减震机构、万向轮组及轮式移动机器人的制作方法

本实用新型属于移动机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种减震机构、万向轮组及轮式移动机器人。

背景技术：

轮式移动机器人是一种在复杂环境下工作的具有自规划、自组织、自适应能力的机器人，其定位导航技术是实现真正智能化和完全自主移动的关键技术。目前，由于绝大多数服务型轮式移动机器人主要应用于室内狭小的空间过道，其应用场景要求轮式移动机器人能够实现小半径转弯、原地转弯等硬性要求，因此紧凑型双轮差速驱动移动机器人底盘必然需要紧凑型支撑轮组结构来辅助行走和转弯。

对于轮式移动机器人而言，紧凑型的底盘结构，空间狭小，不适合复杂的，大空间占用的减震结构，然而，目前市场上常用的轮式移动机器人要么采用在底盘上直接刚性连接万向轮，仅仅依靠万向轮的材质本身来达到减震目的，其减震效果十分有限；要么通过占用空间大的弹簧盒连接底盘和万向轮，需要占用空间大，并且要求底盘距离地面有足够的高度，容易导致底盘重心偏高，影响了轮式移动机器人行走的稳定性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种减震机构、万向轮组及轮式移动机器人，包括但不限于解决减震结构无法兼备减震效果好和占用空间小的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种减震机构，安装于轮式移动机器人的万向轮组上，包括：

导向筒，用于连接所述轮式移动机器人的底盘；

导向轴，贯穿于所述导向筒上，包括轴本体和环设于所述轴本体中部的限位部；

两紧固件，分别紧固连接于所述轴本体的相对两端，其中一所述紧固件用于将所述导向轴限位于所述导向筒上，另一所述紧固件用于将所述导向轴安装于万向轮上；以及

弹性件，容置于所述导向筒的内腔中，并套设于所述轴本体上，且所述弹性件的一端与所述限位部抵顶，所述弹性件的另一端与所述导向筒的端面抵顶。

进一步地，所述导向筒的筒壁上开设有导向槽，所述导向槽与所述内腔连通，且所述导向槽从远离所述端面的一端沿所述导向筒的轴向延伸，所述限位部上设置有凸耳，所述凸耳伸入所述导向槽内以限定所述导向轴的轴向移动范围。

进一步地，所述导向筒的靠近所述导向槽的一端设置有安装法兰，所述安装法兰上开设有间隔分布的至少两安装孔。

进一步地，所述导向筒与所述安装法兰的接合处设置有加强筋。

进一步地，所述紧固件为自锁螺母，所述轴本体的相对两端开设有与所述紧固件的内螺纹相适配的外螺纹。

进一步地，所述限位部上开设有用于供扳手定位的卡口平面。

本实用新型提供的减震机构的有益效果在于：采用了导向轴、弹性件与导向筒配合，使得整体结构简化、占用空间小，并且通过导向轴传递万向轮所受外力，通过弹性件吸收该外力所产生的震动能量，进而达到减震目的，从而有效地解决了减震结构无法兼备减震效果好和占用空间小的技术问题，既满足了轮式移动机器人对安装空间的要求，又保障了轮式移动机器人行走的稳定性。

本实用新型还提供了一种万向轮组，安装于轮式移动机器人上，包括万向轮和上述减震机构，所述导向轴的一端与所述万向轮转动连接。

进一步地，所述万向轮包括：

支架；

轮体，转动连接于所述支架上；以及

轴承，紧固连接于所述支架上，且所述轴承的中心轴与所述轮体的旋转轴垂直，所述轴承套设于所述导向轴的一端上。

进一步地，所述轴承为平面轴承。

本实用新型提供的万向轮组的有益效果在于：采用了减震机构，使得整体结构简化、占用空间小，并且通过导向轴传递万向轮所受外力，通过弹性件吸收该外力所产生的震动能量，进而达到减震目的，既满足了轮式移动机器人对安装空间的要求，又保障了轮式移动机器人行走的稳定性。

本实用新型还提供了一种轮式移动机器人，包括底盘和上述万向轮组，所述底盘与所述导向筒紧固连接。

本实用新型提供的轮式移动机器人的有益效果在于：采用了结构简单并且具有减震机构的万向轮组，既满足了底盘紧凑设计的要求，又保障了行走的稳定性和灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的轮式移动机器人的立体示意图；

图2为本实用新型实施例提供的万向轮组的立体示意图；

图3为本实用新型实施例提供的万向轮组的立体分解示意图；

图4为本实用新型实施例提供的减震机构中导向筒的立体意图。

其中，图中各附图标记：

1—轮式移动机器人、10—万向轮组、20—底盘、11—万向轮、12—减震机构、111—支架、112—轮体、113—轴承、121—导向筒、122—导向轴、123—紧固件、124—弹性件、125—安装法兰、126—加强筋、1211—内腔、1212—端面、1213—导向槽、1221—轴本体、1222—限位部、1250—安装孔、1222a—凸耳、1222b—卡口平面。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”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，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专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图2至图3，现对本实用新型提供的减震机构进行说明。该安装在轮式移动机器人1的万向轮组10上的减震机构12包括导向筒121、导向轴122、两个紧固件123以及弹性件124，其中，导向筒121用于连接轮式移动机器人1的底盘20；导向轴122贯穿在导向筒121上，并且导向轴122为台阶轴，包括轴本体1221和限位部1222，该限位部1222环设在轴本体1221的中部；两个紧固件123分别紧固连接在轴本体1221的相对两端，其中一个紧固件123用于将导向轴122限位在导向筒121上，另一个紧固件123用于将导向轴122安装在万向轮11上；弹性件124容置在导向筒121的内腔1211中，并且弹性件124套设在轴本体1221上，弹性件124的一端与限位部1222抵顶，弹性件124的另一端与导向筒121的端面1212抵顶。

使用时，当万向轮组10承受载荷的情况下，轴本体1221进一步伸入导向筒121的内腔1211中，并且驱使限位部1222推顶弹性件124，使得弹性件124通过自身压缩变形来吸收和存储该载荷所产生的能量，进而达到减震的目的。

优选地，紧固件123为自锁螺母，在轴本体1221的相对两端开设有外螺纹，该外螺纹与自锁螺母的内螺纹相适配，两个紧固件123通过螺纹配合将导向轴122紧锁在万向轮11和导向筒121上；弹性件124为压缩弹簧。

本实用新型提供的减震机构12，采用了导向轴122、弹性件124与导向筒121配合，使得整体结构简化、占用空间小，并且通过导向轴122传递万向轮11所受外力，通过弹性件124吸收该外力所产生的震动能量，进而达到减震目的，从而有效地解决了减震结构无法兼备减震效果好和占用空间小的技术问题，既满足了轮式移动机器人对安装空间的要求，又保障了轮式移动机器人行走的稳定性。

进一步地，请参阅图4，作为本实用新型提供的减震机构的一种具体实施方式，在导向筒121的筒壁上开设有导向槽1213，该导向槽1213与内腔1211连通，并且导向槽1213从远离端面1212的一端沿导向筒的轴向延伸，同时，在导向轴的限位部1222上设置有凸耳1222a，该凸耳1222a伸入导向槽1213内以限定导向轴122的轴向移动范围。具体地，导向槽1213的长度方向与导向筒121的中心轴线平行，凸耳1222a从限位部1222的表面沿导向轴122的径向向外延伸，在限位部1222的表面上可以凸设有一个、两个或者多个凸耳1222a，导向槽1213与凸耳1222a一一对应配合，当导向轴122沿内腔1211的长度方向移动时，凸耳1222a沿导向槽1213的长度方向移动，进而通过凸耳1222a和导向槽1213配合限定导向轴122的轴向移动范围。

进一步地，请参阅图4，作为本实用新型提供的减震机构的一种具体实施方式，在导向筒121的靠近导向槽1213的一端设置有安装法兰125，该安装法兰125上开设有至少两个安装孔1250，至少两个安装孔1250呈间隔分布。具体地，安装法兰125从导向筒121的一端开口的边缘向外延伸至一定面积，至少两个安装孔1250间隔分布在导向筒121的外周，进而有效地增大减震机构12与轮式移动机器人1的底盘20的接合面积，导向筒121安装时，通过螺丝或者螺栓穿过的安装孔1250并且将安装法兰125抵紧底盘20，实现导向筒121与底盘20紧固连接。

进一步地，请参阅图4，作为本实用新型提供的减震机构的一种具体实施方式，在导向筒121与安装法兰125的接合处设置有加强筋126。具体地，在导向筒121与安装法兰125的接合处，沿导向筒121的周向可以设置一个、两个或者多个加强筋126，加强筋126的外轮廓呈直角三角形，并且加强筋126的一条直角边与导向筒121紧固连接，加强筋126的另一条直角边与安装法兰125紧固连接，起到增加导向筒121与安装法兰125连接强度的作用。

进一步地，请参阅图3，作为本实用新型提供的减震机构的一种具体实施方式，在导向轴的限位部1222上开设有卡口平面1222b，该卡口平面1222b用于供扳手定位。具体地，在限位部1222上开设有两个卡口平面1222b，两个卡口平面1222b呈对称分布，并且露出在导向筒121外，与扳手的开口相适配，有利于扳手快速固定导向轴122，提高了导向轴122的安装效率。

请参阅图2和图3，本实用新型还提供了一种万向轮组10，包括万向轮11和上述减震机构12，其中，导向轴122的一端与万向轮11转动连接。具体地，导向轴122的远离导向筒121的端面1211的一端穿设在万向轮11上，万向轮11可以绕导向轴122作360°旋转。

本实用新型提供的万向轮组10，采用了减震机构12，使得整体结构简化、占用空间小，并且通过导向轴122传递万向轮11所受外力，通过弹性件124吸收该外力所产生的震动能量，进而达到减震目的，既满足了轮式移动机器人对安装空间的要求，又保障了轮式移动机器人行走的稳定性。

进一步地，请参阅图2和图3，作为本实用新型提供的万向轮组的一种具体实施方式，万向轮11包括支架111、轮体112以及轴承113，其中，轮体112转动连接在支架111上，轴承113紧固连接在支架111上，并且轴承113的中心轴与轮体112的旋转轴垂直，轴承113套设在导向轴122的一端上。具体地，支架111上开设有通孔，轴承113紧固连接在通孔的一端，并且轴承113的内孔与通孔连通，导向轴122安装时，轴本体1221的一端沿轴承113的中心轴依次穿过轴承113的内孔和支架111的通孔后与紧固件123紧固连接，限位部1222与轴承113的一端面抵顶，紧固件123与支架111的远离轴承113所在侧的表面抵顶，实现减震机构12与万向轮11转动连接。

进一步地，请参阅图2和图3，作为本实用新型提供的万向轮组的一种具体实施方式，轴承113优选为平面轴承，平面轴承是由带滚针或者圆柱滚子或者钢球的平面保持架组件和平面垫圈组成，可以承受轴向载荷，提高了万向轮组的轴向承载能力。

请参阅图1，本实用新型还提供了一种轮式移动机器人1，包括上述万向轮组10和底盘20，其中，底盘20与导向筒121紧固连接。具体地，在底盘20上开设有避让孔，万向轮组10安装时，导向筒121竖直地穿过避让孔，安装法兰125通过螺丝或者螺栓与底盘20紧固连接。

本实用新型提供的轮式移动机器人1，采用了结构简单并且具有减震机构12的万向轮组10，既满足了底盘紧凑设计的要求，又保障了行走的稳定性和灵活性。

以上仅为本实用新型的可选实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。