專利名稱：用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸密封傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合軸密封傳動(dòng)裝置，尤其是用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人 的復(fù)合軸密封傳動(dòng)裝置。
技術(shù)背景-
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人的種類不斷增加，除 了主要用于制造業(yè)的工業(yè)機(jī)器人外，還出現(xiàn)了應(yīng)用于航天、航海、醫(yī)療護(hù)理、 服務(wù)、軍事等領(lǐng)域的機(jī)器人。但是，大多數(shù)機(jī)器人只能在單一環(huán)境下活動(dòng)，例 如陸地移動(dòng)機(jī)器人由于沒(méi)有水中推進(jìn)機(jī)構(gòu)或不具備防水功能，不能進(jìn)行水下活 動(dòng)，而水下機(jī)器人大多不具備或沒(méi)有足夠的陸地運(yùn)動(dòng)能力。受兩棲類動(dòng)物的啟 發(fā)，人們對(duì)既能適應(yīng)陸地和近海灘涂的多變地形，又能適應(yīng)復(fù)雜水環(huán)境的兩棲 機(jī)器人產(chǎn)生了濃厚的興趣，目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于水陸兩棲機(jī)器人的研究尚處于起 步階段，和其它類型的機(jī)器人相比，研究成果相對(duì)較少。
現(xiàn)有研究成果中，有一種多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人，包括頭部、驅(qū)動(dòng)單元 組、尾柄復(fù)合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，其中頭部?jī)?nèi)腔中有機(jī)器人的控制、通訊 部件，頭部殼體兩側(cè)水平伸出直流電機(jī)輸出軸的兩端，兩端頭分別固接有輪槳 機(jī)構(gòu)或鰭肢機(jī)構(gòu)，頭部殼體后端縱向伸出轉(zhuǎn)體機(jī)構(gòu)的輸出軸，鰭肢機(jī)構(gòu)協(xié)助尾 部推進(jìn)完成前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎和俯仰，輪槳機(jī)構(gòu)協(xié)助機(jī)器人轉(zhuǎn)彎；在陸地，鰭 肢機(jī)構(gòu)連續(xù)旋轉(zhuǎn)使機(jī)器人在地面爬行，其連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，仿輪式機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，提 高了運(yùn)動(dòng)速度，并有越障能力；分別位于頭部和推進(jìn)單元的兩個(gè)液位傳感器使 機(jī)器人實(shí)時(shí)感應(yīng)自身所處環(huán)境，當(dāng)水陸環(huán)境變化時(shí)，主控制板根據(jù)液位傳感器 信息，采用相應(yīng)運(yùn)動(dòng)策略，完成陸地和水中運(yùn)動(dòng)模式之間的智能切換。
上述直流電機(jī)帶動(dòng)輪槳機(jī)構(gòu)或鰭肢機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)為用兩個(gè)錐齒輪分別 通過(guò)軸銷固定在直流電機(jī)輸出軸上，位于安裝軸承兩側(cè)，兩組錐齒輪分別相互 嚙合，輸出軸的中部和軸承配合，兩端各穿過(guò)一機(jī)械密封套件伸出端蓋外，兩 機(jī)械密封套件由螺釘固定在兩側(cè)端蓋上，從而，直流電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)兩組錐齒 輪轉(zhuǎn)動(dòng)，又帶動(dòng)直流電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)輸出軸帶動(dòng)輪槳機(jī)構(gòu)或鰭肢機(jī)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出。前述多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人所使用的輪槳機(jī)構(gòu)或鰭肢機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中 是在根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)環(huán)境中交替使用的，要經(jīng)手動(dòng)拆卸替換，不能完全實(shí)現(xiàn)智 能化，其所提供的機(jī)械密封套件只能實(shí)現(xiàn)一根動(dòng)力輸出軸在密封條件下的動(dòng)力 輸出，不能實(shí)現(xiàn)輪槳機(jī)構(gòu)和鰭肢機(jī)構(gòu)兩根動(dòng)力輸出軸同時(shí)動(dòng)力輸出，達(dá)到同樣 有密封作用且互不干擾，實(shí)現(xiàn)智能化操作的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種可實(shí)現(xiàn)多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的 輪槳機(jī)構(gòu)和鰭肢機(jī)構(gòu)根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)環(huán)境自由活動(dòng)，不用手動(dòng)進(jìn)行兩種機(jī)構(gòu)裝 置的替換，其動(dòng)力輸出互不干擾，而且密封效果好，可實(shí)現(xiàn)智能化操作的用于 多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸密封傳動(dòng)裝置。
一種用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸密封傳動(dòng)裝置，包括殼體3內(nèi)所設(shè) 的電機(jī)4及錐齒輪5，其特征在于殼體內(nèi)還設(shè)有舵機(jī)9、傳動(dòng)齒輪，所述電機(jī)4與舵 機(jī)9一起帶動(dòng)一復(fù)合軸機(jī)構(gòu)將動(dòng)力輸出，復(fù)合軸機(jī)構(gòu)穿過(guò)殼體3伸出殼體3外，在 殼體3外側(cè)的復(fù)合軸機(jī)構(gòu)上設(shè)有法蘭密封體10。
所述復(fù)合軸機(jī)構(gòu)包含細(xì)軸6與套軸11，所述套軸11套裝在細(xì)軸6上，細(xì)軸6與 套軸ll通過(guò)軸承配合，細(xì)軸6與套軸11及軸承之間所形成密封間隙內(nèi)填充有潤(rùn)滑 脂20。
所述細(xì)軸6與套軸11通過(guò)軸承I 15、軸承II21配合，上述套軸ll分成大孔 段、小孔段，大孔段內(nèi)設(shè)有小隔套16，小隔套16套裝于細(xì)軸6上，軸承I15設(shè)于 大孔段內(nèi)，大孔段內(nèi)細(xì)軸6與套軸11通過(guò)軸承I 15配合，小隔套16的端面對(duì)軸承 115軸向定位，細(xì)軸6與小隔套16之間、小隔套16與套軸11之間、小孔段細(xì)軸 6與套軸11之間所形成的封閉間隙均填充有潤(rùn)滑脂20 ，軸承II21設(shè)于小孔段 內(nèi)，小孔段內(nèi)細(xì)軸6與套軸11通過(guò)軸承II21過(guò)盈配合。
所述法蘭密封體10內(nèi)設(shè)有軸承nU9，通過(guò)軸承III19與套軸11配合，在法蘭 密封體10內(nèi)設(shè)有大隔套18，大隔套18套裝于套軸11上，所述大隔套18通過(guò)套軸 的軸肩13對(duì)軸承III19進(jìn)行定位，法蘭密封體IO、套軸ll、大隔套18所形成的封 閉間隙內(nèi)填充有潤(rùn)滑脂20。
所述的傳動(dòng)齒輪為大直齒輪8、小直齒輪7兩個(gè)直齒輪，小直齒輪7固定安裝 在細(xì)軸6上，兩個(gè)直齒輪傳動(dòng)比是2: 1，兩個(gè)直齒輪傳動(dòng)比也可以是4: 1。
所述的法蘭密封體10固定安裝于殼體3外側(cè)，法蘭密封體的法蘭盤(pán)上設(shè)有均布的螺釘沉孔12，殼體3外側(cè)相應(yīng)位置設(shè)有盲孔，法蘭盤(pán)上靠近殼體3的內(nèi)側(cè)壁 上位于沉孔12的里側(cè)設(shè)有環(huán)形槽14，所述環(huán)形槽14內(nèi)設(shè)有密封圈17，所述密封 圈17在螺釘?shù)淖饔孟伦冃?，使外部的泄漏通道被密封?br> 所述的傳動(dòng)齒輪與細(xì)軸6配合，通過(guò)頂絲實(shí)現(xiàn)軸向及周向定位，所述的錐齒 輪5與套軸11通過(guò)頂絲聯(lián)接，套軸ll上的頂絲孔是盲孔，避免泄漏。
所述的舵機(jī)9通過(guò)傳動(dòng)齒輪嚙合帶動(dòng)細(xì)軸6輸出動(dòng)力，鰭肢機(jī)構(gòu)2固定安裝于 細(xì)軸6伸出端，通過(guò)頂絲實(shí)現(xiàn)軸向及周向定位，直流電機(jī)4通過(guò)兩個(gè)錐齒輪5嚙合 帶動(dòng)套軸ll輸出動(dòng)力，輪槳機(jī)構(gòu)l固定安裝于套軸ll伸出端，所述套軸ll與輪槳 機(jī)構(gòu)l通過(guò)頂絲聯(lián)接，通過(guò)頂絲實(shí)現(xiàn)軸向及周向定位，套軸ll上的頂絲孔是盲 孔，避免泄漏。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸密 封傳動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的輪槳機(jī)構(gòu)和鰭肢機(jī)構(gòu)根據(jù)不同的 運(yùn)動(dòng)環(huán)境自由運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)靈活，不用手工進(jìn)行機(jī)機(jī)構(gòu)替換，其動(dòng)力輸出互不干 擾，而且密封效果好，完全可實(shí)現(xiàn)智能化操作。


圖l、圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的兩個(gè)不同視角的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖1中復(fù)合軸機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為圖3中復(fù)合軸機(jī)構(gòu)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5、圖6為本發(fā)明實(shí)施例1的法蘭密封體的兩個(gè)不同視角的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中所示l為輪槳機(jī)構(gòu)，2為鰭肢機(jī)構(gòu)，3為殼體，4為直流電機(jī)，5為錐齒 輪，6為細(xì)軸，7為小直齒輪，8為大直齒輪，9為舵機(jī)，IO為法蘭密封體，ll為 套軸，12為螺釘沉孔，13為套軸的軸肩，14為環(huán)形槽，15為軸承I， 16為小隔 套，17為"0"型密封圈，18為大隔套，19為軸承ni， 20為潤(rùn)滑脂，21為軸承 II ， 22為頂絲孔。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:
參照附圖l、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6，本實(shí)施例包括殼體內(nèi)所設(shè)的直流 電機(jī)4及兩個(gè)錐齒輪5、殼體3外所設(shè)的輪槳機(jī)構(gòu)1及鰭肢機(jī)構(gòu)2，殼體3內(nèi)還設(shè)有舵 機(jī)9、大直齒輪8、小直齒輪7，所述直流電機(jī)4通過(guò)錐齒輪5與舵機(jī)9通過(guò)大、小兩 個(gè)直齒輪， 一起帶動(dòng)一復(fù)合軸機(jī)構(gòu)將動(dòng)力輸出，復(fù)合軸機(jī)構(gòu)穿過(guò)殼體3伸出殼體3外，所述復(fù)合軸機(jī)構(gòu)包含細(xì)軸6與套軸11，所述細(xì)軸6與套軸11通過(guò)軸承I 15、 軸承II21配合，上述套軸ll分成大孔段、小孔段，大孔段內(nèi)設(shè)有小隔套16，小 隔套16套裝于細(xì)軸6上，軸承I 15的外圈與套軸11過(guò)盈配合，軸承I15的內(nèi)圈與 細(xì)軸6過(guò)盈配合，小隔套16的端面對(duì)軸承I 15軸向定位，細(xì)軸6與小隔套16之 間、小隔套16與套軸11之間、小孔段細(xì)軸6與套軸11之間所形成的封閉部隙均填 充有高粘度潤(rùn)滑脂20，軸承II21設(shè)于小孔段內(nèi)，小孔段內(nèi)細(xì)軸6與套軸11通過(guò)軸 承II21過(guò)盈配合；小直齒輪7固定安裝在細(xì)軸6上，其中一個(gè)錐齒輪5固定安裝在 套軸11上，大、小直齒輪傳動(dòng)比是2: 1。
套軸11外設(shè)有法蘭密封體10，法蘭密封體10設(shè)于殼體3外側(cè)，法蘭盤(pán)上設(shè)有 均布的螺釘沉孔12，殼體3相應(yīng)位置設(shè)有螺釘盲孔，法蘭盤(pán)的靠近殼體3內(nèi)側(cè)壁 上位于螺釘沉孔的里側(cè)設(shè)有環(huán)形槽"，所述環(huán)形槽14內(nèi)設(shè)有"0"型密封圈17， 法蘭密封體10內(nèi)設(shè)有軸承I1119，通過(guò)軸承III19與套軸11配合，軸承III19的外圈 與法蘭密封體10過(guò)盈配合，內(nèi)圈與套軸ll過(guò)盈配合，在法蘭密封體io內(nèi)套裝于 套軸11上設(shè)有大隔套18，所述大隔套18通過(guò)套軸的軸肩13對(duì)軸承III19進(jìn)行定 位，法蘭密封體IO、套軸ll、大隔套18所形成的封閉間隙內(nèi)填充有高粘度潤(rùn)滑 脂20。
上述舵機(jī)9通過(guò)大、小兩個(gè)直齒輪嚙合帶動(dòng)細(xì)軸6輸出動(dòng)力，鰭肢機(jī)構(gòu)2固定 安裝于細(xì)軸6伸出端，直流電機(jī)4通過(guò)兩個(gè)錐齒輪5嚙合帶動(dòng)套軸11輸出動(dòng)力，輪
槳機(jī)構(gòu)l固定安裝于套軸ll伸出端。
所述的大、小兩個(gè)直齒輪與細(xì)軸6配合，通過(guò)頂絲實(shí)現(xiàn)軸向及周向定位，所 述的錐齒輪5與套軸11通過(guò)頂絲聯(lián)接，套軸ll上的頂絲孔是盲孔，避免泄漏。
所述的鰭肢機(jī)構(gòu)2固定安裝于細(xì)軸6伸出端，通過(guò)頂絲實(shí)現(xiàn)軸向及周向定 位，所述套軸ll與輪槳機(jī)構(gòu)l通過(guò)頂絲聯(lián)接，通過(guò)頂絲實(shí)現(xiàn)軸向及周向定位，套 軸ll上的頂絲孔是盲孔，避免泄漏。
實(shí)施例2:
與實(shí)施例l相比，本實(shí)施例不同地方在于大、小直齒輪傳動(dòng)比是4: 權(quán)利要求
1、一種用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸密封傳動(dòng)裝置，包括殼體(3)內(nèi)所設(shè)的電機(jī)(4)及錐齒輪(5)，其特征在于殼體內(nèi)還設(shè)有舵機(jī)(9)、傳動(dòng)齒輪，所述電機(jī)(4)與舵機(jī)(9)一起帶動(dòng)一復(fù)合軸機(jī)構(gòu)將動(dòng)力輸出，復(fù)合軸機(jī)構(gòu)穿過(guò)殼體(3)伸出殼體(3)外，在殼體(3)外側(cè)的復(fù)合軸機(jī)構(gòu)上設(shè)有法蘭密封體(10)。
2、 如權(quán)利要求l所述的用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸密封傳動(dòng)裝置， 其特征在于所述復(fù)合軸機(jī)構(gòu)包含細(xì)軸(6)與套軸(U)，所述套軸(11)套裝在細(xì)軸(6) 上，細(xì)軸(6)與套軸(11通過(guò)軸承配合，細(xì)軸(6)與套軸(11)及軸承之間所形成密封 間隙內(nèi)填充有潤(rùn)滑脂(20)。
3、 如權(quán)利要求2所述的用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸密封傳動(dòng)裝置, 其特征在于所述細(xì)軸(6)與套軸(11)通過(guò)軸承I(15)、軸承II(21)配合，上述套軸 (ll)分成大孔段、小孔段，大孔段內(nèi)設(shè)有小隔套(16)，小隔套(16接裝于細(xì)軸(6) 上，軸承I (15)設(shè)于大孔段內(nèi)，大孔段內(nèi)細(xì)軸(6)與套軸(11)通過(guò)軸承I(15)配 合，小隔套(16)的端面對(duì)軸承I(15)軸向定位，細(xì)軸(6)與小隔套(16)之間、小隔 套(16)與套軸(11)之間、小孔段細(xì)軸(6)與套軸(11 )之間所形成的封閉間隙均填 充有潤(rùn)滑脂(20)，軸承II(21憤于小孔段內(nèi)，小孔段內(nèi)細(xì)軸(6)與套軸(11通過(guò)軸 承II(21)過(guò)盈配合。
4、 如權(quán)利要求l所述的用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸密封傳動(dòng)裝置， 其特征在于所述法蘭密封體(10)內(nèi)設(shè)有軸承in(19)，通過(guò)軸承III(19)與套軸(11)配 合，在法蘭密封體(10)內(nèi)設(shè)有大隔套(18)，大隔套(18)套裝于套軸(11)上，所述大 隔套(18)通過(guò)套軸的軸肩(13樹(shù)軸承m(19誠(chéng)行定位，法蘭密封體((10)、套軸(11)、大隔套(18)所形成的封閉間隙內(nèi)填充有潤(rùn)滑脂(20)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、或4所述的用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸 密封傳動(dòng)裝置，其特征在于所述的傳動(dòng)齒輪為大、小兩個(gè)直齒輪，小直齒輪(7) 固定安裝在細(xì)軸(6)上，兩個(gè)直齒輪傳動(dòng)比是2: 1。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、或4所述的用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸 密封傳動(dòng)裝置，其特征在于所述的傳動(dòng)齒輪為大、小兩個(gè)直齒輪，小直齒輪(7) 固定安裝在細(xì)軸(6)上，兩個(gè)直齒輪傳動(dòng)比是4: 1。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸密封傳動(dòng)裝置，其特征在于所述的法蘭密封體(10)固定安裝于殼體(3)外側(cè)，法蘭密封體(IO) 的法蘭盤(pán)上設(shè)有均布的沉孔(12)，殼體(3)外側(cè)相應(yīng)位置設(shè)有盲孔，法蘭盤(pán)上靠近 殼體(3)的內(nèi)側(cè)壁上位于沉孔的里側(cè)設(shè)有環(huán)形槽(14)，所述環(huán)形槽(14)內(nèi)設(shè)有密封 圈(17)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸密封傳動(dòng) 裝置，其特征在于所述的傳動(dòng)齒輪與細(xì)軸(6)配合，通過(guò)頂絲實(shí)現(xiàn)軸向及周向定 位，所述的錐齒輪(5)與套軸(11)通過(guò)頂絲連接，套軸(ll)上的頂絲孔是盲孔。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2、 3、或4所述的用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸密 封傳動(dòng)裝置，其特征在于舵機(jī)(9)通過(guò)傳動(dòng)齒輪嚙合帶動(dòng)細(xì)軸(6)輸出動(dòng)力，鰭肢 機(jī)構(gòu)(2)固定安裝于細(xì)軸(6)伸出端，通過(guò)頂絲實(shí)現(xiàn)軸向及周向定位，電機(jī)(4)通過(guò) 兩個(gè)錐齒輪(5)嚙合帶動(dòng)套軸(11)輸出動(dòng)力，輪槳機(jī)構(gòu)(l)固定安裝于套軸(ll)伸出 端，所述套軸(ll)與輪槳機(jī)構(gòu)(l)通過(guò)頂絲連接，通過(guò)頂絲實(shí)現(xiàn)軸向及周向定位， 套軸(ll)上的頂絲孔是盲孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合軸密封傳動(dòng)裝置，尤其是用于多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的復(fù)合軸密封傳動(dòng)裝置，包括殼體(3)內(nèi)所設(shè)的電機(jī)(4)及錐齒輪(5)，其特征在于殼體內(nèi)還設(shè)有舵機(jī)(9)、傳動(dòng)齒輪，所述電機(jī)(4)與舵機(jī)(9)一起帶動(dòng)一復(fù)合軸機(jī)構(gòu)將動(dòng)力輸出，復(fù)合軸機(jī)構(gòu)穿過(guò)殼體(3)伸出殼體(3)外，在殼體(3)外側(cè)的復(fù)合軸機(jī)構(gòu)上設(shè)有法蘭密封體(10)；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)多模態(tài)仿生兩棲機(jī)器人的輪槳機(jī)構(gòu)和鰭肢機(jī)構(gòu)根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)環(huán)境自由運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)靈活，不用手工進(jìn)行機(jī)構(gòu)替換，其動(dòng)力輸出互不干擾，而且密封效果好，完全可實(shí)現(xiàn)智能化操作。
文檔編號(hào)B60F3/00GK101430005SQ20081007299
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者喻俊志, 張立新, 斌 成, 王衛(wèi)兵, 王吉奎, 王曉東, 敏 魏 申請(qǐng)人:石河子大學(xué)