一种轮式机器人的转轮系统及安装方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轮式机器人的转轮系统及安装方法，包括伺服电机、电机减速器、减速器安装座和轮毂，所述轮毂外环套设有轮胎，在轮毂的两侧中部各设置一个轴承位，两个轴承位分别为第一轴承位和第二轴承位，所述减速器安装座外端通过两个轴承对应安装在轮毂的两个轴承位上，所述伺服电机与电机减速器传动连接，所述电机减速器安装在减速器安装座内，电机减速器的输出轴端头连接安装有内传动法兰，所述内传动法兰的外环面再通过台阶轴螺栓传动连接安装在轮上。在承载上具有；具备承受较大的冲击载荷以及弯矩的能力，可以胜任机器人轮系的工作要求；在传动功能上；可以将减速电机固定上，并高效传递减速电机输出的扭矩，同时避免过定位。

A Rotary Wheel System and Installation Method for Wheeled Robot

The invention discloses a wheel system and installation method of a wheeled robot, which comprises a servo motor, a motor reducer, a reducer mounting seat and a hub. The outer ring of the hub is provided with a tire, and a bearing position is arranged in the middle of each side of the hub. The two bearing positions are the first and the second respectively. The outer end of the speed reducer mounting seat is correspondingly mounted on two bearing positions of the wheel hub through two bearings. The servo motor is connected with the motor reducer drive. The motor reducer is installed in the speed reducer mounting seat. The output shaft end of the motor reducer is connected with an internal drive flange, and the outer ring of the internal drive flange passes through. Stepped shaft bolt drive connection is installed on the wheel. It has the ability of bearing large impact load and bending moment, and can be competent for the working requirements of the robot gear train. In the transmission function, it can fix the reducer motor and transfer the output torque of the reducer motor efficiently, while avoiding over-positioning.

【技术实现步骤摘要】
一种轮式机器人的转轮系统及安装方法
本专利技术涉及机器人装备
，具体涉及一种轮式机器人的转轮系统安装方法。
技术介绍
现有轮式机器人，除了使用轮毂电机的以外，不外乎三种轮系结构：1.如图1所示，直连式——伺服电机+减速器+轮子；2.如图2所示，串联式——伺服电机+减速器+联轴器+轮子；3.旁轴传动式——伺服电机+减速器，通过齿轮、同步带或者链轮在平行轴位置传动。上述三种方案各有其技术问题或局限性：直连式：优点在于其结构紧凑，减速器的输出轴直接连接轮子，没有多余机构，没有额外回程间隙，没有过定位；缺点是减速器这种精密设备，直接承受从地面传递过来的冲击，减速器寿命剪短，从而造成设备失效。串联式：优点在于其载荷优化，电机减速器不再承受轮子传递过来的载荷，轮子由专门的轴承固定，减速器只负责给轮子提供扭矩，轴承专门承受载荷；缺点是，对于一侧轮系，由里到外需要依次排布下抱闸(选配)，编码器，伺服电机，减速器，减速器支架，联轴器，轮子支架，轮子等7～8种零件，占据很长的空间，这种空间的占据，使得机器人宽度尺寸无法缩小，造成通过能力变差。旁轴传动式：有点在于即可以避免电机减速器直接承受冲击载荷，同时空间排布灵活，可以适应多种车体空间排布的要求；缺点是容易出现回程间隙，导致控制误差。
技术实现思路
本专利技术的目的即在于克服现有技术不足，提供一种轮式机器人的转轮系统安装方法，解决上述三种轮系结构的缺陷问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种轮式机器人的转轮系统，包括伺服电机、电机减速器、减速器安装座和轮毂，所述轮毂外环套设有轮胎，在轮毂的两侧中部各设置一个轴承位，两个轴承位分别为第一轴承位和第二轴承位，所述减速器安装座外端通过两个轴承对应安装在轮毂的两个轴承位上，所述伺服电机与电机减速器传动连接，所述电机减速器安装在减速器安装座内，电机减速器的输出轴端头连接安装有内传动法兰，所述内传动法兰的外环面再通过台阶轴螺栓传动连接安装在轮上。进一步的，所述内传动法兰的中心位置通过设置的键槽和电机减速器的输出轴上安装的连接键配合安装，实现内传动法兰与电机减速器的装配固定，从而实现电机减速器对内传动法兰直接动力传递。进一步的，所述内传动法兰设有四个星角连接架，每个星角连接架上各有一个腰孔，腰孔的宽度大于台阶轴螺栓的光轴直径0.1mm，腰孔的长度为1.5～2个台阶轴螺栓的光轴直径。进一步的，所述台阶轴螺栓包括螺纹段、光轴段和螺栓帽，所述螺纹段安装在轮毂内，光轴段长度大于星角连接架厚度1-2mm，在台阶轴螺栓的螺栓紧定以后，台阶轴螺栓的螺栓帽依然不会对内传动法兰产生直接正压力，当伺服电机带动电机减速器转动，把动力传递到内传动法兰时，动力可以通过内传动法兰的腰孔，侧向推动台阶轴螺栓，台阶轴螺栓8在轮子转动的径向，不会承受任何载荷，只在内传动法兰转动时被推动，从而带动与之紧定的轮毂在两个轴承位上的轴承上围绕减速器安装座做圆周运动，实现轮子的转动。进一步的，所述减速器安装座圆筒结构，减速器安装座外端通过两个轴承对应安装在轮毂的两个轴承位上，电机减速器从减速器安装座的内端插入安装。进一步的，所述减速器安装座外端部与两个轴承对应安装处均设有轴承台，在减速器安装座外端还设有轴承安装限位盘。进一步的，所述内传动法兰的内侧中部设有套在输出轴的安装套筒。本专利技术通过下述另一技术方案实现：一种轮式机器人的转轮系统安装方法，包括步骤：步骤1、轮胎套设在轮毂外环上；步骤2、所述伺服电机与电机减速器传动连接，所述电机减速器安装在减速器安装座内；步骤3、减速器安装座外端通过两个轴承对应安装在轮毂的两个轴承位上；步骤4、内传动法兰通过安装套筒套在输出轴上，内传动法兰的中心位置通过设置的键槽和电机减速器的输出轴上安装的连接键配合安装，实现内传动法兰与电机减速器的装配固定，从而实现电机减速器对内传动法兰直接动力传递；步骤5、内传动法兰的外环面再通过台阶轴螺栓传动连接安装在轮毂上。进一步的，所述步骤5，台阶轴螺栓螺纹段螺纹配合安装在轮毂内，光轴段的长度大于星角连接架的厚度1-2mm，在台阶轴螺栓的螺纹段紧定以后，台阶轴螺栓的螺栓帽依然不会对内传动法兰产生直接正压力，当伺服电机带动电机减速器转动，把动力传递到内传动法兰时，动力通过内传动法兰的腰孔，侧向推动台阶轴螺栓，台阶轴螺栓在轮毂转动的径向，不会承受载荷，只在内传动法兰转动时被推动，从而带动与之紧定的轮毂在两个轴承位上的轴承上围绕减速器安装座做圆周运动，实现轮毂的转动。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术一种轮式机器人的转轮系统，兼顾了直连式和串联式的优点，增加了专事承载的两个大轴承，两个轴承可以共同承担轮子所受的轴向、径向载荷，提高轮系的可靠性，使其坚固耐用；创造性采用台阶轴螺栓，实现了扭矩与固定载荷的分离，电机减速器只负责提供扭矩，无需承载其他载荷，从而提高了传动效率；创造性地采用内部安装倒挂传动结构，省略了联轴器，电机和轮子空间上重叠，从而节省了空间。本专利技术一种轮式机器人的转轮系统，在承载上具有；具备承受较大的冲击载荷以及弯矩的能力，可以胜任机器人轮系的工作要求；在传动功能上；可以将减速电机固定上，并高效传递减速电机输出的扭矩，同时避免过定位；在压缩空间上：将减速电机与轮子部分重叠，节省空间，使得结构紧凑，提高车辆通过能力。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为现有直连式轮系结构示意图；图2为现有串联式轮系结构示意图；图3为本专利技术一种轮式机器人的转轮系统立体结构示意图；图4为本专利技术一种轮式机器人的转轮系统剖视结构示意图；图5为本专利技术轮毂的结构示意图；图6为本专利技术内传动法兰的结构示意图；图7为本专利技术台阶轴螺栓的结构示意图；附图中标记及对应的零部件名称：1-伺服电机，2-电机减速器，3-减速器安装座，4-轮毂，5-轮胎，6-第一轴承位，7-第二轴承位，8-轴承，9-输出轴，10-内传动法兰，11-台阶轴螺栓，12-键槽，13-连接键，14-星角连接架，15-腰孔，16-螺纹段，17-光轴段，18-螺栓帽，19-安装套筒，20-连轴器，21-承载轴，22-轴承安装限位盘。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1-7所示，本专利技术一种轮式机器人的转轮系统，包括伺服电机1、电机减速器2、减速器安装座3和轮毂4，所述轮毂4外环套设有轮胎5，轮毂4和轮胎5构成轮子，在轮毂4的两侧中部各设置一个轴承位，两个轴承位分别为第一轴承位6和第二轴承位7，所述减速器安装座3外端通过两个轴承8对应安装在轮毂4的两个轴承位上，所述伺服电机1与电机减速器2传动连接，所述电机减速器2安装在减速器安装座3内，电机减速器2的输出轴9端头连接安装有内传动法兰10，所述内传动法兰10的外环面再通过台阶轴螺栓11传动连接安装在轮毂4上。如图1和图2，伺服电机+电机减速器的长度是L，联轴器的长度是H，承载轴的长度是l，轮子的宽度是B，直连式轮系占据车体宽度就是L+B；串联式轮系的长度是L+H+l+B，占本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮式机器人的转轮系统，包括伺服电机(1)、电机减速器(2)、减速器安装座(3)和轮毂(4)，其特征在于：所述轮毂(4)外环套设有轮胎(5)，在轮毂(4)的两侧中部各设置一个轴承位，两个轴承位分别为第一轴承位(6)和第二轴承位(7)，所述减速器安装座(3)外端通过两个轴承(8)对应安装在轮毂(4)的两个轴承位上，所述伺服电机(1)与电机减速器(2)传动连接，所述电机减速器(2)安装在减速器安装座(3)内，电机减速器(2)的输出轴(9)端头连接安装有内传动法兰(10)，所述内传动法兰(10)的外环面再通过台阶轴螺栓(11)传动连接安装在轮毂(4)上。

【技术特征摘要】
1.一种轮式机器人的转轮系统，包括伺服电机(1)、电机减速器(2)、减速器安装座(3)和轮毂(4)，其特征在于：所述轮毂(4)外环套设有轮胎(5)，在轮毂(4)的两侧中部各设置一个轴承位，两个轴承位分别为第一轴承位(6)和第二轴承位(7)，所述减速器安装座(3)外端通过两个轴承(8)对应安装在轮毂(4)的两个轴承位上，所述伺服电机(1)与电机减速器(2)传动连接，所述电机减速器(2)安装在减速器安装座(3)内，电机减速器(2)的输出轴(9)端头连接安装有内传动法兰(10)，所述内传动法兰(10)的外环面再通过台阶轴螺栓(11)传动连接安装在轮毂(4)上。2.根据权利要求1所述的一种轮式机器人的转轮系统，其特征在于：所述内传动法兰(10)的中心位置通过设置的键槽(12)和电机减速器(2)的输出轴(9)上安装的连接键(13)配合安装，实现内传动法兰(10)与电机减速器(2)的装配固定，从而实现电机减速器(2)对内传动法兰(10)直接动力传递。3.根据权利要求1所述的一种轮式机器人的转轮系统，其特征在于：所述内传动法兰(10)设有四个星角连接架(14)，每个星角连接架(14)上各有一个腰孔(15)，腰孔(15)的宽度大于台阶轴螺栓(11)的光轴直径0.1mm，腰孔(15)的长度为1.5～2个台阶轴螺栓(11)的光轴直径。4.根据权利要求3所述的一种轮式机器人的转轮系统，其特征在于：所述台阶轴螺栓(11)包括螺纹段(16)、光轴段(17)和螺栓帽(18)，所述螺纹段(16)螺纹配合安装在轮毂(14)内，光轴段(17)的长度大于星角连接架(14)的厚度1-2mm，在台阶轴螺栓(11)的螺纹段(16)紧定以后，台阶轴螺栓(11)的螺栓帽(18)依然不会对内传动法兰(10)产生直接正压力，当伺服电机(1)带动电机减速器(2)转动，把动力传递到内传动法兰(10)时，动力通过内传动法兰(10)的腰孔(15)，侧向推动台阶轴螺栓(11)，台阶轴螺栓(11)在轮毂(4)转动的径向，不会承受载荷，只在内传动法兰(10)转动时被推动，从而带动与之紧定的轮毂(4)在两个轴承位上的轴承(8)上围绕减速器安装座(3)做圆周运动，实现轮毂(4)的转动。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王库，
申请(专利权)人：随锐科技股份有限公司，江西随锐智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11