CN104512491A - 履带式机器人减震机构 - Google Patents

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姜杨
徐方
李学威
王文钊
何以刚
张鹏
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Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00—Endless track vehicles
    • B62D55/08—Endless track units; Parts thereof
    • B62D55/104—Suspension devices for wheels, rollers, bogies or frames
    • B62D55/108—Suspension devices for wheels, rollers, bogies or frames with mechanical springs, e.g. torsion bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00—Endless track vehicles
    • B62D55/08—Endless track units; Parts thereof
    • B62D55/104—Suspension devices for wheels, rollers, bogies or frames
    • B62D55/112—Suspension devices for wheels, rollers, bogies or frames with fluid springs, e.g. hydraulic pneumatic

Abstract

本发明涉及一种履带式机器人，其包括第一支撑摆杆、第二支撑摆杆、第一连杆、第二连杆以及弹性部件，机器人包括机器人本体、第一承重轮、第二承重轮以及履带。第一承重轮、第二承重轮与履带啮合；第一支撑摆杆一端与第一承重轮连接，第二支撑摆杆一端与第二承重轮连接，第一支撑摆杆另一端与第二支撑摆杆另一端通过销轴铰接；第一连杆一端与机器人本体固定连接，第二连杆一端与弹性部件一端传动连接，第一连杆另一端与第二连杆另一端通过销轴铰接。本发明提出的履带式机器人减震机构通过支撑摆杆、连杆以及弹性部件的组合设置，可以极大地削弱外部冲击力对机器人本体造成的损伤，缓冲性能优良；同时，本发明结构简单、安装方便、成本低廉。

Description

履带式机器人减震机构
技术领域
本发明涉及一种履带式机器人减震机构。
背景技术
履带式移动机器人采用了履带行走机构，其具有与地面附着力大、越障碍物能力强等优点，但当路面质量不佳或存在障碍物时，履带会受到外界冲击，从而使得机器人本体震动，从而直接影响机器人的平稳运行和可靠工作，有时甚至会损坏机器人内部电气元件，导致机器人失灵。
在现有技术中，有些履带式机器人可与减振系统配套使用，但这些减振系统减震效果有限，难以对机器人起到较好的保护；而有些减震效果较好的减震系统结构又较为复杂、对控制要求较高，实用性不强。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术中存在的问题，提出一种履带式机器人减震机构。
本发明提出的履带式机器人减震机构用于对机器人本体减震，其包括第一支撑摆杆、第二支撑摆杆、第一连杆、第二连杆以及弹性部件，所述机器人包括机器人本体、第一承重轮、第二承重轮以及履带。其中，所述第一承重轮、第二承重轮与所述履带啮合；所述第一支撑摆杆一端与所述第一承重轮连接，所述第二支撑摆杆一端与所述第二承重轮连接，所述第一支撑摆杆另一端与所述第二支撑摆杆另一端通过销轴铰接；所述第一连杆一端与所述机器人本体固定连接，所述第二连杆一端与所述弹性部件一端传动连接，所述弹性部件另一端与所述机器人本体固定连接，所述第一连杆另一端与所述第二连杆另一端通过所述销轴铰接。
本发明提出的履带式机器人减震机构通过支撑摆杆、连杆以及弹性部件的组合设置，可以极大地削弱外部冲击力对机器人本体造成的损伤，缓冲性能优良，使得机器人可以平稳地工作于各种复杂崎岖的环境中。此外，本发明提出的履带式机器人减震机构结构简单、安装方便、成本低廉，且无需复杂的控制系统，实用性较强。
附图说明
图1为本发明一实施例的履带式机器人减震机构结构示意图。
图2为本未装备减震机构的履带式机器人运动原理示意图。
图3为本发明对比实施例之一的履带式机器人减震机构工作原理示意图。
图4为本发明对比实施例之二的履带式机器人减震机构工作原理示意图。
图5为本发明一实施例的履带式机器人减震机构工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细说明。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明的技术方案，而不应当理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
本发明提供一种履带式机器人减震机构，该减震机构用于对机器人本体提供减震功能。
本发明提供的履带式机器人减震机构包括第一支撑摆杆、第二支撑摆杆、第一连杆、第二连杆以及弹性部件。安装所述减震机构的机器人包括机器人本体、第一承重轮、第二承重轮以及履带。
如图1所示的本发明一实施例的履带式机器人减震机构，第一承重轮1、第二承重轮2与履带7啮合；第一支撑摆杆3的一端与第一承重轮1相连接，第二支撑摆杆4的一端与第二承重轮2相连接，第一支撑摆杆3的另一端与第二支撑摆杆4的另一端通过销轴铰接于铰接点11。
第一连杆12的一端与所述机器人本体固定连接于固定端9；第二连杆13的一端与弹性部件8的一端传动连接，弹性部件8的另一端与所述机器人本体固定连接于固定端10；第一连杆12的另一端与第二连杆13的另一端通过所述销轴铰接于铰接点11。通过销轴转动即可实现第一连杆12、第二连杆13、第一支撑摆杆3、第二支撑摆杆4之间的相对转动。
如图2所示，当所述机器人未配备减震机构时，其受到外部冲击力F作用之后，承重轮直接将冲击力F传递到机器人本体上，机器人本体直接受到冲击损伤。
如图3所示，在对比实施例之一的履带式机器人减震机构中，两承重轮由与其相连接的支撑摆杆通过销轴铰接，当受到外部冲击力F作用之后，一侧承重轮上摆，另一侧承重轮在支撑摆杆的作用下下摆，这样可以在一定程度上减轻冲击力F对机器人本体造成的损伤，但该结构的减振效果不够理想。
如图4所示，在对比实施例之二的履带式机器人减震机构中，两承重轮由与其相连接的支撑摆杆通过销轴铰接后再与一个滑块相连接，滑块固定在一段弹簧上、并在沿垂直方向上的滑轨来回滑动。当受到外部冲击力F作用之后，一侧承重轮上摆，另一侧承重轮在支撑摆杆的作用下下摆，瞬间将冲击力F的作用减弱之后传递到滑块上，滑块同时沿滑轨向上滑动、并压缩弹簧，最终将剩余的冲击力大部分吸收。该减震机构的减振效果良好，但其增加了滑块、滑轨等机构，结构较为复杂、成本较高。
如图5所示，下面将对本发明提出的履带式机器人减震机构工作原理作进一步详细描述。当履带机器人受到外部冲击力F作用之后，第一承重轮1向上摆动推动第一支撑摆杆3，同时带动第二承重轮2在第二支撑摆杆4的作用下向下摆动，冲击力F被第一次减弱；减弱后的冲击力F传递到铰接结构11上之后，第一连杆12以及第二连杆13受到推力，第二连杆13上摆，弹性部件8压缩，从而进一步减弱冲击力F。
优选地，弹性部件8可选用弹性氮缸，所述弹性氮缸包括缸体以及活塞杆，所述缸体可与所述机器人本体固定连接，第二连杆13一端与所述活塞杆传动连接；弹性部件8还可选用弹簧等其他具有伸缩缓冲功能的装置。
优选地，弹性部件8的伸缩方向与机器人本体的运动方向相互垂直，可以最大程度地起到削弱外部冲击力的效果。
进一步优选地，如图1、图5所示，所述履带式机器人减震机构还包括用于对第一支撑摆杆3限位的第一限位单元5、以及用于对第二支撑摆杆4限位的第二限位单元6。其中，第一限位单元5、第二限位单元6可以为与所述机器人本体固定连接的凸起件，所述凸起件分布设置于第一支撑摆杆3、第二支撑摆杆4的两侧，用于在第一支撑摆杆3、第二支撑摆杆4摆动情形下对其摆动范围进行限制。
本发明提出的履带式机器人减震机构通过支撑摆杆、连杆以及弹性部件的组合设置，可以极大地削弱外部冲击力对机器人本体造成的损伤，缓冲性能优良，使得机器人可以平稳地工作于各种复杂崎岖的环境中。此外，本发明提出的履带式机器人减震机构结构简单、安装方便、成本低廉，且无需复杂的控制系统，实用性较强。
虽然本发明参照当前的较佳实施方式进行了描述，但本领域的技术人员应能理解，上述较佳实施方式仅用来解释和说明本发明的技术方案，而并非用来限定本发明的保护范围，任何在本发明的精神和原则范围之内，所做的任何修饰、等效替换、变形、改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种履带式机器人减震机构，用于对机器人减震，所述减震机构包括：第一支撑摆杆、第二支撑摆杆、第一连杆、第二连杆以及弹性部件，所述机器人包括机器人本体、第一承重轮、第二承重轮以及履带，其中，
所述第一承重轮、第二承重轮均与所述履带啮合；
所述第一支撑摆杆一端与所述第一承重轮连接，所述第二支撑摆杆一端与所述第二承重轮连接，所述第一支撑摆杆另一端与所述第二支撑摆杆另一端通过销轴铰接；
所述第一连杆一端与所述机器人本体固定连接，所述第二连杆一端与所述弹性部件一端传动连接，所述弹性部件另一端与所述机器人本体固定连接，所述第一连杆另一端与所述第二连杆另一端通过所述销轴铰接。
2.根据权利要求1所述的履带式机器人减震机构，其特征在于，所述弹性部件为弹性氮缸，所述弹性氮缸包括缸体与活塞杆，所述缸体与所述机器人本体固定连接，所述第二连杆一端与所述活塞杆传动连接。
3.根据权利要求1所述的履带式机器人减震机构，其特征在于，所述弹性部件为弹簧。
4.根据权利要求2或3所述的履带式机器人减震机构，其特征在于，所述弹性部件的伸缩方向与机器人本体的运动方向相互垂直。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的履带式机器人减震机构，其特征在于，还包括用于对所述第一支撑摆杆限位的第一限位单元、以及用于对所述第二支撑摆杆限位的第二限位单元。
6.根据权利要求5所述的履带式机器人减震机构，其特征在于，所述限位单元为与所述机器人本体固定连接的凸起件，所述凸起件分布于所述支撑摆杆的两侧。
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