移动机器人驱动轮升降装置的制作方法

本发明涉及移动机器人技术领域，特别涉及移动机器人的驱动轮升降装置。

背景技术：

移动机器人底盘上一般设有驱动轮组、支撑轮及底盘机械结构，驱动轮组包括驱动轮及用于向驱动轮提供动力的电机。当机器人正常带电运行时，控制器控制电机带动驱动轮动作实现机器人的直线行走、转弯、停止等功能。但当机器人出现故障或者非工作状态下需要搬运挪动时，驱动轮无法运转，需要人工进行搬运或者推动机器人从一个位置移动到另外一个位置。由于驱动轮与电机连接，在外力推动时会产生较大阻力，挪动不方便。如果强行推动机器人则会使电机高速转动，产生发电反馈，进一步增大阻力，甚至发电产生的高压电动势会烧坏电机驱动器或控制器，对机器人造成严重的损坏。

而移动机器人在非工作状态时的搬运挪动，是移动机器人应用过程中普遍存在的现象，如果不能可靠便捷的搬运，则会严重影响机器人的应用，甚至会对机器人产生不可逆的损坏。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种移动机器人驱动轮升降装置，旨在解决现有移动机器人非工作状态下，搬运不方便的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种移动机器人驱动轮升降装置，该装置设置于移动机器人底盘上，包括动力部、传动部及升降部；

动力部，安装在底盘上，提供升降源动力；

传动部，与动力部连接，将动力部的动力转换为驱动升降部动作的力；

升降部，包括用于承接驱动轮的升降架，升降架与传动部相接，在传动部驱动下移动，带动驱动轮升降。

进一步地，所述动力部为直线推杆电机，传动部为杠杆。

进一步地，所述升降部还包括固定座，所述固定座安装在底盘上，所述杠杆转动安装在固定座上，所述升降架活动安装在固定座上。

进一步地，所述升降架上设有第一导向柱，所述固定座上开设有与第一导向柱配合的第一导向孔，所述第一导向柱沿第一导向孔移动带动升降架升降。

进一步地，所述第一导向柱的一端设置在升降架上，另一端设有挡板；所述杠杆的一端与动力部连接，另一端抵接挡板。

进一步地，所述杠杆与挡板抵接的一端设有轴承。

进一步地，所述固定座上设有定位柱，所述升降架上开设有与定位柱配合的定位孔。

进一步地，所述动力部还可以为电机，传动部为凸轮。

进一步地，所述升降架上设有第一导向柱，所述第一导向柱的一端设置在升降架上，另一端设有挡板；所述凸轮与动力部连接，凸轮的轮廓抵接挡板。

进一步地，所述驱动轮通过连接块活动安装在底盘上，所述连接块上设有第二导向柱，所述底盘块上开设有与第二导向柱配合的第二导向孔，所述第二导向柱沿第二导向孔移动带动连接块及驱动轮升降；所述连接块与底盘之间设有缓冲弹簧。

进一步地，所述升降架升起时承接并抬升连接块，升降架与连接块接触的位置设有弹性垫片。

相对于现有技术，移动机器人采用本发明所提供的驱动轮升降装置，当非工作状态或故障状态下需要移动时，升降装置的动力部动作，通过传动部带动升降部移动，升降部抬升驱动轮，使驱动轮与地面脱离接触，此时即可通过支撑轮滚动，实现机器人的搬运，这样驱动轮不接触地面，移动阻力很小，大大方便了机器人的搬运，同时可以有效避免损坏机器人。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是驱动轮升降装置设于移动机器人底盘上的立体示意图；

图2是驱动轮升降装置设于移动机器人底盘上的局部剖视示意图；

图3是升降装置结构示意图；

图4是驱动轮升降装置设于移动机器人底盘上的另一角度立体示意图；

图5是驱动轮组结构示意图；

图6是驱动轮升降装置设于移动机器人底盘上的正视示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1、2所示，本发明提供一种移动机器人驱动轮升降装置，该升降装置设置在移动机器人底盘10上，底盘10上还安装有支撑轮20以及用于驱动移动机器人移动的驱动轮组30，驱动轮组30包括驱动轮31。驱动轮组30活动安装在底盘10上，升降装置40包含可承接驱动轮组的部件，升降装置40动作，通过该部件对驱动轮组30进行抬升，使驱动轮31与地面脱离接触。此时可通过支撑轮20滚动，实现机器人的搬运，而驱动轮31不接触地面，移动阻力变小，大大方便了机器人的搬运，同时避免损坏机器人。

升降装置40包括动力部、传动部及升降部，动力部安装在底盘上，提供装置升降的源动力；传动部与动力部连接，将动力部的动力转换为驱动升降部移动的力；升降部包括用于承接驱动轮31的升降架41，升降架41与传动部相接，在传动部驱动下移动，带动驱动轮升降。

如图2所示，动力部为可以实现直线运动的装置，如直线推杆电机，或电机丝杆结构。由于直线推杆电机结构简单、灵敏度高、能够实现自锁，因此可以保证升降装置的稳定性更高，本实施例优选直线推杆电机43作为动力部。而传动部采用杠杆42。直线推杆电机43通过驱动杠杆42旋转使升降架41升降。

升降部还包括固定座44，固定座44安装在底盘10上，杠杆42通过转轴421与固定座44转动连接。

升降架41活动安装在固定座44上，升降架41上设有第一导向柱411，固定座44上开设有与该第一导向柱411配合的第一导向孔441，第一导向柱411沿第一导向孔441上下滑动，即可带动升降架41上下移动。

第一导向柱411的一端设置在升降架41上，为了方便驱动该第一导向柱411上下滑动，在其另一端设置了挡板412。杠杆42的一端与直线推杆电机43连接，另一端抵接挡板412，直线推杆电机43动作，推动杠杆42的一端，使杠杆42绕转轴421转动，随着杠杆42的转动，杠杆42与挡板412抵接的另一端向挡板412施加一个向上的力，使其抬升，从而带动升降架41上升；相应地，直线推杆电机43复位，带动杠杆42反向转动，挡板412下降带动升降架下降。

为了减小杠杆42与挡板412之间的滑动摩擦，杠杆42抵接挡板412的一端设有轴承(图未示)，杠杆42与挡板412相对运动的过程中，轴承在挡板412上滚动，极大地减小了摩擦力，使挡板412的抬升更顺畅。

除了挡板，也可以设置其他分别与第一导向柱411及杠杆42另一端相接的结构，只要能够通过杠杆42的动作带动第一导向柱411上下滑动即可，此处不再赘述。

如图2、4所示，为了防止升降架41在升降过程中发生旋转，固定座44上还设有定位柱442，升降架41上开设有与定位柱442配合的定位孔413。定位柱442与第一导向柱411平行设置，升降架41升降过程中，定位柱442与定位孔413彼此限定，保证了升降架41水平位置的稳定。

如图3所示，固定座44整体呈倒“几”字型，其具体包括底板1、左侧板2和右侧板3。所述左侧板2和右侧板3平行间隔的设置在底板1上。第一导向孔441开设在底板1上，左侧板2和右侧板3上均开设有安装孔4，可通过螺栓穿过安装孔4将固定座44安装在机器人底盘10上。杠杆42转动安装在左侧板2和右侧板3之间，挡板412也位于左侧板2和右侧板3之间，使整体结构更加紧凑。

如图2、3、4所示，升降架41包括固定板414以及两根固定杆415，两根固定杆415平行间隔的安装在固定板414上。定位柱442的一端固设在固定板414上，定位孔413也开设在固定板414上。

如图5、6所示，驱动轮组30包括驱动轮31、连接块32以及为驱动轮提供动力的电机33。驱动轮31和电机33均安装在连接块32上，并通过连接块32活动安装在底盘10上。连接块32上设有第二导向柱321，底盘10上开设有与第二导向柱321配合的第二导向孔11，第二导向柱321沿第二导向孔11滑动带动连接块32及驱动轮31升降。连接块32与底盘10之间还设有缓冲弹簧34，连接块32上开设有导向槽322，缓冲弹簧34的一端设置在导向槽322内，避免弹簧在被压缩的过程中发生歪斜。移动机器人正常工作状态下，电机33带动驱动轮31动作，实现机器人的移动，移动过程中如遇到路面不平整，驱动轮31可以随第二导向柱321的上下滑动而调整上下位置，使其适应路面的变化，保证移动机器人运动的平稳性。

驱动轮组30有两组，分别安装在固定杆415的两端，使移动更加稳定；两驱动轮组30的连接块32均有部分位于两根固定杆415之上，当固定杆415向上移动时，固定杆415的端部承接连接块32，并随着固定杆415的继续上移而抬升连接块32及与连接块32连接的驱动轮31；当固定杆415向下移动，驱动轮31随之下降。固定架415端部用于承接连接块32的位置还设有弹性垫片416，以确保抬升时固定杆415和连接块32的完全接触，使接触区域的力比较均匀，同时还可以减少碰撞和摩擦。

当移动机器人处于故障或非工作状态需要人工移动时，直线推杆电机43动作带动杠杆42转动，将挡板412抬升，进而带动升降架41上升，升降架41上升时承接并抬升连接块32，使驱动轮31与地面脱离接触，此时即可通过支撑轮20的滚动，实现机器人的搬运。不需要移动时，直线推杆电机43驱动杠杆42反向转动，升降架41在自身重力及缓冲弹簧34的恢复力作用下向下移动，即可使驱动轮31复原。

在其它实施例中，动力部还可以采用普通电机，传动部则采用凸轮，凸轮轮廓与挡板412抵接。电机动作带动凸轮转动，随着凸轮转动过程中与挡板412相接处轮廓线的变换，挡板412被抬升，进而提升升降架41，达到抬升驱动轮31的目的；凸轮继续转动或反向转动，挡板412下降，驱动轮随之复位。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。