CN103963799B - 一种机器人行走装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人行走装置，包括承载底座、驱动器和摩擦驱动轮，所述驱动器包括与所述承载底座转动连接的摆动驱动器和与承载底座固定连接且与摆动驱动器相邻的固定驱动器，摆动驱动器和固定驱动器的动力输出轴上各设置一个所述摩擦驱动轮，摆动驱动器的摆动中心线与摩擦驱动轮的轴线平行，所述行走装置还包括对摆动驱动器施加作用力且使其上的摩擦驱动轮与固定驱动器上的摩擦驱动轮配合夹紧轨道的弹性补偿器。本发明的机器人行走装置，通过设置弹性补偿器使摆动驱动器上的摩擦驱动轮与固定驱动器上的摩擦驱动轮能够始终夹紧轨道，确保摩擦驱动轮与轨道表面始终接触，从而可以避免摩擦驱动轮出现打滑丢速的情况。
Description
技术领域
本发明涉及行走装置，具体地说，本发明涉及一种机器人行走装置。
背景技术
机器人通过行走装置在设定的轨道上进行移动，运用在车间生产上可以实现货物的物流输送，也可运用到游乐场可以实现游乐设备的长距离的行走娱乐。
目前，现有技术的行走装置是至少通过一对摩擦驱动轮与轨道接触，轨道夹在两个摩擦驱动轮之间，通过摩擦驱动轮的转动使行走装置整体沿着轨道移动。但是由于相配合的两个摩擦驱动轮之间的间隙大小会发生变化，两个摩擦驱动轮不能始终与轨道表面接触，而导致出现打滑丢速的情况，影响行走装置的正常运行。
发明内容
本发明提供一种机器人行走装置，目的是避免出现打滑丢速的情况。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种机器人行走装置，包括承载底座、驱动器和摩擦驱动轮，所述驱动器包括与所述承载底座转动连接的摆动驱动器和与承载底座固定连接且与摆动驱动器相邻的固定驱动器，摆动驱动器和固定驱动器的动力输出轴上各设置一个所述摩擦驱动轮，摆动驱动器的摆动中心线与摩擦驱动轮的轴线平行，所述行走装置还包括对摆动驱动器施加作用力且使其上的摩擦驱动轮与固定驱动器上的摩擦驱动轮配合夹紧轨道的弹性补偿器。
所述摆动驱动器和所述固定驱动器各设有两个，两个摆动驱动器和两个固定驱动器分别呈对角布置。
所述承载底座上设有摆动支座和与摆动支座相邻的固定支座，所述摆动驱动器与摆动支座转动连接，所述固定驱动器与固定支座固定连接。
机器人行走装置还包括呈张紧状态的拉索，拉索的一端与所述摆动支座连接，另一端绕过所述摆动驱动器和固定驱动器的动力输出轴后与所述固定支座连接，所述弹性补偿器一端固定在摆动支座上，另一端朝向固定支座的方向伸出并抵在拉索上。
所述摆动驱动器和固定驱动器的动力输出轴上套设有张紧轮，张紧轮上设有让所述拉索嵌入的环槽。
所述张紧轮通过轴承与所述动力输出轴连接。
所述弹性补偿器包括依次连接的橡胶弹簧、推杆和推头，橡胶弹簧与所述摆动支座连接，推杆朝向所述摆动驱动器的张紧轮的一侧延伸，且位于该张紧轮一侧的推头抵在拉索上。
所述摆动支座上设有与所述推杆同轴的支撑杆，所述橡胶弹簧套设在支撑杆上。
所述承载底座的四个角处各设有一个行走轮总成。
所述承载底座上设有与所述行走轮总成连接用于限制行走轮总成摆动角度的限扭器。
本发明的机器人行走装置，通过设置弹性补偿器对摆动驱动器施加作用力，使摆动驱动器上的摩擦驱动轮与固定驱动器上的摩擦驱动轮能够始终夹紧轨道，确保摩擦驱动轮与轨道表面始终接触，从而可以避免摩擦驱动轮出现打滑丢速的情况，提高行走装置运行的可靠性。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明机器人行走装置的俯视图；
图2是本发明机器人行走装置的前视图；
图3是摆动驱动器、固定驱动器构成的动力总成的结构示意图；
图4是摆动块与摆动支座的装配图；
图5是摆动驱动器、固定驱动器构成的动力总成的底视图；
图6是限扭器与行走支撑轮和承载底座连接处的结构示意图；
图中标记为：
1、承载底座；2、摆动驱动器；21、摆动电机；22、摆动减速器；23、摆动块；3、固定驱动器；31、固定电机；32、固定减速器；4、摩擦驱动轮；5、弹性补偿器；51、支撑杆；52、橡胶弹簧；53、推杆；54、推头；6、行走轮总成；61、行走轮转轴；62、行走支撑轮；7、限扭器；8、轨道；9、拉索；10、张紧轮；11、引导轮；12、摆动支座；13、固定支座；14、压板；15、摆动耳；16、支柱；17、行走轮支座。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图6所示，本发明一种机器人行走装置，包括承载底座1、驱动器和摩擦驱动轮4，机器人是安装在承载底座1，摩擦驱动轮4用于与轨道8表面接触且在驱动器的驱动作用下转动而是整个行走装置能够沿着轨道8进行移动。本行走装置的驱动器包括与承载底座1转动连接的摆动驱动器2和与承载底座1固定连接且与摆动驱动器2相邻的固定驱动器3，摆动驱动器2和固定驱动器3的动力输出轴上各设置一个摩擦驱动轮4，两个摩擦驱动轮4在轨道8的两侧分别与轨道8的相对的两侧面接触，摆动驱动器2的摆动中心线与摩擦驱动轮4的轴线平行。本行走装置还包括对摆动驱动器2施加作用力且使其上的摩擦驱动轮4与固定驱动器3上的摩擦驱动轮4配合夹紧轨道8的弹性补偿器5，摆动驱动器2在承载底座1上可转动，弹性补偿器5对摆动驱动器2施加作用下，促使摆动驱动器2始终能够朝向固定驱动器3所在位置摆动，以使两个摩擦驱动轮4能够始终夹紧轨道8，与轨道8表面保持接触，尤其是在经过轨道8的弯道位置处，从而可以避免摩擦驱动轮4出现打滑丢速的情况，提高行走装置运行的可靠性。
具体地说，承载底座1上相邻设置的一个摆动驱动器2和一个固定驱动器3构成一组动力总成。在本实施例中，摆动驱动器2和固定驱动器3各设有两个，从而能够形成两组动力总成，这样不仅具有足够的驱动力，而且各驱动器的尺寸不至于过大。如图1所示，两组动力总成是分别设置在承载底座1中间位置的前端和后端，且位于同一直线上，两个摆动驱动器2和两个固定驱动器3并分别呈对角布置。对角布置的方式可以确保对角的固定驱动器3始终与轨道进行接触，而对角的摆动驱动器2始终与轨道浮动接触。
在承载底座1上设有摆动支座12和与摆动支座12相邻的固定支座13，摆动支座12分别固定安装在承载底座1的前端和后端，相应在承载底座1的前端和后端也各安装有一个固定支座13，两个摆动支座12和两个固定支座13并分别呈对角布置。摆动驱动器2是与摆动支座12转动连接，固定驱动器3是与固定支座13固定连接。
如图3和图4所示，摆动驱动器2包括摆动电机21、摆动减速器22和摆动块23，摆动块23是位于水平面内，其端部通过转轴与摆动支座12转动连接，摆动减速器22是固定安装在摆动块23的顶面上，摆动电机21是固定安装在摆动减速器22上且摆动电机21沿水平方向朝向摆动减速器22的外侧伸出，摆动电机21的输出轴与摆动减速器22的输入轴连接，摆动减速器22的输出轴即为摆动驱动器2的动力输出轴，该动力输出轴是位于竖直面内，且朝向摆动块23的下方伸出，摩擦驱动轮4固定安装在动力输出轴上。固定驱动器3包括固定电机31和固定减速器32，固定减速器32是固定安装在固定支座13的顶面上，固定电机31是固定安装在固定减速器32上且固定电机31沿水平方向朝向固定减速器32的外侧伸出，如图1所示，承载底座1前端的固定电机31是朝向固定减速器32的前方伸出，后端的固定电机31是朝向固定减速器32的后方伸出。固定电机31的输出轴与固定减速器32的输入轴连接，固定减速器32的输出轴即为固定驱动器3的动力输出轴，该动力输出轴是位于竖直面内，且朝向固定支架的下方伸出，摩擦驱动轮4固定安装在动力输出轴上。承载底座1同一端的摆动驱动器2和固定驱动器3的动力输出轴是位于同一竖直面内，且两端的动力输出轴所在的两个竖直面为相平行。
本行走装置还包括呈张紧状态的拉索9，拉索9的一端与摆动支座12连接，另一端绕过摆动驱动器2和固定驱动器3的动力输出轴后与固定支座13连接。具体的，在摆动块23上位于动力输出轴与摆动块23的转轴之间设有一个压板14，压板14是通过螺栓与摆动块23固定连接，并将拉索9的一端压紧在摆动块23上。在固定支座13的外侧也设有一个压板14，压板14是通过螺栓与固定支座13固定连接，并将拉索9的另一端压紧在固定支座13上。沿行走装置的行进方向上，相比于摆动块23上的压板14的位置，固定支座13上压板14的位置更靠近承载底座1。
各摆动驱动器2和固定驱动器3的动力输出轴上分别套设有一个张紧轮10，张紧轮10并通过轴承固定在动力输出轴上，确保张紧轮10可以在动力输入轴上转动，张紧轮10是位于摩擦驱动轮4与摆动减速器22的壳体之间，张紧轮10的直径比摩擦驱动轮4的直径小。张紧轮10的外圆周面上设有让拉索9嵌入的环槽，从而可以避免拉索9与动力输入轴直接接触，便于对拉索9进行布置。另外，在固定支座13的底面上还设有一个引导轮11，该引导轮11的轴线与张紧轮10的轴线平行，引导轮11的轴线、张紧轮10的轴线与另一端的摆动驱动器2的摆动块23的摆动中心线是位于同一竖直面内，且固定支座13上的压板14是位于该竖直面的外侧，引导轮11的位置并位于固定支座13上的压板14与张紧轮10之间。如图5所示，在拉索9环绕过固定驱动器3上的张紧轮10后，从张紧轮10与引导轮11之间穿过后再反向环绕引导轮11，最后在固定支座13上的压板14处固定。相应的，在引导轮11的外圆周面上也设有让拉索9嵌入的环槽，设置引导轮11可以改变拉索9的布置方式，增大拉索9与固定驱动器3上的张紧轮10的接触面积。
如图4所示，本行走装置的弹性补偿器5的一端固定在摆动支座12上，另一端朝向固定支座13的方向伸出并抵在拉索9上。具体的，如图5所示，弹性补偿器5包括依次连接的橡胶弹簧52、推杆53和推头54。橡胶弹簧52与摆动支座12连接，橡胶弹簧52是一种高压缩力弹性体，可以产生压缩弹力。推杆53和推头54是位于摆动块23的下方，推杆53朝向摆动驱动器2的张紧轮10的一侧延伸，推杆53的一端与橡胶弹簧52固定连接，另一端安装推头54，推头54是用于抵在拉索9上，推头54的位置是位于摆动块23上的压板14与张紧轮10之间。推头54与拉索9接触的端面设有让拉索9嵌入的弧形槽，避免拉索9位置在竖直方向上发生偏移而导致在推头54上滑落。该结构的弹性补偿器5通过橡胶弹簧52产生的弹力，推动推杆53沿直线朝向张紧轮10与压板14之间移动，并通过推头54抵紧拉索9，从而可以使拉索9保持张紧状态，拉索9就可以使摆动驱动器2和固定驱动器3上的两个摩擦驱动轮4能够始终夹紧轨道8。
如图5所示，在摆动支座12上设有与推杆53同轴的支撑杆51，该支撑杆51为丝杆，表面设有螺纹，与摆动支座12为螺纹连接，并通过螺母固定在摆动支座12上。橡胶弹簧52的中心设有中心孔，橡胶弹簧52通过中心孔套设在支撑杆51上，橡胶弹簧52的端面与摆动支座12的侧面接触。
如图1和图2所示，在承载底座1的四个角处各设有一个行走轮总成6，行走轮总成6是用于支撑承载底座1，确保行走装置能够平稳的移动。该行走轮总成6为万向轮，其包括一个行走轮转轴61和一个行走支撑轮62，行走支撑轮62是转动连接在行走轮转轴61的下端，行走支撑轮62的轴线与摩擦驱动轮4的轴线在空间上是相垂直的，具体的，在承载底座1的四个角处各设置一个行走轮支座17，四个行走轮支座17的高度一致，各行走轮总成6是通过行走轮转轴61与行走轮支座17连接，行走轮转轴61是竖直插入行走轮支座17中与行走轮支座17转动连接，且行走轮转轴61的上端从行走轮支座17的顶面伸出。
本行走装置在移动时，要确保四个行走轮总成6不能随意摆动，确保各行走轮总成6的行走支撑轮62的方向与行走装置的行进方向保持一致，因此在承载底座1上还设有与各行走轮总成6连接的用于限制行走轮总成6摆动角度的限扭器7，限扭器7是用于对各行走轮总成6施加一定大小的推拉力。如图6所示，在行走轮转轴61的上端固定连接有一个摆动耳15，限扭器7是位于承载底座1的上方且为水平设置，限扭器7的一端与摆动耳15转动连接，另一端与承载底座1转动连接。具体的，在摆动耳15的端部设有一个竖直的支柱16，在承载底座1的顶面也设有一个竖直的支柱16，限扭器7是位于两个支柱16之间，且通过其两端的端头分别套在两个支柱16上与支柱16转动连接，从而实现限扭器7与摆动耳15和承载底座1的连接。
本行走装置采用的限扭器7为液压气弹簧，其与行走轮总成6相连接，在行走轮总成6转向时需克服液压气弹簧的拉力，方可进行转动，从而达到限制行走轮总成6自由转动的目的。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种机器人行走装置，包括承载底座、驱动器和摩擦驱动轮，其特征在于：所述驱动器包括与所述承载底座转动连接的摆动驱动器和与承载底座固定连接且与摆动驱动器相邻的固定驱动器，摆动驱动器和固定驱动器的动力输出轴上各设置一个所述摩擦驱动轮，摆动驱动器的摆动中心线与摩擦驱动轮的轴线平行，所述承载底座上设有摆动支座和与摆动支座相邻的固定支座，所述行走装置还包括对摆动驱动器施加作用力且使其上的摩擦驱动轮与固定驱动器上的摩擦驱动轮配合夹紧轨道的弹性补偿器和呈张紧状态的拉索，拉索的一端与所述摆动支座连接，拉索的另一端绕过摆动驱动器和固定驱动器的动力输出轴后与所述固定支座连接，弹性补偿器一端固定在摆动支座上，另一端朝向固定支座的方向伸出并抵在拉索上。
2.根据权利要求1所述的机器人行走装置，其特征在于：所述摆动驱动器和所述固定驱动器各设有两个，两个摆动驱动器和两个固定驱动器分别呈对角布置。
3.根据权利要求1或2所述的机器人行走装置，其特征在于：所述摆动驱动器与摆动支座转动连接，所述固定驱动器与固定支座固定连接。
4.根据权利要求3所述的机器人行走装置，其特征在于：所述摆动驱动器和固定驱动器的动力输出轴上套设有张紧轮，张紧轮上设有让所述拉索嵌入的环槽。
5.根据权利要求4所述的机器人行走装置，其特征在于：所述张紧轮通过轴承与所述动力输出轴连接。
6.根据权利要求5所述的机器人行走装置，其特征在于：所述弹性补偿器包括依次连接的橡胶弹簧、推杆和推头，橡胶弹簧与所述摆动支座连接，推杆朝向所述摆动驱动器的张紧轮的一侧延伸，且位于该张紧轮一侧的推头抵在拉索上。
7.根据权利要求6所述的机器人行走装置，其特征在于：所述摆动支座上设有与所述推杆同轴的支撑杆，所述橡胶弹簧套设在支撑杆上。
8.根据权利要求7所述的机器人行走装置，其特征在于：所述承载底座的四个角处各设有一个行走轮总成。
9.根据权利要求8所述的机器人行走装置，其特征在于：所述承载底座上设有与所述行走轮总成连接用于限制行走轮总成摆动角度的限扭器。
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