一种轨道式机器人运动机构及其机器人系统的制作方法

1.本发明涉及机器人行走设备技术领域，具体为一种轨道式机器人运动机构及其机器人系统。


背景技术：

2.公开号为cn210790956u提供了一种用于轨道机器人的悬挂式运动装置，包括：定位安装板件；两组挂载驱动机构，对称固定设置在所述定位安装板件的同一侧且同时与轨道的一侧面和上表面保持滚动接触，用于悬挂定位安装板件并提供驱动力；两组快拆挂载机构，相对两挂载驱动机构对称地固定设置在所述定位安装板件的另一侧，且通过直线伸缩运动与所述轨道的上表面保持滚动接触或相脱离；自适应导向压紧机构，相对两挂载驱动机构固定设置在所述定位安装板件的另一侧且间隔一定距离地与对所述轨道侧面的两处施加一定压力的滚动接触。
3.上述现有技术通过与导轨摩擦接触的驱动轮实现驱动，为了保证在行走时不会产生打滑的现象，就需要保证导轨与驱动轮之间的摩擦力，而驱动轮并不能相对悬挂架转动，因此在转弯时摩擦轮需要沿着其径向平移，而摩擦轮与导轨之间的摩擦力会限制其平移，进而导致转弯时会产生较大的阻力，进而不便于在弯道较大以及弯道较多的场景下运用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种轨道式机器人运动机构及其机器人系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种轨道式机器人运动机构，包括框架、驱动机构、液压缸、侧边轮ⅰ、齿条、连杆、齿轮、侧边支撑组件和防偏组件，所述驱动机构转动安装在框架上，驱动机构用于和导轨摩擦接触并提供行进的动力，其中：
7.所述液压缸设置在框架的侧面，其动力输出端设有侧边轮ⅰ，所述齿条通过连杆与液压缸的动力输出端连接，齿轮设置在驱动机构上，而齿条与齿轮啮合，当液压缸带动侧边轮ⅰ始终保持与导轨的侧面接触时就会带动齿条同步移动，此时齿条带动齿轮转动实现驱动机构的转向，所述侧边支撑组件包括支撑架、连接臂、侧边轮ⅱ和扭簧，所述支撑架设置在框架的侧面与液压缸处于对立面，两根所述连接臂转动安装在支撑架上，其中连接臂与支撑架之间设有扭簧，所述连接臂的端部转动安装有侧边轮ⅱ，所述防偏组件设置在框架的底部并与支撑架同侧，当侧边轮ⅰ朝着远离导轨的方向运动时防偏组件翻转实现与导轨端面接触。
8.优选的，所述防偏组件包括偏转架、防偏轮、楔形块和拉杆，所述偏转架转动安装在框架的底部，所述防偏轮转动安装在偏转架上，当偏转架与框架的底部平行时防偏轮的中心轴线与侧边轮ⅰ的中心轴线垂直，所述楔形块设置在偏转架上，所述拉杆与齿条连接，拉杆的端部设有拉环，拉环套在偏转架上并正对着楔形块。
9.优选的，所述楔形块的斜坡面朝下设置，而斜坡面的底点靠近偏转架与框架的连接处，当拉杆向靠近驱动机构的方向位移时拉环与楔形块的斜坡面接触，进而拉动偏转架翻转并与框架的底部平行。
10.优选的，所述防偏轮为弹性橡胶轮。
11.优选的，所述驱动机构包括车轮架、行进轮和车轮电机，所述车轮架转动安装在框架上，行进轮转动安装在车轮架上，其中行进轮内部集成有车轮电机。
12.优选的，所述齿轮固套在车轮架上。
13.一种机器人系统，包括上述所述的一种轨道式机器人运动机构。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.本发明通过液压缸带动侧边轮ⅰ始终保持与导轨的侧面接触，那么液压缸带动齿条同步移动，此时齿条带动齿轮转动实现驱动机构的转向，进而在运动至轨道的转弯处时作为主动部件的驱动机构能够实现转向，进而增加了整个机构行进的平顺性以及降低了转弯时所产生的摩擦阻力，当侧边轮ⅰ朝着远离导轨的方向运动时防偏组件翻转实现与导轨端面接触，避免在到达轨道弯道处时侧边支撑组件的支撑力不足导致的发生偏移的情况。
附图说明
16.图1为本发明整体结构的三维示意图；
17.图2为本发明整体结构的侧视图；
18.图3为本发明整体结构的侧视图；
19.图4为本发明中驱动机构的三维示意图；
20.图5为本发明中侧边支撑组件的三维示意图。
21.图中：1框架、2驱动机构、3液压缸、4侧边轮ⅰ、5齿条、6连杆、7齿轮、8侧边支撑组件、9防偏组件、21车轮架、22行进轮、23车轮电机、81支撑架、82连接臂、83侧边轮ⅱ、84扭簧、91偏转架、92防偏轮、93楔形块、94拉杆、941拉环。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
23.实施例：
24.请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：
25.一种轨道式机器人运动机构，包括框架1、驱动机构2、液压缸3、侧边轮ⅰ4、齿条5、连杆6、齿轮7、侧边支撑组件8和防偏组件9，其中：
26.驱动机构2包括车轮架21、行进轮22和车轮电机23，车轮架21转动安装在框架1上，行进轮22转动安装在车轮架21上，其中行进轮22内部集成有车轮电机23，进而实现行进轮22的驱动，液压缸3设置在框架1的侧面，液压缸3的动力输出端设有侧边轮ⅰ4，其中侧边轮ⅰ4用于限制框架1发生过渡的偏转，为了时刻的检测侧边轮ⅰ4是否与导轨的侧面接触可以在侧边轮ⅰ4上设置压力传感器，齿条5通过连杆6与液压缸3的动力输出端连接，齿轮7固套在
车轮架21上，而齿条5与齿轮7啮合，当液压缸3带动侧边轮ⅰ4始终保持与导轨的侧面接触时就会带动齿条5同步移动，此时齿条5带动齿轮7转动实现驱动机构2的转向，侧边支撑组件8包括支撑架81、连接臂82、侧边轮ⅱ83和扭簧84，支撑架81设置在框架1的侧面与液压缸3处于对立面，两根连接臂82转动安装在支撑架81上，其中连接臂82与支撑架81之间设有扭簧84，进而对连接臂82提供扭力，连接臂82的端部转动安装有侧边轮ⅱ83，其中侧边轮ⅱ83用于限制框架1发生过渡的偏转；
27.防偏组件9设置在框架1的底部并与支撑架81同侧，当侧边轮ⅰ4朝着远离导轨的方向运动时防偏组件9翻转实现与导轨端面接触，防偏组件9包括偏转架91、防偏轮92、楔形块93和拉杆94，偏转架91转动安装在框架1的底部，防偏轮92转动安装在偏转架91上，当偏转架91与框架1的底部平行时防偏轮92的中心轴线与侧边轮ⅰ4的中心轴线垂直，防偏轮92为弹性橡胶轮，进而防偏轮92具备弹性形变的能力，楔形块93设置在偏转架91上，拉杆94与齿条5连接，拉杆94的端部设有拉环941，拉环941套在偏转架91上并正对着楔形块93，楔形块93的斜坡面朝下设置，而斜坡面的底点靠近偏转架91与框架1的连接处，当拉杆94向靠近驱动机构2的方向位移时拉环941与楔形块93的斜坡面接触，进而拉动偏转架91翻转并与框架1的底部平行。
28.一种机器人系统，包括上述所述的一种轨道式机器人运动机构。
29.本发明的工作原理为：将框架1放置在导轨上，此时驱动机构2内的行进轮22与导轨的顶部接触，而液压缸3驱动侧边轮ⅰ4与导轨的侧面接触，连接臂82端部的侧边轮ⅱ83与导轨的另一侧面接触，在车轮电机23驱动行进轮22转动时整体组件就能沿着导轨运动；
30.当运动至弯道处时导轨侧边轮ⅰ4相对轨道的位置就需要变化，以附图2所示为基准，假设现在框架1向右侧转弯，此时导轨外侧部分凸起，进而液压缸3带动侧边轮ⅰ4向左侧运动，保证侧边轮ⅰ4始终贴合在导轨的侧面，当液压缸3动作时通过连杆6带动齿条5同步位移，此时齿条5驱动齿轮7转动，那么转动的齿轮7带动车轮架21向右侧转动，进而实现平顺过弯；而在框架1向右侧转弯时扭簧84对连接臂82提供扭力，进而使得连接臂82端部的侧边轮ⅱ83与导轨的侧边接触，而在液压缸3带动齿条5向左侧位移时会带动拉杆94同步运动，此时拉杆94端部的拉环941向左侧位移进而靠近楔形块93，进而拉环941与楔形块93的斜坡面接触带动偏转架91向上翻转，那么防偏轮92与导轨的底部接触，增加框架1与导轨之间的支撑力，避免框架1挂设重物过弯时发生过渡偏移的情况。
31.上述所述的防偏轮92与导轨底部接触的条件为，拉环941相对楔形块93运动的距离达到偏转架91偏转至与导轨的底面平行，也就是说当导轨弯道较小时防偏轮92不会与导轨底部接触，此时侧边轮ⅱ83与导轨侧面的摩擦力能够稳定框架1不会发生过渡偏移，相反的当液压缸3向右侧运动时拉环941会远离楔形块93，进而偏转架91向下偏转，而此时扭簧84处于压缩形变的状态，进而侧边轮ⅱ83紧贴在导轨的侧面。
32.上述所述的右侧如附图2中所标注的方向r,左侧为附图2中所标注的方向l。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。