本实用新型涉及一种移动机器人稳定机构及装有该稳定机构的移动机器人。
背景技术：
目前主流的移动机器人，如AGV的底盘构造大致相同，居中布置一对驱动轮提供驱动力，四角分别布置一个万向轮，以提供支撑；或者在底盘四角分别布置一个驱动轮。不管是哪种AGV，都是通过驱动轮与地面接触，驱动轮与地面的接触是线接触，这种接触不稳定，况且万向轮还能自由回旋。同时减数机内部齿轮间存在回隙，驱动电机本身的回隙等等，这几处回隙能通过减数机本身放大，直接传递到驱动轮上，导致的现象是，当驱动轮使能时，驱动轮仍能有一定角度的转动。驱动轮与万向轮的这种不稳定性，会影响整个AGV的正常工作，特别是对本体稳定性要求较高的场合。
比如携带机械臂的AGV，抓取PCB板进行装配作业，这是一个高精度的作业场景，要求车身地盘拥有足够的稳定性。机械臂在快速移动时，会产生一个很大的惯性，使车身产生较大的晃动，甚至使车体位置发生偏移，对于高精度的装配场合，即使轻微的偏移晃动，都会对机械臂末端产生影响，甚至导致装配失败。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种移动机器人稳定机构，使其在执行工作时保持稳定，不出现晃动。
本实用新型的目的之一在于提供一种装有上述稳定机构的移动机器人。
本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：
一种移动机器人稳定机构，包括两套分别设置在移动机器人左右两侧的支撑机构，所述支撑机构包括升降支柱和升降机构，所述升降支柱在所述升降机构的作用下上下移动以抬升移动机器人离开地面或将移动机器人降至地面。
进一步地，所述升降机构包括升降板，所述升降支柱与所述升降板相连接，所述升降板带动所述升降支柱上下移动。
进一步地，所述升降机构包括斜面凸轮结构，所述斜面凸轮结构包括设置在所述升降板上的引导槽和嵌入所述引导槽中的凸轮，所述引导槽包括第一水平部、斜部和第二水平部，所述斜部设置在所述第一水平部和第二水平部之间并连通所述第一水平部和第二水平部，所述凸轮在所述引导槽中移动以带动所述升降板升降。
进一步地，两个所述引导槽对称设置在所述升降板上，所述升降机构还包括驱动电机和正反丝杆，所述驱动电机带动所述正反丝杆转动，所述正反丝杆上设有正向传动螺母和反向传动螺母，所述正反丝杆转动时，所述正向传动螺母和所述反向传动螺母同步相向运动或相背运动，所述正向传动螺母与两个所述凸轮中的一者相连接并带其运动，所述反向传动螺母与两个所述凸轮中的另一者相连接并带其运动。
进一步地，所述升降机构还包括水平线性滑轨，所述水平线性滑轨上设有两滑块，所述滑块分别与所述正向传动螺母和所述反向传动螺母通过固定块相连接，所述凸轮设置在所述固定块上，所述水平线性滑轨与所述移动机器人相固接。
进一步地，升降机构还包括竖直线性滑轨，所述竖直线性滑轨与移动机器人固接，竖直线性滑轨上设置有竖直滑块，升降支柱通过竖直滑块与竖直线性滑轨滑动连接。
进一步地，所述升降机构上设有旋转把手，用于手动控制所述升降机构和所述升降支柱的升降。
本实用新型的目的之二采用如下技术方案实现：
一种移动机器人，装有上述的移动机器人稳定机构。
进一步地，所述移动机器人包括底座、驱动轮，所述升降机构设置在所述底座上方，所述升降支柱穿过所述底座并可相对所述底座上下移动，将驱动轮与地面的线接触与升降支柱底面与地面的面接触相互转变。
进一步地，所述底座上方设有龙门架，所述升降机构与所述龙门架相连接。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
通过升降支柱和升降机构，在移动机器人工作时将整个移动机器人抬离地面，将驱动轮与地面的线接触转变成升降支柱底面与地面的面接触，提高了移动机器人的稳定度，防止出现车身震动偏移甚至倾斜等问题；同时，采用两套独立的支撑机构，降低了支撑机构的结构复杂度和加工装配要求。
附图说明
图1为本实用新型实施例的与底座连接的稳定机构的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的与底座连接的稳定机构的正面结构示意图；
图3为本实用新型实施例的升降机构的结构示意图；
图4为本实用新型实施例的升降机构的正面结构示意图。
图中：10、支撑机构；11、升降支柱；20、升降机构；21、升降板；22、驱动电机；221、输入齿轮；222、中间齿轮；223、输出齿轮；23、正反丝杆；231、输入端；24、正向传动螺母；25、反向传动螺母；26、水平线性滑轨；27、滑块；28、固定块；30、斜面凸轮结构；31、引导槽；32、凸轮；33、第一水平部；34、斜部；35、第二水平部；40、底座；41、竖直线性滑轨；42、竖直滑块；43、龙门架；50、旋转把手。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，移动机器人也可以是其他依赖具有移动作业功能的设备，例如具有机械臂或者传送机构的智能玩具、智能家居、测绘车等。
如图1-4所示，一种移动机器人稳定机构，包括两套分别设置在移动机器人左右两侧的相互独立的支撑机构10，支撑机构10包括升降支柱11和升降机构20，升降支柱11在升降机构20的作用下上下移动以抬升移动机器人离开地面或将移动机器人降至地面。
通过升降支柱11和升降机构20，在移动机器人工作时将整个移动机器人抬离地面，将驱动轮与地面的线接触转变成升降支柱11底面与地面的面接触，提高了移动机器人作业时的稳定度，例如带有机械臂的移动机器人利用机械臂进行抓取物体时，AGV机器人利用机器人本体上的输送机构进行送料时，防止出现车身震动偏移甚至倾斜等问题；同时，采用两套独立的支撑机构10，降低了支撑机构10的结构复杂度和加工装配要求。
为了使升降支柱11的升降幅度统一，保证移动机器人升降时的平稳，升降机构20包括升降板21，升降支柱11的数量为两个，分别于升降板21的两端相连接，升降板21连接升降支柱11，并带动升降支柱11上下移动。由于设置在移动机器人左右的支撑机构10均具有升降机构20和升降支柱11，因此升降板21有两个，设置在移动机器人对称的两侧，升降支柱11有四个，分别设置在移动机器人的四角。
升降机构20包括斜面凸轮结构30，斜面凸轮结构30包括两个对称设置在升降板21上的引导槽31和嵌入引导槽31中的凸轮32，引导槽31包括第一水平部33、斜部34和第二水平部35，斜部34设置在第一水平部33和第二水平部35之间并连通第一水平部33和第二水平部35，凸轮32在引导槽31中移动以带动升降板21升降。凸轮32在斜部34上运动，相当于一个低摩擦的减速机构。如图2所示，两个斜部34对称设置，呈倒“八”字型，当两个凸轮32相向运动，各自移动至对应的斜部34时，凸轮32在斜部34中移动，升降板21逐渐上升，凸轮32相对于斜部34向下移动，在斜部34内壁上产生一个垂直于斜面且放大的推力，由于两个引导槽31对称设置，两个凸轮32产生的推力最终生成一个竖直向上的合力，推动升降板21上升；当两个凸轮32相背运动，各自移动至对应的斜部34时，升降板21逐渐下降，凸轮32在斜部34相对于斜部34向上移动，在斜部34内壁上产生一个垂直于斜面且是放大的推力，凸轮32所产生的推力最终生成一个竖直向下的合力，推动升降板21下降，升降板21下降时，设置在升降板21两端的升降支柱11也下降，底面与地面接触，产生的方向力使整个移动机器人上升离开地面。
第一水平面和第二水平面分别限定升降板21的上下位置以确定可升降的高度，斜部34的倾斜角度决定了减速比。采用上述结构的主要优势在于：1、凸轮32与引导槽31的摩擦阻力小，支撑杆将车体抬升时，额外损失的功率很小，也就是系统效率高，可降低对电机的要求；2、如前面所说，斜部34相当于一个减速机构，降速度增力矩，这就进一步降低了对电机及电机输出端减速机的要求，也就是可以选择小力矩的电机及小减速比的减速机；3、凸轮32运动到第一水平面或第二水平面位置时，垂直承受车体自身的重力，所有的力竖直向下，此时电机无需产生扭力，移动机器人即可保持稳定，此时电机的功耗非常低。
为了给凸轮32运动提供和传导驱动力，升降机构20还包括驱动电机22和正反丝杆23，正反丝杆23与机器人转动连接，驱动电机22带动正反丝杆23转动，正反丝杆23上设有正向传动螺母24和反向传动螺母25，正反丝杆23转动时，正向传动螺母24和反向传动螺母25同步相向运动或相背运动，正向传动螺母24与两个凸轮32中的一者相连接并带其运动，反向传动螺母25与两个凸轮32中的另一者相连接并带其运动。
为了保证凸块移动的平稳和水平，升降机构20还包括水平线性滑轨26，水平线性滑轨26上设有两滑块27，滑块27分别与正向传动螺母24和反向传动螺母25通过固定块28相连接，凸轮32设置在固定块28上，水平线性滑轨26与移动机器人相固接。
驱动电机22与正反丝杆23之间设有齿轮组，齿轮组包括与驱动电机22输出轴相连接的输入齿轮221、与输入齿轮221啮合的中间齿轮222以及与中间齿轮222啮合的输出齿轮223，输出齿轮223与正反丝杆23的输入端231相连接，中间齿轮222可以选用减速齿轮，也可选用普通的传动齿轮，正反丝杆23通过多级齿轮与驱动电机实现与机器人的转动连接。
为了保证升降支柱11的竖直上下运动，升降机构20还包括竖直线性滑轨41，所述竖直线性滑轨41与机器人固接，竖直线性滑轨41上设置有竖直滑块42，升降支柱11通过竖直滑块42与竖直线性滑轨41滑动连接。
移动机器人包括底座40，底座40高于地面，驱动轮设置在底座40两侧或者下方，升降机构20设置在底座40上方，缩小了移动机器人的整体体积，充分利用内部空间，升降支柱11穿过底座40并可相对底座40上下移动，将驱动轮与地面的线接触与升降支柱底面与地面的面接触相互转变。
升降机构20需要与移动机器人固定连接，具体的，升降机构20的水平线性滑轨26、竖直线性滑轨41以及驱动电机22可以安装在底座40上或与底座40相对固定的其他机构上。升降支柱11相对升降机构20移动，才能抬升或下降移动机器人，升降机构20产生的力矩较大，为防止损坏移动机器人本体，底座40上方设有龙门架43，升降机构20与龙门架43相连接，具体的，升降机构20的升降板21与龙门架43固定连接，升降机构20的水平线性滑轨26、竖直线性滑轨41以及驱动电机22也可以通过龙门架43实现与机器人的固定连接，保证连接的牢固性和移动机器人本体的正常运作，降低了改装成本。
当机构执行到位，将车体抬离地面成稳定状态时，若出现异常，整车失去电力时，升降机构20上设有旋转把手50，用于手动控制升降机构20和升降支柱11的升降，更具体地说，旋转把手50与正反丝杆23传动连接，可转动正反丝杆23。
结合上述实施方式和附图1-4，稳定机构的具体运作方式可以如下：
当驱动电机22正转，经过输入齿轮221、中间齿轮222、输出齿轮223的力矩传递，带动正反丝杆23正转，正向传动螺母24和反向传动螺母25分别带动滑块，两滑块在水平线性滑轨26上相背运动，滑块上的固定块28与凸轮32连接，带动凸轮32相背运动，凸轮32在升降板21的引导槽31内产生一个竖直向下的力，带动升降板21向下运动，同时升降支柱11也向下运动，接触地面；电机继续转动，凸轮32继续相背运动，升降支撑继续向外伸出，由于已接触地面，升降支柱11产生的力将整个车体抬离地面。
当驱动电机22反转，经过输入齿轮221、中间齿轮222、输出齿轮223的力矩传递，带动正反丝杆23反转，正向传动螺母24和反向传动螺母25分别带动滑块，两滑块在水平线性滑轨26上相向运动，滑块上的固定块28与凸轮32连接，带动凸轮32相向运动，凸轮32在升降板21的引导槽31内产生一个竖直向上的力，带动升降板21向上运动，同时升降支柱11也向上运动，将移动机器人降至地面后，升降支柱11继续向上运动，升离地面，移动机器人可移动。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。