一种机器人轮子的悬挂系统的制作方法

本实用新型涉及一种悬挂系统，特别是一种机器人轮子的悬挂系统。

背景技术：

机器人用途广、发展迅速，已经进入到各行各业以及我们的生活中，一些特殊用途的机器人，即像是运动类机器人，要求运动灵敏、制动及时，且运行平稳，这对机器人上的悬挂系统要求较高。

现有机器人的悬挂系统大多采用纵臂式独立悬挂或者单斜臂式独立悬挂，纵臂式独立悬挂存在悬挂的单方向适应力较强，但反方向适应力较差的问题，由于多数机器人需要全向移动，需要悬挂系统适应各个方向；单斜臂式独立悬挂存在悬挂活动时，会使轮子并不一直垂直于地面的问题，悬挂活动时导致轮子与地面的接触面积减小，摩擦力减小，引发侧滑、旋转等不利结果。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的现有的纵臂式独立悬挂存在悬挂的单方向适应力较强，但反方向适应力较差的问题，由于多数机器人需要全向移动，需要悬挂系统适应各个方向；单斜臂式独立悬挂存在悬挂活动时，会使轮子并不一直垂直于地面的问题，悬挂活动时导致轮子与地面的接触面积减小，摩擦力减小，引发侧滑、旋转等不利结果的问题，提供一种机器人轮子的悬挂系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种机器人轮子的悬挂系统，包括：

销轴，转动连接于机器人框架，所述销轴侧壁设有通孔；

上叉臂，转动连接于所述销轴；

下叉臂，铰接于机器人框架；

支架，一端铰接于所述上叉臂，另一端铰接于所述下叉臂，所述支架上设有机器人轮子的轮轴；

导轴，一端铰接于所述支架，另一端设有螺纹段且滑动穿过所述通孔，所述导轴的螺纹段适配有螺母；

弹簧，套设于所述导轴上，位于所述支架与所述销轴之间。

采用本实用新型所述的一种机器人轮子的悬挂系统，在外力作用下，通过设置所述弹簧沿所述导轴伸展以及压缩对机器人轮子起到减震的作用，减小机器人运行时和制动时的颤抖，使机器人快速回复平稳状态，并且通过拧转所述螺母沿所述导轴上下移动来调节所述弹簧的伸展量或者压缩量，以此来调节该悬挂系统的软硬程度；通过上叉臂和下叉臂将支架和轮子铰接在机器人框架上，弹簧伸缩时，带动支架能够保持始终平行与机器人框架上下运动，形成一个平行四边形结构，即轮子在遇到崎岖不平的路面时，也能够始终保证支架和轮子沿平行于机器人框架的方向上下运动，使轮子始终垂直于地面，避免了机器人框架因为减震时轮子的偏转发生失稳，同时这种结构对机器人全向移动适应性好，提高了该悬挂系统对机器人框架和底盘连接可靠性，该悬挂系统结构简单紧凑，连接使用方便，作用效果良好。

优选地，该悬挂系统还包括缓冲垫，所述缓冲垫套设于所述导轴上，位于所述弹簧与所述销轴之间。

通过设置所述缓冲垫，该悬挂系统工作时，所述弹簧伸展或者压缩，所述缓冲垫吸收所述弹簧多余的弹性能量，减小机器人运行时和制动时的颤抖，使机器人快速回复平稳状态。

优选地，所述缓冲垫为橡胶材质结构件。

优选地，所述上叉臂为U型结构件，其开口的两个端部分别转动连接于两个所述销轴，U型槽底铰接于所述支架的一端。

采用这种结构设置，使该悬挂系统整体受力均匀分布，同时便于设置两个所述导轴和两个所述弹簧，使得该悬挂系统承载性能好，悬挂系统工作时平稳。

优选地，每个所述销轴对应一个所述导轴和一个所述弹簧。

优选地，所述上叉臂、所述下叉臂和所述支架均为铝合金结构件。

优选地，该悬挂系统还包括驱动部件，所述驱动部件固定连接于所述支架，所述驱动部件的输出轴连接所述轮子。

优选地，所述驱动部件为无刷伺服电机。

采用无刷伺服电机，其效率高、能耗低、噪音低、使用寿命长、可靠性良好、能够无级变频调速、相对低成本且简单易用，加上伺服系统后，可形成闭环控制系统，系统有反馈，使得整体控制更加精确。

优选地，所述销轴和所述导轴为表面镀铬钢结构件，所述通孔与所述导轴之间油润滑，以减小摩擦系数。

采用表面镀铬的钢轴，增加了轴表面的耐磨性，同时增加了轴表面的光洁度和防腐蚀性能。

优选地，所述轮子为全向轮。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、运用本实用新型所述的一种机器人轮子的悬挂系统，在外力作用下，通过设置所述弹簧沿所述导轴伸展以及压缩对机器人轮子起到减震的作用，减小机器人运行时和制动时的颤抖，使机器人快速回复平稳状态，并且通过拧转所述螺母沿所述导轴上下移动来调节所述弹簧的伸展量或者压缩量，以此来调节该悬挂系统的软硬程度；通过上叉臂和下叉臂将支架和轮子铰接在机器人框架上，弹簧伸缩时，带动支架能够保持始终平行与机器人框架上下运动，形成一个平行四边形结构，即轮子在遇到崎岖不平的路面时，也能够始终保证支架和轮子沿平行于机器人框架的方向上下运动，使轮子始终垂直于地面，避免了机器人框架因为减震时轮子的偏转发生失稳，同时这种结构对机器人全向移动适应性好，提高了该悬挂系统对机器人框架和底盘连接可靠性，该悬挂系统结构简单紧凑，连接使用方便，作用效果良好；

2、运用本实用新型所述的一种机器人轮子的悬挂系统，该悬挂系统还包括缓冲垫，所述缓冲垫套设于所述导轴上，位于所述弹簧与所述销轴之间，通过设置所述缓冲垫，该悬挂系统工作时，所述弹簧伸展或者压缩，所述缓冲垫吸收所述弹簧多余的弹性能量，减小机器人运行时和制动时的颤抖，使机器人快速回复平稳状态；

3、运用本实用新型所述的一种机器人轮子的悬挂系统，所述上叉臂为U型结构件，其开口的两个端部分别转动连接于两个所述销轴，U型槽底铰接于所述支架的一端，采用这种结构设置，使该悬挂系统整体受力均匀分布，同时便于设置两个所述导轴和两个所述弹簧，使得该悬挂系统承载性能好，悬挂系统工作时平稳；

4、运用本实用新型所述的一种机器人轮子的悬挂系统，所述驱动部件为无刷伺服电机，采用无刷伺服电机，其效率高、能耗低、噪音低、使用寿命长、可靠性良好、能够无级变频调速、相对低成本且简单易用，加上伺服系统后，可形成闭环控制系统，系统有反馈，使得整体控制更加精确；

5、运用本实用新型所述的一种机器人轮子的悬挂系统，所述销轴和所述导轴为表面镀铬钢结构件，所述通孔与所述导轴之间油润滑，以减小摩擦系数，采用表面镀铬的钢轴，增加了轴表面的耐磨性，同时增加了轴表面的光洁度和防腐蚀性能。

附图说明

图1为实施例中所述的一种机器人轮子的悬挂系统使用状态示意图；

图2为实施例中所述的一种机器人轮子的悬挂系统结构示意图；

图3为所述上叉臂、下叉臂和支架的结构和连接关系示意图；

图4为所述上叉臂的结构和连接关系示意图。

图中标记：1-销轴，2-上叉臂，3-下叉臂，4-支架，5-导轴，6-弹簧，7-驱动部件。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

如图1-4所示，本实用新型所述的一种机器人轮子的悬挂系统，包括：

销轴1，转动连接于机器人框架，所述销轴1侧壁设有通孔；

上叉臂2，转动连接于所述销轴1；

下叉臂3，铰接于机器人框架；

支架4，一端铰接于所述上叉臂2，另一端铰接于所述下叉臂3，所述支架4上设有机器人轮子的轮轴；

导轴5，一端铰接于所述支架4，另一端设有螺纹段且滑动穿过所述通孔，所述导轴5的螺纹段适配有螺母；

弹簧6，套设于所述导轴5上，位于所述支架4与所述销轴1之间。

作为本实施例的一个优选方案，该悬挂系统还包括缓冲垫，所述缓冲垫套设于所述导轴5上，位于所述弹簧6与所述销轴1之间，通过设置所述缓冲垫，该悬挂系统工作时，所述弹簧6伸展或者压缩，所述缓冲垫吸收所述弹簧6多余的弹性能量，减小机器人运行时和制动时的颤抖，使机器人快速回复平稳状态；所述缓冲垫为橡胶材质结构件。

如图4所示，所述上叉臂2为U型结构件，其开口的两个端部分别转动连接于两个所述销轴1，U型槽底铰接于所述支架4的一端，采用这种结构设置，使该悬挂系统整体受力均匀分布，同时便于设置两个所述导轴5和两个所述弹簧6，使得该悬挂系统承载性能好，悬挂系统工作时平稳。每个所述销轴1对应一个所述导轴5和一个所述弹簧6。所述上叉臂2、所述下叉臂3和所述支架4均为铝合金结构件。

如图1所示，该悬挂系统还包括驱动部件7，所述驱动部件7固定连接于所述支架4，所述驱动部件7的输出轴连接所述轮子；所述驱动部件7为无刷伺服电机，采用无刷伺服电机，其效率高、能耗低、噪音低、使用寿命长、可靠性良好、能够无级变频调速、相对低成本且简单易用，加上伺服系统后，可形成闭环控制系统，系统有反馈，使得整体控制更加精确。

所述销轴1和所述导轴5为表面镀铬钢结构件，所述通孔与所述导轴5之间油润滑，以减小摩擦系数，采用表面镀铬的钢轴，增加了轴表面的耐磨性，同时增加了轴表面的光洁度和防腐蚀性能。所述轮子为全向轮。

运用本实用新型所述的一种机器人轮子的悬挂系统，通过设置所述弹簧6沿所述导轴5伸展以及压缩对机器人起到减震的作用，减小机器人运行时和制动时的颤抖，使机器人快速回复平稳状态，并且通过拧转所述螺母沿所述导轴5上下移动来调节所述弹簧6的伸展量或者压缩量，以此来调节该悬挂系统的软硬程度；通过上叉臂2和下叉臂3将支架4和轮子铰接在机器人框架上，弹簧6伸缩时，带动支架4能够保持始终平行与机器人框架上下运动，形成一个平行四边形结构，即轮子在遇到崎岖不平的路面时，也能够始终保证支架4和轮子沿平行于机器人框架的方向上下运动，使轮子始终垂直于地面，避免了机器人框架因为减震时轮子的偏转发生失稳，同时这种结构对机器人全向移动适应性好，提高了该悬挂系统对机器人框架和底盘连接可靠性，该悬挂系统结构简单紧凑，连接使用方便，作用效果良好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。