[发明专利]一种螺旋伸缩机构

说明书

技术领域

本发明属于机器人设计领域，涉及一种螺旋伸缩机构。

背景技术

巡检机器人在进行巡检时，其机身并非能准确到达所有位置，特别是对于某些机身只能在上下一个维度伸缩的机器人，当其探测目标与其探测传感器有一定的距离时，需要传感器能前后移动，以提高作业精度。

中国发明专利文献CN102235840A《一种举靶机器人升降系统》阐述了一种采用弹簧管制材料的升降系统，其定位方式为开关定位，推动杆和接力柱相互作用完成升降功能，此种装置适用与打靶过程中靶标要么升起，要么收起的应用场景，靶标质量较轻采用相互内嵌套的弹簧管制材可以满足相应需求。此种方案不适用于通过中央控制器控制连续升降的应用场景，同时在负载较重时难以保证升降机构的稳定性。

中国发明专利申请CN104942826A《一种机器人升降装置及升降方法》中公开了一种采用拉绳加多级滑轨的机器人升降方案，该装置升降时为逐级升降，对拉绳要求较高，非常实用于较大型的机器人，对于小型伸缩距离较大的机器人其稳定性会减小，此外，该发明专利申请采用拉绳升降，拉绳既作为提升动力传递使用，也是各滑臂的承重绳，在升降过程，拉绳容易晃动，使得机器人升降不够稳当。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种螺旋伸缩机构，利用多级螺旋传动，能够在有限空间内伸长到需求的长度，实现有序伸缩。

本发明提供的螺旋伸缩机构，包括驱动机构、若干级伸缩装置，该伸缩装置包括丝杆、螺母，所述螺母套在丝杆上，所述驱动机构驱动第一级伸缩装置的丝杆转动，当丝杆转动时，螺母可在丝杆上移动；后级伸缩装置的丝杆套在前级伸缩装置的丝杆外部并与其连接，前级伸缩装置丝杆转动时带动后级伸缩装置丝杆转动；前级伸缩装置的螺母上具有突出部，后级伸缩装置的丝杆上具有与突出部咬合的凸起；向外伸出时，前级伸缩装置的螺母推动后级伸缩装置平移，向内收缩时，前级伸缩装置的突出部通过凸起拉动后级伸缩装置平移。

本发明采用逐级嵌套结构，利用螺旋传动原理，进行多级螺旋传动，能够在有限空间内伸长到需要的长度，实现有序伸缩，在小空间内具有较大的伸缩范围，结构紧凑、体积小。伸出时，前级升降装置的螺母推动后级伸缩装置沿前级升降装置的丝杆平移，收缩时，由于前级升降装置的突出部与后级升降装置的凸起咬合，前级升降装置螺母移动时，突出部与之一并移动，基于突出部与凸起咬合，突出部拉动后级升降装置平移，实现收缩。为方便突出部与凸起的咬合，突出部、凸起的截面呈L形。

本发明的后级伸缩装置丝杆与前级伸缩装置丝杆通过相互配合的凸块、卡槽连接，该凸块设置在后级伸缩装置丝杆的内表面，卡槽设置在前级伸缩装置丝杆的外表面，所述凸块插入卡槽内。凸块与卡槽配合一方面实现两级伸缩装置丝杆的连接，实现动力传递，另一面不影响伸缩装置的平移，通过凸块与卡槽连接相关丝杆，实现动力传递，使得本发明仅需要一个驱动机构即可实现多级驱动，无需为每一级伸缩装置提供单独的动力机构，大大节约了资源，简化了设备结构。

本发明的伸缩装置还包括外套壳，该外套壳与螺母连接，其中，最后一级伸缩装置的外套壳套在该级伸缩装置丝杆外，前级伸缩装置的外套壳套在后级伸缩装置外，外套壳的设置，有利于保证各级伸缩装置的相对稳定性，同时，确保直线移动。外套壳与螺母一起转动、平移，相应地，突出部设置在外套壳上具有同样的效果。

优选地，本发明还包括导轨及安装在导轨上的滑块，第一级伸缩装置的外套壳安装在滑块上，可以通过导轨滑块对各级伸缩装置组成的整体进行移动。

本发明还包括尾级丝杆，所述尾级丝杆套在最后一级伸缩装置的丝杆外，该尾级丝杆上也设置有凸起，该凸起与最后一级伸缩装置的突出部咬合。尾级丝杆上可安装摄像机等部件。也可以将尾级丝杆设计成与伸缩装置丝杆同步转动的形式，即，尾级丝杆的内表面设置凸起，在最后一级伸缩装置的外表面设计配套的卡槽。尾级丝杆也可以设置外套壳，该外套壳紧贴尾级丝杆设置，最后一级伸缩装置的外套壳套在尾级丝杆的外套壳外。

优选地，所述驱动装置包括电机和齿轮组，所述电机驱动齿轮组转动，所述齿轮组驱动第一级伸缩装置丝杆转动。