[实用新型]一种机械式换向的单向行驶机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机械式换向的单向行驶机构，尤其涉及一种在壁面上仅直线行驶的攀爬机器人。

背景技术

一般的轮式或履带式爬壁机器人的换向机构，没有考虑攀爬的过程中出现打滑或作用力不足而导致机器人滚落的风险，它们通常是通过其它的方式比如增加吸附力来防止下滑，但是还没有出现在机构层面就防止机器人滚落的换向机构。本实用新型针对以上问题提出了一种具有全新结构的轮式换向机构，这种机构可在结构上就有效地防止了机器人的下落，也就是通过机构自锁的方式从结构上防止车轮反向转动，进而使得在较小的吸附力的作用下就可防止机器人下滑。在一定的吸附力和机构的“双保险”的作用下，使机器人在攀爬过程中的滑落的可能性几乎为零。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可用于攀爬机器人上的直线行驶机构，该换向机构使攀爬机器人在攀爬过程中保持一个方向，也就是使机器人在向上攀爬过程中车轮只能向前转动，一定程度上减小了机器人滑落的可能性，同时在机器人行驶到目标位置时能切换到相反方向继续直线行驶。

本实用新型所述的一种机械式换向的单向行驶机构，其特征在于：包括架体、驱动装置、换向机构和挡板，所述驱动装置、所述挡 板安装在所述架体的底部，其中所述驱动装置与所述架体转动连接；所述换向机构设置在所述驱动装置上；

所述驱动装置包括静圆盘、动圆盘和主轴，所述主轴两端装在所述架体的底部，二者转动连接；所述静圆盘、所述动圆盘分别同轴安装在所述主轴上，其中静圆盘与主轴固接，动圆盘与主轴转动连接；所述静圆盘内侧设有第一环形凹槽，所述静圆盘的滚动面设有径向通孔，其中径向通孔的内端延伸至第一环形凹槽处；所述动圆盘外侧面设有多个用于与车轮固接的连接块，所述动圆盘的内侧面设有能与第一环形凹槽对应的第二环形凹槽以及用于供单向锁紧机构的滑块滑动的径向槽；所述静圆盘内侧面与所述动圆盘内侧面贴合；

所述换向机构包括滑块、挡片、第一弹簧、第二弹簧、档杆套以及限位档杆，所述滑块与所述径向槽滑动连接，并且所述滑块与所述第一弹簧的外端相连，所述第一弹簧的内端与所述径向槽的内端相连；所述挡片通过销轴与所述第一环形凹槽铰接，并且挡片的内端抵在第一环形凹槽内壁，挡片另一端与第二弹簧内端相连，且第二弹簧处于拉伸状态；所述档杆套与所述架体固接；所述档杆套上装有挡块；所述限位档杆与所述档杆套滑动连接，且其一端与从静圆盘侧面的通孔穿出的第二弹簧外端相连；所述限位档杆上设有用于限位的弹性顶尖，所述挡块上设有多个用于卡入所述弹性顶尖的限位凹槽；所述限位档杆的外端通过所述挡板限制其最远位置。

所述静圆盘的滚动面对称的设有两个径向通孔，且每个径向通孔对应一个挡片和一个第二弹簧形成的阻挡件；所述挡片是由两片形状相同的金属片焊接成折角结构，整个挡片置于第一环形凹槽内，其中 一片金属片贴紧第一环形凹槽的内槽壁，另一片金属片的尾部抵在第一环形凹槽的外槽壁，且二者的衔接处钻一个用于插入销轴的小孔。

所述滑块是T型块，且T型块的底部与所述动圆盘的凹槽留有3mm的间隙。

所述架体包括安装平板、第一机架连接板和第二机架连接板，其中一块所述第一机架连接板通过螺钉与两块第二机架连接板拼成门型结构，第一机架连接板通过镙钉安装在安装平板的底部；两个第二机架连接板上设有用于插入主轴的安装孔。

所述动圆盘和所述静圆盘相互接触面涂上一层润滑油膜以防磨损和平滑相对转动。

所述连接块共三个，嵌入所述动圆盘的第二环形凹槽中。

工作原理：当机器人攀爬过程中，车轮开始转动，则所述动圆盘在所述连接块的作用下跟着车轮同时转动，于是所述动圆盘和所述静圆盘产生了相对运动，使得所述滑块在所述动圆盘的作用下相对于所述静圆盘的环形凹槽转动，当滑块转动到挡片时，由于滑块的动能使得与第一弹簧连接的挡片被压下去，滑块通过后，挡片在第一弹簧的作用下又回到原来的位置。如果机器人不慎滑落，车轮反向转动，此时滑块则反向沿静圆盘的第一环形凹槽转动，当转动到挡片位置时，明显地，被挡片卡在原地，此时与动圆盘相连的车轮被锁死，从而实现机器人的单方向运动。当机器人行走到指定位置时，指定位置处设一挡板，在挡板的作用下，限位挡杆受到冲击作用使限位挡杆上的弹性顶尖由于冲击而挤出挡块的第一个凹槽，滑入第二个凹槽内，此时 第一弹簧由拉伸状态变为压缩状态。同时，挡片在第一弹簧的压力作用下发生转动，直到第一弹簧所作用下的挡片接触到静圆盘，此时滑块再按照原来的方向转动则被挡片卡死，因此滑块只能相对静圆盘的第一环形凹槽原运动方向的反方向转动，从而实现了机器人的转向。