專利名稱：一種可轉(zhuǎn)防繞線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械電器傳動(dòng)領(lǐng)域，具體是涉及電線傳輸給可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)而不纏繞的
一種裝置結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化水平的提高，各種復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)在各領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，機(jī)械設(shè)備對(duì)信號(hào)的傳輸要求也越來(lái)越復(fù)雜。信號(hào)傳輸有有線傳輸和無(wú)線傳輸兩種方式。有線傳輸又可分為有線直接傳輸和有線間接傳輸兩種。有線直接傳輸是通過(guò)相應(yīng)的信號(hào)傳輸線直接連接及傳輸?shù)姆绞?；有線間接傳輸是在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩部分之間通過(guò)特殊方式來(lái)傳輸，特殊方式如相對(duì)滑動(dòng)和相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。有線間接傳輸?shù)奶厥鈧鬏敺绞叫枰罁?jù)機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的特殊裝置來(lái)滿足信號(hào)傳輸?shù)囊?。在機(jī)械電器領(lǐng)域中，在機(jī)械設(shè)備和機(jī)器人機(jī)構(gòu)中，經(jīng)常出現(xiàn)在一個(gè)大輪系轉(zhuǎn)動(dòng)中又在輪圈位置上有諸多自轉(zhuǎn)的小轉(zhuǎn)輪，在此復(fù)雜的轉(zhuǎn)動(dòng)輪系中，有許多送配的電源線，既要保證可靠、準(zhǔn)確、快速的傳遞，又要讓電線連接簡(jiǎn)潔，不纏繞，不易出故障。例如，一種機(jī)器人的復(fù)合式移動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)器人主體底部配置兩根平行主軸，每根主軸配置一個(gè)主電機(jī)，每根主軸兩端各裝配一個(gè)十字形的支架，主軸軸線穿過(guò)支架中心，支架可隨主軸旋轉(zhuǎn)，支架的四個(gè)端部各安裝一個(gè)滾輪電機(jī)，滾輪電機(jī)的輸出軸軸線平行于主軸軸線，輸出軸上裝配滾輪，滾輪可隨輸出軸旋轉(zhuǎn)。在機(jī)器人主體上配置紅外測(cè)距傳感器，紅外測(cè)距傳感器的檢測(cè)高度高于主軸、低于支架頂端，紅外測(cè)距傳感器信號(hào)連接控制單元，滾輪電機(jī)上配置電流傳感器，電流傳感器信號(hào)連接控制單元，控制單元通過(guò)控制電路連接主電機(jī)和滾輪電機(jī)。在控制原理上，分為三種情況一是在較為平坦的地表情況下，主電機(jī)不輸出，主軸不旋轉(zhuǎn)，由十字形支架兩個(gè)向下端部上的滾輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)與地面接觸的滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)向前移動(dòng)；二是當(dāng)紅外測(cè)距傳感器檢測(cè)到前方有障礙物、即障礙物高度達(dá)到紅外測(cè)距傳感器檢測(cè)高度時(shí)，說(shuō)明障礙物高度超過(guò)了移動(dòng)機(jī)構(gòu)的跨越極限高度，此時(shí)紅外測(cè)距傳感器發(fā)給控制單元一個(gè)信號(hào)，控制單元控制滾輪電機(jī)反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)滾輪反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)后退，然后轉(zhuǎn)彎避障后，繼續(xù)前行；三是當(dāng)紅外測(cè)距傳感器沒(méi)有檢測(cè)到前方有障礙物，但是滾輪電機(jī)上的電流傳感器檢測(cè)到滾輪電機(jī)電路上電流量與正常工況下電流量有較大差異時(shí)，如電流量是正常工況下電流量的1. 3 1. 5倍時(shí)，說(shuō)明機(jī)器人位于前方的兩個(gè)滾輪接觸到可翻越的障礙物，此時(shí)電流傳感器發(fā)給控制單元一個(gè)信號(hào)，控制單元控制滾輪電機(jī)停止輸出、主電機(jī)啟動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)整個(gè)支架翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)越障，當(dāng)成功越障之后，控制單元控制主電機(jī)停止輸出，滾輪電機(jī)啟動(dòng)、驅(qū)動(dòng)與地面接觸的滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)器人繼續(xù)前進(jìn)。在以上場(chǎng)合，或者類似以上場(chǎng)合，控制單元通過(guò)控制電路連接主電機(jī)和滾輪電機(jī)。 機(jī)器人的控制器安裝在機(jī)器人的本體上，而十字形支架端部的滾輪電機(jī)安裝在支架端部，16個(gè)滾輪電機(jī)的連接線比較復(fù)雜，并且信號(hào)線的一端是運(yùn)動(dòng)的，如果沒(méi)有特殊的裝置連接信號(hào)線的兩端，就會(huì)發(fā)生繞線情況，因此，迫切希望提供一種解決以上問(wèn)題的防繞線裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種可轉(zhuǎn)防繞線裝置，達(dá)到在復(fù)雜的輪系傳動(dòng)中，在給外圈的各個(gè)轉(zhuǎn)輪提供電源連線的同時(shí)，又要保證輪系本身旋轉(zhuǎn)也不會(huì)產(chǎn)生纏繞的目的，本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。一種防繞線可轉(zhuǎn)動(dòng)的輪系結(jié)構(gòu)，包括穿插在機(jī)架上的轉(zhuǎn)軸和布置在轉(zhuǎn)軸外圈，均布由N個(gè)滾輪電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)的N個(gè)滾輪，在機(jī)架上配置主電機(jī)，主電機(jī)的輸出軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸， 其特征在于在轉(zhuǎn)軸上同軸、絕緣固定配置A軸套和B軸套，A軸套和B軸套在軸向位置上不重疊；在兩軸套之一上繞制一段導(dǎo)電線圈，并分別與N個(gè)滾輪電機(jī)的電源線一個(gè)極連接，在另一軸套周向上均勻間隔繞制N段導(dǎo)電線圈，每一段導(dǎo)電線圈分別與N個(gè)滾輪電機(jī)的電源線另一個(gè)極連接；在機(jī)架上固定兩個(gè)呈V字形夾持導(dǎo)電彈片，兩夾持導(dǎo)電彈片分別位于A軸套和B 軸套的側(cè)部，并分別夾持、接觸一段導(dǎo)電線圈或N段導(dǎo)電線圈；兩夾持導(dǎo)電彈片分別連接電源的兩個(gè)電極。進(jìn)一步，所述N個(gè)滾輪電機(jī)和N個(gè)滾輪為四個(gè)滾輪電機(jī)和四個(gè)滾輪，以正交十字形配置在轉(zhuǎn)軸的外圈。進(jìn)一步，所述N段導(dǎo)電線圈相互間隔1-4根并列導(dǎo)線的距離。進(jìn)一步，所述A軸套和B軸套的直徑不同。如圖2所示，該裝置A部的圓柱面平均分成N為四的四部分，且每部分單獨(dú)纏繞導(dǎo)電線圈，各部分之間有微小間隙。B部為內(nèi)圓柱，外表面纏繞導(dǎo)電線圈，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證各部分的導(dǎo)電線圈是彼此絕緣的。該裝置中心是一個(gè)通孔，用于與轉(zhuǎn)軸連接。該裝置應(yīng)用于越障機(jī)器人上，用于機(jī)器人控制器與機(jī)器人移動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)的連接。A部上的四部分導(dǎo)電線圈分別連著十字形跨越輪系上的相應(yīng)四個(gè)滾輪電機(jī)的電源線正極，所有滾輪電機(jī)的電源線負(fù)極與B部的導(dǎo)電線圈相連。防繞線裝置還有兩個(gè)獨(dú)立導(dǎo)電彈片，固定于機(jī)器人本體上，兩個(gè)彈片分別連接電源的正極和負(fù)極，彈片為倒“V”字形，與防繞線裝置上的導(dǎo)電線圈相切連接。當(dāng)該裝置與機(jī)器人主軸7同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A部始終有相鄰兩個(gè)導(dǎo)電線圈與彈片接觸，即始終存在相鄰兩個(gè)滾輪電機(jī)是導(dǎo)通的，即保證十字形跨越輪系上始終有兩個(gè)滾輪在轉(zhuǎn)動(dòng)，保證機(jī)器人能行走。本裝置的優(yōu)點(diǎn)和有益效果本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，大量減少了機(jī)器人滾輪電機(jī)的輸送電源的電線數(shù)，降低結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，提高機(jī)器人在執(zhí)行作業(yè)過(guò)程中的可靠性，降低機(jī)器人的使用成本，保證了機(jī)器人復(fù)雜信號(hào)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)。


圖1為十字形跨越輪系越障機(jī)器人裝配示意2為本發(fā)明可轉(zhuǎn)防繞線裝置的一種實(shí)施方式的裝配示意圖
圖3為圖2的立體結(jié)構(gòu)示意4為圖2的右視圖，顯示夾持導(dǎo)電彈片夾持相切的結(jié)構(gòu)示意5為十字形跨越輪系的滾輪安裝示意6為本發(fā)明可轉(zhuǎn)防繞線裝置的一種實(shí)施方式裝配在十字形跨越輪系越障機(jī)器人的裝配示意7為圖6中十字形跨越輪系的右視中1、2、3、4分別為軸套周向均勻間隔繞制的四段導(dǎo)電線圈，5為一段導(dǎo)電線圈，6為通孔，7為轉(zhuǎn)軸，8、9分別為兩夾持導(dǎo)電彈片，10主電機(jī)，11減速器，12是十字形架， 13是滾輪電機(jī)，14滾輪支軸，15是滾輪，1’、2’、3’、4’分別為實(shí)施例中四個(gè)滾輪的代號(hào)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)現(xiàn)措施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，防繞線裝置直接安裝在機(jī)器人主軸上，A部與B部的導(dǎo)電線圈分別與兩個(gè)彈片相切配合。機(jī)器人控制單元發(fā)出控制信號(hào)，通過(guò)兩個(gè)彈片傳入與其相切的導(dǎo)電線圈上。如圖3和圖4所示，外圈A部平均分成的四部分的法線方向與十字形跨越輪系端部四個(gè)滾輪的安裝方向一致，即保證分成的四部分所形成的十字形與十字形跨越輪系接近重合。接線的方式可根據(jù)連接裝置的不同而選擇不同的連接方式，根據(jù)不同的傳輸信號(hào)而選擇不同的連接線與防繞線裝置的A部或B部相連。防繞線裝置可以根據(jù)實(shí)際需求在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)。①如果多個(gè)傳輸信號(hào)均需要分別傳輸?shù)脑?，需把B部改為和A部一致的裝置，根據(jù)所傳輸信號(hào)的個(gè)數(shù)把B部均分；②如果通過(guò)防繞線裝置傳輸出去的信號(hào)并不要求作單一互不干擾的處理，把A部改為和B部一致的形式；③如果所傳輸?shù)男盘?hào)不止兩種，可在原有基礎(chǔ)上增加與A部或B部相同的裝置。實(shí)施案例以防繞線裝置在十字形跨越輪系越障機(jī)器人中的運(yùn)用為例，此裝置在機(jī)器人中的安裝與具體實(shí)施方式
描述的一致。接線過(guò)程中，因?yàn)榉览@線裝置與彈片的接觸面是朝上的， 如圖3所示。而十字形跨越輪系需要信號(hào)驅(qū)動(dòng)的輪子是必須與地面接觸的，即朝下的，如圖 4所示。防繞線裝置的外圈分為1、2、3、4四個(gè)部分，十字形跨越輪系的四個(gè)端部也分為相應(yīng)的1’、2’、3’、4’四個(gè)部分，線路的連接為1接4’、2接3’，保證當(dāng)防繞線裝置外圈A部的1、 2兩個(gè)導(dǎo)電線圈與彈片相接觸時(shí)，十字形跨越輪系與地面接觸的3’、4’滾輪接通電源。對(duì)于另外兩對(duì)3、4和1’、2’的接線原理相同。
權(quán)利要求
1.一種可轉(zhuǎn)防繞線裝置，包括穿插在機(jī)架上的轉(zhuǎn)軸(7)和布置在轉(zhuǎn)軸(7)外圈，均布由 N個(gè)滾輪電機(jī)(1 分別驅(qū)動(dòng)的N個(gè)滾輪(15)，在機(jī)架上配置主電機(jī)(10)，主電機(jī)(10)的輸出軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸(7)，其特征在于在轉(zhuǎn)軸(7)上同軸、絕緣固定配置A軸套和B軸套，A軸套和B軸套在軸向位置上不重疊；在兩軸套之一上繞制一段導(dǎo)電線圈(5)，并分別與N個(gè)滾輪電機(jī)(13)的電源線一個(gè)極連接，在另一軸套周向上均勻間隔繞制N段導(dǎo)電線圈，每一段導(dǎo)電線圈分別與N個(gè)滾輪電機(jī) (13)的電源線另一個(gè)極連接；在機(jī)架上固定兩個(gè)呈V字形夾持導(dǎo)電彈片(8、9)，兩夾持導(dǎo)電彈片(8、9)分別位于A軸套和B軸套的側(cè)部，并分別夾持、接觸一段導(dǎo)電線圈或N段導(dǎo)電線圈；兩夾持導(dǎo)電彈片(8、 9)分別連接電源的兩個(gè)電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可轉(zhuǎn)防繞線裝置，其特征在于所述N個(gè)滾輪電機(jī)和N個(gè)滾輪為四個(gè)滾輪電機(jī)(13)和四個(gè)滾輪(15)，以正交十字形配置在轉(zhuǎn)軸(7)的外圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述可轉(zhuǎn)防繞線裝置，其特征在于所述N段導(dǎo)電線圈相互間隔1-4 根并列導(dǎo)線的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述可轉(zhuǎn)防繞線裝置，其特征在于所述A軸套和B軸套的直徑不同。
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)械電器傳動(dòng)領(lǐng)域，一種可轉(zhuǎn)防繞線裝置，包括穿插在機(jī)架上的轉(zhuǎn)軸(7)和布置在轉(zhuǎn)軸(7)外圈，均布由N個(gè)滾輪電機(jī)(13)分別驅(qū)動(dòng)的N個(gè)滾輪(15)，在轉(zhuǎn)軸(7)上同軸、絕緣固定配置A軸套和B軸套，在兩軸套之一上繞制一段導(dǎo)電線圈(5)，并分別與N個(gè)滾輪電機(jī)(13)的電源線一個(gè)極連接，在另一軸套周向上均勻間隔繞制N段導(dǎo)電線圈，每一段導(dǎo)電線圈分別與N個(gè)滾輪電機(jī)(13)的電源線另一個(gè)極連接；兩個(gè)呈V字形夾持導(dǎo)電彈片(8、9)分別夾持、接觸一段導(dǎo)電線圈或N段導(dǎo)電線圈；并分別連接電源的兩個(gè)電極。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少了機(jī)器人的滾輪電機(jī)輸送電線數(shù)，提高機(jī)器人在執(zhí)行作業(yè)過(guò)程中的可靠性，降低機(jī)器人的使用成本，保證了機(jī)器人復(fù)雜信號(hào)傳輸。
文檔編號(hào)H02G11/00GK102227079SQ201110075098
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者嚴(yán)昊宇, 吳鵬飛, 戴莉, 王麗慧, 譚化宏, 趙建軍, 陳志紅 申請(qǐng)人:上海師范大學(xué)