行走悬挂系统及轮式机器人的制作方法

文档序号:14954864发布日期:2018-07-17 23:21阅读:321来源:国知局

本实用新型涉及智能机器人的技术领域,尤其是涉及一种行走悬挂系统及轮式机器人。



背景技术:

轮式机器人的轮子主要结构之一就是普通电机驱动轮子或直接用轮毂电机,为了能够越障或爬坡,通常会增加摆杆结构,以便于驱动轮始终着地。

目前,常用的驱动轮摆杆结构比较简单,拆装很不方便,给后期维护带来了很大的麻烦;另外,现有的轮式机器人悬挂系统在不平底面上行走时缓冲效果不理想,导致轮式机器人行走过程中振动比较严重,影响其正常的作业。

基于以上问题,提出一种显得尤为重要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种轮式悬挂系统及轮式机器人,以缓解现有技术中轮式机器人的悬挂系统拆装、维护不便,且振动缓冲效果不理想的问题。

为了解决上述技术问题,本实用新型采取的技术手段为

本实用新型提供的一种行走悬挂系统包括带有万向轮的底盘和设置在底盘上的悬挂组件;

其中,所述悬挂组件包括驱动轮、基座、摆杆和弹性元件;

所述基座固定安装在所述底盘的两侧,所述摆杆与所述基座转动连接,所述弹性元件连接于所述摆杆与所述基座之间,所述驱动轮安装在所述摆杆上;

当所述驱动轮承载时,能够带动所述摆杆相对于所述基座正向转动;当所述驱动轮未承载时,所述弹性元件能够驱动所述摆杆相对于所述基座进行反向转动。

作为一种进一步的技术方案,所述基座呈L形结构,且所述基座的第一端处设置有连接耳,第二端设置有凸起部,且所述连接耳与所述凸起部之间设置有凹陷部。

作为一种进一步的技术方案,所述摆杆呈L形,且L形的所述摆杆的拐弯处设置有通孔;

所述通孔与所述连接耳配合使用,且两者之间通过摆杆轴连接。

作为一种进一步的技术方案,所述凸起部上端设置有与所述摆杆的第一端对应设置的连接部;

所述连接部与所述摆杆的第一端之间通过所述弹性元件连接。

作为一种进一步的技术方案,所述摆杆的第二端容置于所述凹陷部内,且所述摆杆的第二端能够在所述凹陷部内运动。

作为一种进一步的技术方案,所述凸起部上靠近所述凹陷部一侧的位置处设置有用于限制所述摆杆第二端运动范围的限位件。

作为一种进一步的技术方案,所述驱动轮的轴通过压键安装在所述摆杆的第二端处。

作为一种进一步的技术方案,所述连接耳与所述通孔之间设置有蝶形弹簧,且所述蝶形弹簧套设于所述摆杆轴上。

作为一种进一步的技术方案,所述底盘上设置有用于安装所述基座的立柱,所述基座与所述立柱之间通过销钉、螺栓或者螺钉连接。

本实用新型提供的一种轮式机器人包括所述的行走悬挂系统。

与现有技术相比,本实用新型提供的一种行走悬挂系统及轮式机器人所具有的技术优势为:

本实用新型提供的一种行走悬挂系统包括底盘和悬挂组件,其中,在底盘的底端设置有万向轮,悬挂组件设置在底盘上,且悬挂组件设置为两组,并对称设置在底盘的两侧,使得万向轮、两组悬挂组件中的两组驱动轮能够组成等腰三角形,以便于使得两组悬挂组件的受力均衡;进一步的,悬挂组件包括驱动轮、基座、摆杆和弹性元件,其中,基座固定安装在底盘相对的两侧,摆杆与基座转动连接,弹性元件连接于摆杆与基座之间,驱动轮安装在摆杆上,当驱动轮承载时,驱动轮能够带动摆杆相对于基座正向转动,当驱动轮未承载时,在弹性元件作用下能够使摆杆相对于基座进行反向转动。

本实用新型提供的一种行走悬挂装置的具体工作原理为:

当驱动轮未接触地面时,由于摆杆与基座之间转动连接,使得摆杆能够在弹性元件的拉力作用下相对于基座沿正向转动一定角度,由此,设置在摆杆上的驱动轮向着底端面移动一定位置,即驱动轮相对于基座向着基座的底端方向向外移动;当驱动轮接触地面时,整个轮式机器人的重量承载在悬挂组件上,此时,摆杆突破弹性元件的拉力作用,促使摆杆沿反向转动一定角度。

进一步的,轮式机器人在不平整的地面上行走,当驱动轮下方的地面出现凹坑时,弹性元件能够拉动摆杆转动,并由摆杆同步带动驱动轮向着地面凹坑方向移动,从而使驱动轮时刻与地面接触,成功避免了驱动轮悬空的现象发生;当驱动轮下方的地面出现凸起时,在驱动轮瞬时受到挤压,并向着远离地面的方向移动,在驱动轮带动下,摆杆突破弹性元件的拉力作用,带动摆杆相对于基座发生转动,从而使驱动轮时刻与地面接触,成功避免了驱动轮受到冲击而脱离地面现象的发生。

本实用新型提供的行走悬挂系统既能够有效缓解驱动轮悬空的问题,还能有效缓解驱动轮受到冲击而脱离地面的问题,从而,在轮式机器人行走遇到凹凸路面或爬坡时,驱动轮始终处于着地状态,且还具有良好的减震效果;另外,该行走悬挂系统的结构相对简单,拆装也比较方便,给后期维护提供了很大的便利。

本实用新型提供的一种轮式机器人包括上述行走悬挂系统,由此,该轮式机器人所达到的技术优势及效果包括上述行走悬挂系统所达到的技术优势及效果,此处不再进行赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种行走悬挂系统的第一结构示意图;

图2为本实用新型实施例提供的一种行走悬挂系统的第二结构示意图;

图3为图1、图2中所示的行走悬挂系统中悬挂组件的结构示意图;

图4为图1、图2中所示的行走悬挂系统中的摆杆、驱动轮及基座之间的装配示意图;

图5为图1、图2中所示的行走悬挂系统中的压键、基座与驱动轮之间的装配示意图。

图标:100-底盘;110-万向轮;120-立柱;200-悬挂组件;210-驱动轮;220-基座;221-连接耳;222-凸起部;223-凹陷部;224-连接部;230-摆杆;240-弹性元件;250-摆杆轴;260-限位件;270-压键;280-蝶形弹簧;300-销钉。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

如图1-5所示,图1为本实用新型实施例提供的一种行走悬挂系统的第一结构示意图;图2为本实用新型实施例提供的一种行走悬挂系统的第二结构示意图;图3为图1、图2中所示的行走悬挂系统中悬挂组件的结构示意图;图4为图1、图2中所示的行走悬挂系统中的摆杆、驱动轮及基座之间的装配示意图;图5为图1、图2中所示的行走悬挂系统中的压键、基座与驱动轮之间的装配示意图。本实施例提供的一种行走悬挂系统包括底盘100和悬挂组件200,其中,在底盘100的底端设置有万向轮110,悬挂组件200设置在底盘100上,且悬挂组件200设置为两组,并对称设置在底盘100的两侧,使得万向轮110、两组悬挂组件200中的两组驱动轮210能够组成等腰三角形,以便于使得两组悬挂组件200的受力均衡;进一步的,悬挂组件200包括驱动轮210、基座220、摆杆230和弹性元件240,其中,基座220固定安装在底盘100相对的两侧,摆杆230与基座220转动连接,弹性元件240连接于摆杆230与基座220之间,驱动轮210安装在摆杆230上,当驱动轮210承载时,驱动轮210能够带动摆杆230相对于基座220正向转动,当驱动轮210未承载时,在弹性元件240作用下能够使摆杆230相对于基座220进行反向转动。

本实施例提供的一种行走悬挂装置的具体工作原理为:

当驱动轮210未接触地面时,由于摆杆230与基座220之间转动连接,使得摆杆230能够在弹性元件240的拉力作用下相对于基座220沿正向转动一定角度,由此,设置在摆杆230上的驱动轮210向着底端面移动一定位置,即驱动轮210相对于基座220向着基座220的底端方向向外移动;当驱动轮210接触地面时,整个轮式机器人的重量承载在悬挂组件200上,此时,摆杆230突破弹性元件240的拉力作用,促使摆杆230沿反向转动一定角度。

进一步的,轮式机器人在不平整的地面上行走,当驱动轮210下方的地面出现凹坑时,弹性元件240能够拉动摆杆230转动,并由摆杆230同步带动驱动轮210向着地面凹坑方向移动,从而使驱动轮210时刻与地面接触,成功避免了驱动轮210悬空的现象发生;当驱动轮210下方的地面出现凸起时,在驱动轮210瞬时受到挤压,并向着远离地面的方向移动,在驱动轮210带动下,摆杆230突破弹性元件240的拉力作用,带动摆杆230相对于基座220发生转动,从而使驱动轮210时刻与地面接触,成功避免了驱动轮210受到冲击而脱离地面现象的发生。

本实施例提供的行走悬挂系统既能够有效缓解驱动轮210悬空的问题,还能有效缓解驱动轮210受到冲击而脱离地面的问题,从而,在轮式机器人行走遇到凹凸路面或爬坡时,驱动轮210始终处于着地状态,且还具有良好的减震效果;另外,该行走悬挂系统的结构相对简单,拆装也比较方便,给后期维护提供了很大的便利。

本实施例的可选技术方案中,基座220呈L形结构,且基座220的第一端处设置有连接耳221,第二端设置有凸起部222,且连接耳221与凸起部222之间设置有凹陷部223。

本实施例的可选技术方案中,摆杆230呈L形,且L形的摆杆230的拐弯处设置有通孔;通孔与连接耳221配合使用,且两者之间通过摆杆轴250连接。

本实施例的可选技术方案中,凸起部222上端设置有与摆杆230的第一端对应设置的连接部224;连接部224与摆杆230的第一端之间通过弹性元件240连接。

本实施例的可选技术方案中,摆杆230的第二端容置于凹陷部223内,且摆杆230的第二端能够在凹陷部223内运动。

本实施例的可选技术方案中,凸起部222上靠近凹陷部223一侧的位置处设置有用于限制摆杆230第二端运动范围的限位件260。

具体的,本实施例中基座220与摆杆230均采用L形结构,其中,基座220的一端设置连接耳221,相应的,在L形摆杆230的拐弯处开设通孔,并将通孔与连接耳221配合安装,然后穿入摆杆轴250,以实现摆杆230与基座220之间的转动连接。基座220的另一端设置凸起部222,由此,在凸起部222与连接耳221之间形成凹陷部223,当摆杆230转动设置在基座220上时,L形摆杆230的一侧则能够容置在凹陷部223内,并能够在凹陷部223内进行运动,即摆杆230能够相对于基座220转动一定角度,而为防止摆杆230转动角度过大,在凸起部222上安装了限位件260,限位件260的一部分位于凹陷部223的上方,使得摆杆230在相对于基座220转动时,当摆杆230转动幅度过大时,则通过限位件260进行阻挡。

进一步的,为实现摆杆230具有回复功能,在凸起部222上设置了连接部224,而当摆杆230转动安装在基座220上时,摆杆230上部的一侧能够与连接部224相对设置,且两者之间通过弹性元件240实现连接,该弹性元件240可以采用拉簧,由此,当摆杆230下部的一侧受力而向上移动时,根据杠杆原理,摆杆230上部的一侧则能够使弹性元件240有拉长的趋势或拉长的动作,而当受力作用消除时,在弹性元件240的拉力作用下,摆杆230能够进行回位。

本实施例的可选技术方案中,驱动轮210的轴通过压键270安装在摆杆230的第二端处。

基于上述原理,本实施例中将驱动轮210的轴安装在摆杆230下部的一侧端部,具体为,在该端部处设置安装座,并在安装座的顶部开孔,然后将压键270设置在该开孔中,通过压键270能够实现将驱动轮210的轴安装在摆杆230上。

本实施例的可选技术方案中,连接耳221与通孔之间设置有蝶形弹簧280,且蝶形弹簧280套设于摆杆轴250上。

需要说明的是,由于加工误差的存在,将摆杆230安装在基座220上时,摆杆230的拐弯处与基座220的连接耳221之间存在侧向间隙,由此,在行走时,摆杆230会沿着摆杆轴250的轴向相对于基座220产生移动,造成行走不稳定,甚至易出现磨损问题。

基于此,本实施例中,在摆杆230与基座220的连接耳221之间安装了蝶形弹簧280,在蝶形弹簧280作用下,该侧向间隙可以得到补偿,从而能够很好的解决基座220与摆杆230之间由于加工制造误差而造成的问题:由于间隙过大而使摆杆230出现晃动造成轮式机器人行走不稳的问题,或者,间隙过小而导致摆杆230卡死的问题。

另外,通过设置蝶形弹簧280,摆杆230与基座220之间形成一定的摩擦力,对摆杆230起到阻尼作用,从而可以对轮式机器人行走在凹凸路面时起到缓冲作用,使行驶更加稳定。

本实施例的可选技术方案中,底盘100上设置有用于安装基座220的立柱120,基座220与立柱120之间通过销钉300、螺栓或者螺钉连接。

本实施例中,悬挂组件200通过销钉300、螺栓或者螺钉安装在底盘100上,具体为,在底盘100上相对的两侧分别设置一组立柱120,而各组立柱120之间的距离与悬挂组件200中基座220上的安装孔相对应,由此可以实现安装,且拆装方便。

本实施例提供的一种轮式机器人包括上述行走悬挂系统,由此,该轮式机器人所达到的技术优势及效果包括上述行走悬挂系统所达到的技术优势及效果,此处不再进行赘述。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

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