CN104986150A - 一种刹车装置及用于移动机器人的底盘系统 - Google Patents

一种刹车装置及用于移动机器人的底盘系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种刹车装置及用于移动机器人的底盘系统，其中刹车装置包括连接杆，在连接杆上设有横梁，横梁上设有至少一个橡胶块，连接杆上设有用于固定的固定座，连接杆上还设有驱动部件能够驱动其绕固定座相互旋转；用于移动机器人的底盘系统包括底盘和若干个全向轮，底盘上还设有至少一个上述的一种刹车装置。本发明所述一种刹车装置上的连接杆可以相对固定座旋转，连接杆上的横梁及设置在横梁上的橡胶块也会相应相对固定座做旋转运动，结构简单、安装方便；将该刹车装置安装机器人底盘上，在机器人需要刹车时，刹车装置上的橡胶块旋转并接触地面，能够有效实现对机器人的制动，该底盘系统能够实现快速响应和制动，精度较高，稳定性好。

Description

一种刹车装置及用于移动机器人的底盘系统
技术领域
本发明涉及一种机器人设计制造领域，特别涉及一种刹车装置及用于移动机器人的刹车底盘系统。
背景技术
现在机器人的移动主要依靠设于底盘上的轮子，其轮子主要使用全向轮，全向轮的结构包括轮毂，在轮毂的外圆周处均匀开设有3个或3个以上的轮毂齿，每两个轮毂齿之间装设有一从动轮，该从动轮的径向方向与轮毂外圆周的切线方向垂直，轮毂可以沿前进方向滚动和从动轮可以沿轮毂法向方向滚动，因此可以实现机器人的任意方向平移。
现有的机器人在运动、控制方面要求越来越高，精度也越来越高，对其制动的精度也提高了要求。但是现有轮式机器人使用的全向轮只是从动轮才使用橡胶材料，并且从动轮相对轮毂还能转动，所以其与地面摩擦力不如普通的充气橡胶轮胎，因此使用全向轮的机器人其制动性能不是很好，精度较差，远不能满足实际实际的位置精度控制需要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的现有轮式机器人使用全向轮轮体来进行制动的效果不好、精度较差的上述不足，提供一种刹车装置，以及用于移动机器人的刹车底盘系统，将该刹车装置装于机器人底盘上，能够有效对机器人进行快速制动，响应灵敏、操作方便、精度较高。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种刹车装置，包括连接杆，所述连接杆上设有横梁，所述横梁上设有至少一个橡胶块，所述连接杆上设有用于固定的固定座，所述连接杆上还设有驱动部件能够驱动其绕所述固定座相互旋转。
该刹车装置上的连接杆可以相对固定座旋转，连接杆上的横梁及设置在横梁上的橡胶块也会相应相对固定座做旋转运动。将该刹车装置设于机器人底座上，需要刹车时，将刹车装置的橡胶块放下并接触地面，类似于充气橡胶轮胎，能够有效实现对机器人的制动，该橡胶块相对于全向轮上从动轮的制动方式而言，该装置结构简单、安装方便，能够实现快速响应和制动，精度较高。
优选地，所述橡胶块为圆柱形状，所述橡胶块通过轴可绕所述横梁旋转。
橡胶块选用圆柱形状，并且能够通过轴绕横梁旋转，该刹车装置制动时，橡胶块接触地面，在于地面相对摩擦和惯性作用下，橡胶块还会相对滚动，避免摩擦力过大，引起机器人的侧倾和振动。
优选地，所述横梁上所有的橡胶块的旋转轴方向一致，旋转方向一致的橡胶块能够提高刹车装置在制动时速度的线性变化，提高机器人的稳定性。
优选地，所述横梁的两端分别设有至少一个所述橡胶块。
横梁两端均设有橡胶块，且每端均设置至少一个橡胶块，能够提高该橡胶块在制动时，刹车装置的稳定性。
优选地，所述驱动部件为驱动气缸，所述驱动气缸的活塞杆一端与所述连接杆铰接。
采用驱动气缸上的活塞杆在伸缩时，能够快速旋转连接杆，能够提高刹车装置的响应速度。
优选地，所述驱动部件为驱动气缸，所述连接杆上设有滑槽，所述驱动气缸的活塞杆一端通过销滑动套设在所述滑槽内。
本发明还提供了一种用于移动机器人的底盘系统，包括底盘和若干个全向轮，所述底盘上还设有至少一个上述的一种刹车装置。
该用于移动机器人的底盘系统，在底盘上设置至少一个刹车装置，在机器人需要刹车时，刹车装置上的橡胶块旋转并接触地面，类似于充气橡胶轮胎，能够有效实现对机器人的制动，该橡胶块相对于全向轮上采用从动轮的制动方式而言，该底盘系统能够实现快速响应和制动，精度较高，稳定性好。
优选地，每个所述刹车装置的通过驱动气缸驱动所述连接杆旋转，每个所述驱动气缸通过电磁阀控制活塞杆的伸缩运动，所有所述电磁阀与一个控制装置连接。通过电磁阀以及一个控制装置能够同时控制所有的电磁阀对应驱动气杆的伸缩，实现橡胶块的同步旋转下落接触地面，提高制动效率。
优选地，所述刹车装置的数量与所述全向轮数量相同，且均匀分布在所述底盘底部。
优选地，所述底盘包括n个全向轮和n个所述刹车装置，其中n≥3，所有所述全向轮和刹车装置均匀、交错分布在所述底盘上的支架上，且所述刹车装置的橡胶块朝向所述支架内侧或所述底盘中心。
该底盘系统上的全向轮、刹车装置之间交错、均匀分布，能够提高该底盘系统在制动时的稳定性，将刹车装置的橡胶块设于支架内侧或底盘中心，能够有效利用底盘空间，优化结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明所述一种刹车装置上的连接杆可以相对固定座旋转，连接杆上的横梁及设置在横梁上的橡胶块也会相应相对固定座做旋转运动，结构简单、安装方便，能够安装机器人底盘上，实现快速响应和制动，精度较高；
2、本发明所述的橡胶块选用圆柱形状，并且能够通过轴绕横梁旋转，该刹车装置制动时，橡胶块接触地面，在于地面相对摩擦和惯性作用下，橡胶块还会相对滚动，避免摩擦力过大，引起机器人的侧倾和振动；
3、本发明所述的用于移动机器人的底盘系统，在底盘上设置至少一个刹车装置，在机器人需要刹车时，刹车装置上的橡胶块旋转并接触地面，类似于充气橡胶轮胎，能够有效实现对机器人的制动，该橡胶块相对于全向轮上采用从动轮的制动方式而言，该底盘系统能够实现快速响应和制动，精度较高，稳定性好。
附图说明：
图1为本发明所述一种刹车装置的结构示意图；
图2为图1的正视图；
图3为图2中刹车装置中橡胶块旋转与地面接触时的示意图；
图4为本发明所述用于移动机器人的底盘系统的俯视图；
图5为图4的三维轴测图。
图中标记：
1、刹车装置，11、驱动气缸，12、活塞杆，13、销，14、滑槽，15、连接杆，16、横梁，17、橡胶块，18、气缸支座，19、固定座，2、电磁阀，3、全向轮，4、支架。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1所示，一种刹车装置1，包括连接杆15，在连接杆15上设有横梁16，横梁16上设有至少一个橡胶块17，连接杆15上设有用于固定的固定座19，连接杆15上还设有驱动部件能够驱动其绕固定座19相互旋转。
如图2、3所示，该橡胶块17为圆柱形状，橡胶块17通过轴可绕横梁16旋转。该刹车装置1制动时，橡胶块17接触地面，在于地面相对摩擦和惯性作用下，橡胶块17还会相对滚动，避免摩擦力过大，引起机器人的侧倾和振动。另外，横梁16上所有的橡胶块17的旋转轴方向一致，旋转方向一致的橡胶块17能够提高刹车装置1在制动时速度的线性变化。橡胶块17位于横梁16的两端，且每端均设置至少一个橡胶块17，能够提高该橡胶块17在制动时，刹车装置1的稳定性。
上述驱动部件为驱动气缸11，驱动气缸11的活塞杆12一端与所述连接杆15铰接。另外，驱动气缸11和连接杆15的连接方法还可以是，在连接杆15上开设有有滑槽14，驱动气缸11的活塞杆12一端通过销13滑动套设在滑槽14内，驱动气缸11的套筒固定在气缸支座18上。采用驱动气缸11上的活塞杆12在伸缩时，能够快速旋转连接杆15，能够提高刹车装置1的响应速度。
该刹车装置1利用连接杆15可以相对固定座19旋转，连接杆15上的横梁16及设置在横梁16上的橡胶块17也会相应相对固定座19做旋转运动。将该刹车装置1设于机器人底座上，需要刹车时，将刹车装置1的橡胶块17放下并接触地面，类似于充气橡胶轮胎，能够有效实现对机器人的制动，该橡胶块17相对于全向轮3上从动轮的制动方式而言，该装置结构简单、安装方便，能够实现快速响应和制动，精度较高。
实施例2
如图4、5所示，本发明还提供了一种用于移动机器人的底盘系统，包括底盘和若干个全向轮3，底盘上还设有至少一个上述的一种刹车装置1。
其中刹车装置1的数量与全向轮3数量相同，即底盘包括n个全向轮3和n个所述刹车装置1，其中n≥3，所有全向轮3和刹车装置1均匀、交错分布在底盘上的支架4上，其中连接杆15上的固定座19和驱动气缸11上的气缸支座18均通过螺栓连接在支架4侧面上，支架4为正2n边形，图中支架4为八边形。刹车装置1的橡胶块17朝向支架4内侧并朝向底盘中心。该底盘系统上的全向轮3、刹车装置1之间交错、均匀分布，能够提高该底盘系统在制动时的稳定性，将刹车装置1的橡胶块17设于支架4内侧或底盘中心，能够有效利用底盘空间，优化结构。
在每个刹车装置1的通过驱动气缸11驱动连接杆15旋转，每个驱动气缸11通过电磁阀2控制活塞杆12的伸缩运动，所有电磁阀2与一个控制装置连接。通过电磁阀2以及一个控制装置能够同时控制所有的电磁阀2对应驱动气杆的伸缩，实现橡胶块17的同步旋转下落接触地面，提高制动效率。
该用于移动机器人的底盘系统，在底盘上设置至少一个刹车装置1，在机器人需要刹车时，刹车装置1上的橡胶块17旋转并接触地面，类似于充气橡胶轮胎，能够有效实现对机器人的制动，该橡胶块17相对于全向轮3上采用从动轮的制动方式而言，该底盘系统能够实现快速响应和制动，精度较高，稳定性好。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种刹车装置(1)，其特征在于，包括连接杆(15)，所述连接杆(15)上设有横梁(16)，所述横梁(16)上设有至少一个橡胶块(17)，所述连接杆(15)上设有用于固定的固定座(19)，所述连接杆(15)上还设有驱动部件能够驱动其绕所述固定座(19)相互旋转。
2.根据权利要求1所述的一种刹车装置(1)，其特征在于，所述橡胶块(17)为圆柱形状，所述橡胶块(17)通过轴可绕所述横梁(16)旋转。
3.根据权利要求2所述的一种刹车装置(1)，其特征在于，所述横梁(16)上所有的橡胶块(17)的旋转轴方向一致。
4.根据权利要求2所述的一种刹车装置(1)，其特征在于，所述横梁(16)的两端分别设有至少一个所述橡胶块(17)。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种刹车装置(1)，其特征在于，所述驱动部件为驱动气缸(11)，所述驱动气缸(11)的活塞杆(12)一端与所述连接杆(15)铰接。
6.根据权利要求1-4任一所述的一种刹车装置(1)，其特征在于，所述驱动部件为驱动气缸(11)，所述连接杆(15)上设有滑槽(14)，所述驱动气缸(11)的活塞杆(12)一端通过销(13)滑动套设在所述滑槽(14)内。
7.一种用于移动机器人的底盘系统，包括底盘和若干个全向轮，其特征在于，所述底盘上还设有至少一个如权利要求1-6任一所述的一种刹车装置(1)。
8.根据权利要求7所述的用于移动机器人的底盘系统，其特征在于，每个所述刹车装置(1)的通过驱动气缸(11)驱动所述连接杆(15)旋转，每个所述驱动气缸(11)通过电磁阀(2)控制活塞杆(12)的伸缩运动，所有所述电磁阀(2)与一个控制装置连接。
9.根据权利要求7所述的用于移动机器人的底盘系统，其特征在于，所述刹车装置(1)的数量与所述全向轮(3)数量相同，且均匀分布在所述底盘底部。
10.根据权利要求9所述的用于移动机器人的底盘系统，其特征在于，所述底盘包括n个全向轮(3)和n个所述刹车装置(1)，其中n≥3，所有所述全向轮(3)和刹车装置(1)均匀、交错分布在所述底盘上的支架(4)上，且所述刹车装置(1)的橡胶块(17)朝向所述支架(4)内侧或所述底盘中心。
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