室內等環境，并在極短時間內以靈活的方式部署并投入使用。
這種機器人一般本身能抵抗沖擊或者通過外部附加裝置輔助抵抗沖擊，從幾厘米的臺階或十幾米高的地方摔落，機器人不會受損，從而悄然進入危險環境，并獲取信息或執行既定的任務。
現有技術中的這種機器人的車輪在承受外界沖擊力時，沖擊力會通過車輪驅動機構傳導至電動機，以至于電機容易發生損壞。發明內容
針對現有技術中的上述技術問題，本發明的目的在于提供一種能夠避免沖擊力對電機構成損壞的車輪驅動機構，以及具有該驅動機構的抗沖擊能力高的兩輪移動機器人。
本發明通過如下的技術方案實現。
—種車輪驅動機構，包括輪胎、輪轂、減速器、減速器座和傳動軸聯軸器，其中
所述傳動軸聯軸器將傳動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。
優選地，所述減速器為諧波減速器。
優選地，所述減速器為行星齒輪減速器。
優選地，所述輪胎為實體輪胎。
本發明還提供了一種機器人，包括機身、電機，以及根據以上任意一項技術方案所述的車輪驅動機構。
優選地，所述機器人的機身內部有電機固定座和固定框架，所述電機安裝于所述電機固定座內，所述固定框架上安裝有電路板、電池、攝像頭、傳感器及驅動電路板；所述機身上固定有天線和平衡尾。
優選地，所述機器人包括的車輪驅動機構的數量為兩個。
此外，本發明還提供了一種車輪驅動機構的制造方法，包括以下步驟。
提供輪胎、輪轂、軸承、減速器、減速器座和傳動軸聯軸器；
將所述傳動軸聯軸器將傳動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。
通過以上技術方案，本發明的機器人可以用專用發射工具或人力，從空中或地面迅速投擲到目標地點，并且該機器人的所有部件都可以承受拋擲下落中產生的巨大沖擊， 落地后可以在人為控制或者自主選擇下移動，搜尋有益信息，進行監控，并可通過無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信息，并根據信息進行下一步行動。 該發明特別適用于城市環境下在街道或室內發生的恐怖或其它突發事件的偵察監控任務， 能夠更好地抵抗碰撞時所受到的沖擊力，保證機器人的功能不受損壞。
圖1是根據本發明的一種抗沖擊能力高的兩輪移動機器人示意圖。
圖2是根據本發明的機器人的傳動機構示意圖。
其中各附圖標記含義如下
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.諧波減速器擴展座；9.外殼；10.電機固定座；11.電機；12.聯軸器。
具體實施方式
圖1示出的是根據本發明的一種抗沖擊能力高的兩輪移動機器人。該機器人具有機身、機身兩端的輪子以及用于平衡的尾巴；機身內部有直流電機固定座和固定框架，其中直流電機安裝與固定座內，而電路板、電池、攝像頭、傳感器及驅動電路板固定于框架上；機身上固定有天線、平衡尾。
該機器人可以用專用發射工具或人力，從空中或地面迅速投擲到目標地點，并且該機器人可以承受拋擲下落中產生的巨大沖擊，落地后可以在人為控制或者自主選擇下移動，搜尋有益信息，進行監控，并可通過無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信息，并根據信息進行下一步行動。
圖2示出的是圖1中的兩輪移動機器人的車輪驅動機構，包括輪胎1、輪轂2、軸承 3、減速器、減速器座和傳動軸聯軸器，其中傳動軸聯軸器12將電機11的傳動軸與諧波減速器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展座8的內圈，諧波減速器擴展座8的內圈的一端固定在電機固定座10的外圈，而電機固定座10嵌入到外殼9的內圈。軸承3的內圈固定在諧波減速器擴展座8的外徑，軸承3的外圈套在輪轂2的內徑，同時，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不會脫落，且能相對于諧波減速器擴展座8轉動。
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在本實施例中為實體輪胎。該實體輪胎采用高分子材料，具有減震作用， 同時能增大摩擦，減少移動時的噪音，并且實體輪胎上有蜂窩狀孔，一方面保證了輪胎的強度，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軸承固定在輪轂內，電機通過聯軸器驅動減速器轉動，車輪即可轉動。當機器人輪子與地面發生碰撞時，將碰撞力分解到軸向和徑向，軸向力經過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展座，然后經過電機座傳遞給外殼。同樣，徑向力通過柔性輪胎的減震后，力通過輪轂傳遞給軸承，軸承來承受大部分徑向力，而不會對電機構成損壞。
相應地，本發明還提供了一種車輪驅動機構的制造方法，包括以下步驟。
提供輪胎、輪轂、軸承、減速器、減速器座和傳動軸聯軸器；
將所述傳動軸聯軸器將傳動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。
以上所述的實施例，只是本發明較優選的具體實施方式
的一種，本領域的技術人員在本發明技術方案范圍內進行的通常變化和替換都應包含在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種車輪驅動機構，包括輪胎、輪轂、軸承、減速器、減速器座和傳動軸聯軸器，其中所述傳動軸聯軸器將傳動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.根據權利要求1所述的車輪驅動機構，其特征在于，所述減速器為諧波減速器或行星齒輪減速器。
3.一種機器人，包括機身、電機，以及根據權利要求1-4中任一項所述的車輪驅動機構。
4.根據權利要求3所述的機器人，其特征在于，所述機器人的機身內部有電機固定座和固定框架，所述電機安裝于所述電機固定座內，所述固定框架上安裝有電路板、電池、攝像頭、傳感器及驅動電路板；所述機身上固定有天線和平衡尾。
5.一種車輪驅動機構的制造方法，包括以下步驟。提供輪胎、輪轂、軸承、減速器、減速器座和傳動軸聯軸器；將所述傳動軸聯軸器將傳動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
本發明提供了能夠避免沖擊力對電機構成損壞的車輪驅動機構，以及具有該驅動機構的一種抗沖擊能力高的兩輪移動機器人。當機器人輪子與地面發生碰撞時，將碰撞力分解到軸向和徑向，軸向力經過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展座，然后經過電機座傳遞給外殼。同樣，徑向力通過柔性輪胎的減震后，力通過輪轂傳遞給軸承，軸承來承受大部分徑向力，而不會對電機構成損壞。
文檔編號B62D57/02GK102514647SQ20121000498
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者吳鈧, 唐仕川, 孫明磊, 張斌, 張融, 高恒瑞 申請人:北京市勞動保護科學研究所, 北京航空航天大學, 金盾焜泰(北京)科技有限公司