[实用新型]超小型电传差动转向装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及小型机器人的组成装置。具体的说是用于小型机器人底盘的超小型电传差动转向装置。

背景技术

目前，履带式和多轮式机器人底盘在转向时多采用如下方式进行控制：

1、采用双电机分别调速来控制两侧履带(车轮)的速度；这种方案是最简单的然而却有它难以克服的弊病：方向的可控性不佳，在速度高及复杂路面时尤为严重，这会导致机器人的控制准确性下降，长直线运动较难实现，转向半径误差较大等一系列问题。

2、采用步进电机或双电机同步技术来解决走直线问题；采用大变速比(具有自锁能力)的减速器或步进电机或直流电机精确制动技术来解决转向误差。这样所用的技术比较复杂，成本也会高一些，大变速比减速器或步进电机的采用还会使机器人的运动速度受到较大的限制，机械效率和可靠性也不会太高；

3、采用机械式双边离合器来控制单侧履带(车轮)的动力输出，即脱离(或同时制动)转向内侧边动力。这种机构所需的操控力较大，转向传动效率也很低，不适合做连续转向动作，具有明显的磨损件，故障率较大。

4、机械差动机构配合可控液压马达技术实现无规定半径的转向，这是一种高效的转向技术，但系统复杂大多应用于大型车辆，且液压技术的应用也不利于小型化。

实用新型内容

为克服现有产品的上述缺陷，本实用新型提供了一种综合了电机控制和差动机构优越性的电传差动转向机构，不仅可较大幅度的提高其转向传动效率和可靠性，而且难度较为适中。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种超小型电传差动转向装置，包括主动力输入轴、左右两个转向电机，左右动力输出轴、电机PWM控制器、零轴换向器和左右两个行星式机械差动机构，其中左右两个转向电机分别安装在左右两个行星式机械差动机构上，且左右两个转向电机为并联连接，两者之间设置电机PWM控制器，主动力输入轴与左右两个行星式机械差动机构连接，左右动力输出轴分别设置在左右两个行星式机械差动机构上。

作为本实用新型的一种改进，所述行星式机械差动机构包括输入齿、中心太阳轮、行星轮、行星轮齿圈、行星架和输出轴，所述零轴换向器包括涡轮轴齿组、零轴换向齿组、零轴、传动齿，所述转向电机通过电机输出蜗杆和涡轮轴齿组啮合连接，涡轮轴齿组的传动齿轮分别和中心太阳轮和零轴换向齿组啮合连接，零轴换向齿组和零轴啮合相连，并带动传动齿，所述输入齿和行星轮齿圈啮合连接，输出轴和行星架固定连接，所述主动力输入轴动力输出轴分别和行星式机械差动机构的输入齿和输出轴固定连接。

作为本实用新型的一种改进，所述零轴换向齿组由两个桥齿轮和零轴传动齿组合而成。

作为本实用新型的一种改进，所述零轴换向齿组可由直齿或锥齿组成。

作为本实用新型的一种改进，所述行星式机械差动机构外设置有箱体和箱盖。

作为本实用新型的一种改进，所述零轴换向器置于行星式机械差动机构的箱体内或置于箱体外。

下面对本实用新型作进一步描述：

整个机构由转向电机、电机PWM控制器、行星式机械差动机构等基本部件构成。其结构特点是左右侧履带(车轮)各有一组行星式机械差动机构(汇流排)，行星式机械差动机构(汇流排)由中心太阳轮、齿圈、行星轮和行星架、输出轴构成，转向动力由两只并联连接但分别安装于行星式机械差动机构(汇流排)箱体上的转向电机输入到各自行星式机械差动机构(汇流排)的中心太阳轮，主动力由两侧行星式机械差动机构(汇流排)齿圈输入，行星架则将齿圈上的主动力和中心太阳轮上的转向动力合成并通过固接于行星架上的输出轴输出，两侧行星式机械差动机构(汇流排)之间则由一根带有换向器的零轴相连接，转向电机则由PWM控制器控制转速和方向。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、由专用的转向电机配合行星差动机构实现两侧车轮的差速运动，综合了电机良好的控制性和行星差动机构动作准确的特性，同时还使系统在一定程度上得到了简化，使系统的可靠性和稳定性得以加强；

2、能实现可控无级的规定转向半径转向，转向性能比较理想；

3、转向时内侧履带产生再生功率可以通过零轴回馈到外侧履带，提高了功率的利用率；

4、转向电机只在需要转向时参与工作，降低了能源的消耗，这对延长机器人的工作时间比较有利；

5、由于左右汇流排之间用零轴相联，在转向电机没有动作的情况下，保证了双侧履带(车轮)转速的严格一致；

6、转向动力分为左右两路转向电机分别输入，使整体布置更为灵活，可靠性也进一步得到了提高。

附图说明