CN105620214A - 一种减震装置及使用该减震装置的载物小车 - Google Patents

Abstract

一种减震装置及使用该减震装置的载物小车，其中减震装置包括下底座；上底座，上底座与下底座的长度方向相同；两弹簧定位销，位于上底座和下底座之间，分别设置于下底座和/或上底座两端；两竖置弹簧，分别套设在两弹簧定位销外；两导向单元，分别设置于上底座和下底座的两端，使上底座与下底座间的距离在预设范围内可变；车轮安装机构，车轮安装机构位于上底座和下底座之间，且与下底座固定连接。本减震装置在遇到有凸起或凹坑的路面时，所述竖置弹簧可以通过受力压缩或释放压力而变长，使安装有减震装置的载物小车的载物台所在的水平面保持在同一高度，起到缓冲的作用，提高安装有该减震装置的载物小车的平稳性。

Description

一种减震装置及使用该减震装置的载物小车

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及到一种减震装置及使用该减震装置的载物小车。

背景技术

载物小车在不断地追求灵活与高效，因此能够快速改变运动方向的车轮成了现在研究的重点和热点，如全向轮和麦克纳姆轮等得到了广泛的使用和研究。

虽然麦克纳姆轮在全向智能移动装备领域得到了广泛的应用，但是，由于麦克纳姆轮周围分布多个小辊子的原因，使得使用麦克纳姆轮的载物小车在移动过程中平稳性较差，在碰到凹凸不平的路面时，甚至发生货物脱落或者翻车的风险。

同样的，载物小车在启动、停止、加速或减速时，由于惯性，载物小车会有倾斜，也容易导致货物脱落或者翻车的风险。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中载物小车平稳性较差，容易导致货物脱落或者翻车。

为解决上述问题，本发明提供一种减震装置，包括：

下底座；

上底座，上底座与下底座的长度方向相同；

两弹簧定位销，位于上底座和下底座之间，分别设置于下底座和/或上底座两端；

两竖置弹簧，分别套设在两弹簧定位销外；

两导向单元，分别设置于上底座和下底座的两端，使上底座与下底座间的距离在预设范围内可变；

车轮安装机构，车轮安装机构位于上底座和下底座之间，且与下底座固定连接。

进一步，导向单元包括：

上导向块，上导向块的第一端与上底座可旋转连接；

下导向块，下导向块的第一端与下底座可旋转连接，下导向块的第二端与上导向块的第二端可旋转连接。

进一步，竖置弹簧的自然长度为50-150mm。

进一步，上导向块和下导向块的长度为50-100mm，上导向块和下导向块的长度之和大于竖置弹簧的自然长度，且导向单元向外侧凸起。

进一步，上导向块的第二端与下导向块的第二端通过旋转销可旋转连接。

进一步，还包括：

两限位板，两限位板分别与上底座和/或者下底座的两端固定连接，位于两竖置弹簧外侧，且位于两旋转销内侧，当上底座与下底座的距离增大时，旋转销可与对应的限位板接触。

进一步，导向单元的上导向块与下导向块之间的夹角变化范围为90度至130度。

进一步，下底座中部有一凹腔，车轮安装机构底部固定安装于所述凹腔底部。

进一步，车轮安装机构上表面至上底座下表面的间距为10-30mm。

进一步，弹簧定位销包括：

上定位销，上定位销与上底座固定连接或者为一体结构；

下定位销，下定位销与下底座固定连接或者为一体结构，上定位销与下定位销在同一竖直直线上，且上定位销与下定位销之间存在间隙。

进一步，所述间隙的间距大于或者等于20mm。

进一步，车轮安装机构包括：

电机轴承固定方块、电机轴、轴承和轴承挡圈。

进一步，还包括：

车支撑架，车支撑架中部通过连接件与上底座可旋转连接；车支撑架两端通过斜置弹簧机构与上底座两端连接。

进一步，斜置弹簧机构包括：

斜置安装体，所述斜置安装体有第一斜面，所述第一斜面与水平面的夹角大于0度小于90度；

斜置弹簧，斜置弹簧一端与第一斜面相连，另一端与上底座相连，所述斜置弹簧轴线与水平面的夹角大于0度小于90度。

进一步，所述上底座的两端设置有第二斜面，所述第二斜面与水平面的夹角大于0度小于90度，所述斜置弹簧与第二斜面相连。

进一步，所述第一斜面和第二斜面内设置有容置腔，所述斜置弹簧的两端分别置于所述容置腔内。

进一步，所述第一斜面和第二斜面平行，且与水平面的夹角为45度。

进一步，所述斜置弹簧轴线与水平面的夹角为45度。

进一步，两斜置弹簧机构呈对称设置。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的减震装置设置有两竖置弹簧，若所述减震装置在遇到有凸起的路面时，所述两竖置弹簧可以通过受压压缩，使安装有减震装置的载物小车的载物台所在的水平面保持在同一高度，起到缓冲的作用，提高安装有该减震装置的载物小车的平稳性。若所述减震在遇到有凹坑的路面时，所述两竖置弹簧可以通过释放压力而变长，使该载物台所在的水平面保持在同一高度，起到缓冲的作用，提高安装有减震装置的载物小车的平稳性。

进一步，本发明的减震装置设置有两斜置弹簧，若所述减震装置加速、减速、由运动转向停止或者由停止转向运动时，在惯性力的作用下，其中一个斜置弹簧释放压力而变长，另一个斜置弹簧受到压力而压缩，使安装有减震装置的载物小车的载物台一直保持在水平面内，起到缓冲的作用，提高安装有该减震装置的载物小车的平稳性。

本发明还提供一种载物小车，包括：

三个或者三个以上的上述减震装置；

车轮，所述车轮的数量与减震装置的数量相同，所述车轮安装于各车轮安装机构上；

载物台，所述减震装置安装于载物台下方。

进一步，还包括：

电池，所述电池驱动车轮转动。

进一步，所述车轮为麦克纳姆轮。

进一步，所述减震装置通过车支撑架安装于载物台下方。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的载物小车包括上述的减震装置，所述减震装置设置有两竖置弹簧，若所述载物小车在遇到有凸起的路面时，所述两竖置弹簧可以通过受压压缩，使载物台所在的水平面保持在同一高度，起到缓冲的作用，提高载物小车的平稳性。若所述载物小车在遇到有凹坑的路面时，所述两竖置弹簧可以通过释放压力而变长，使载物台所在的水平面保持在同一高度，起到缓冲的作用，提高载物小车的平稳性。

进一步，所述减震装置设置有两斜置弹簧，若所述载物小车加速、减速、由运动转向停止或者由停止转向运动时，在惯性力的作用下使其中一个斜置弹簧释放压力而变长，另一个斜置弹簧受到压力而压缩，使载物台一直保持在水平面内，起到缓冲的作用，提高载物小车的平稳性。

附图说明

图1是本发明第一实施例中减震装置在不受力状态下的示意图；

图2是本发明第一实施例中减震装置去除竖置弹簧的示意图；

图3是本发明第一实施例中减震装置的立体图；

图4是本发明第一实施例中减震装置在受向下的压力时的示意图；

图5是本发明第一实施例中减震装置在向右加速运动或者向右由静止转向运动时的示意图；

图6是本发明第一实施例中减震装置在向右减速运动或者向右由运动转向静止时的示意图；

图7是本发明第二实施例中减震装置安装有车轮的示意图；

图8是本发明第二实施例中减震装置安装有车轮的立体图；

图9是本发明第二实施例中载物小车的立体图。

具体实施方式

现有技术中载物小车平稳性较差，容易导致货物脱落或者翻车。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

参考图1、图2和图3，本实施例提供一种减震装置，包括下底座1，上底座2，两弹簧定位销3，两竖置弹簧4，两导向单元5和车轮安装机构6。车轮安装机构6位于上底座2和下底座1之间，且与下底座1固定连接。

在本实施例中，所述车轮安装机构6包括电机轴承固定方块61、电机轴63、轴承62和轴承挡圈64。

轴承挡圈64用来固定轴承62，电机轴63穿过轴承62用来安装车轮。

其中，所述上底座2与下底座1的长度方向相同。

两弹簧定位销3位于上底座2和下底座1之间，分别设置于下底座1和/或上底座2两端。

在本实施例中，参考图2，弹簧定位销3包括上定位销31和下定位销32，其中上定位销31与上底座2固定连接或者为一体结构；下定位销32与下底座1固定连接或者为一体结构，上定位销31与下定位销32在同一竖直直线上，且上定位销31与下定位销32之间存在间隙。

上定位销31与下定位销32在同一竖直直线上便于竖置弹簧4的安装，便于竖置弹簧4在受力情况下自然变形，并在力撤销时自然回复原来形状，而不受其他因素的影响。

在具体实施例中，上定位销31、下定位销32以及竖置弹簧4的轴线在一条直线上。

上定位销31与下定位销32之间的间隙使竖置弹簧4可以被压缩。

在本实施例中，所述间隙的间距大于或者等于20mm。

下底座1中部有一凹腔，车轮安装机构6底部固定安装于所述凹腔底部。

在具体实施例中，车轮安装机构6上表面至上底座2下表面的间距H为10-30mm。

在本实施例中，车轮安装机构6上表面至上底座2下表面的间距H为20mm。由于H小于或者等于上定位销31与下定位销32之间的间隙间距，所以当上底座2和下底座1压缩竖置弹簧4而使间距减小时，上底座2先碰到车轮安装机构6上表面，因此，竖置弹簧4的最大压缩间距为H。

在其他实施例中，也可以设置使H大于上定位销31与下定位销32之间的间隙间距，这时，竖置弹簧4的最大压缩间距为该间隙间距。

在其他实施例中，所述弹簧定位销3可以只设置在上底座2上，但其长度可以较长，以限定竖置弹簧4的变形方向，也就是使竖置弹簧4在受力时其两端位置不会偏离原位置太大，且竖置弹簧4变形后弹簧的轴线也不会变形太严重。

在其他实施例中，所述弹簧定位销3可以只设置在下底座1上，但其长度可以较长，以限定竖置弹簧4的变形方向。

在其他实施例中，两弹簧定位销3可以一个设置在下底座1上，另一个设置在上底座2上，但其长度可以较长，以限定竖置弹簧4的变形方向。

两竖置弹簧4分别套设在两弹簧定位销3外。

在具体实施例中，竖置弹簧4的自然长度为50-150mm。

在本实施例中，竖置弹簧4的自然长度为100mm。

在本实施例中，所述上底座2和下底座1设置弹簧定位销3处还设置有容置腔，竖置弹簧4的两端置于所述容置腔内，使竖置弹簧4两端只能在对应的容置腔内。

在其他实施例中，所述上底座2和下底座1设置弹簧定位销3处也可以不设置容置腔，通过弹簧定位销3也可以基本固定竖置弹簧4两端的位置。

两导向单元5分别设置于上底座2和下底座1的两端，使上底座2与下底座1间的距离在预设范围内可变。

在具体实施例中，所述导向单元5包括上导向块51和下导向块52，其中上导向块51的第一端与上底座2可旋转连接。

在本实施例中，上导向块51与上底座2通过旋转销53进行可旋转连接。

下导向块52的第一端与下底座1可旋转连接，下导向块52的第二端与上导向块51的第二端可旋转连接。

在本实施例中，下导向块52与下底座1通过旋转销54进行可旋转连接，下导向块52与上导向块51通过旋转销55进行可旋转连接。

在本实施例中，所述下导向块52上设置有旋转销管道，所述旋转销55穿过所述旋转销管道。

在具体实施例中，上导向块51和下导向块52的长度为50-100mm，上导向块51和下导向块52的长度之和大于竖置弹簧4的自然长度，且导向单元5向外侧凸起。

同时，上导向块51和下导向块52的长度之和也不应过大，以防止竖置弹簧4的两端脱离所述容置腔，甚至使上定位销31与下定位销32之间的间隙间距大于竖置弹簧4的自然长度，竖置弹簧4从所述间隙掉出。

在本实施例中，上导向块51和下导向块52的长度都为76mm，由于上导向块51和下导向块52的长度之和大于竖置弹簧4的自然长度，因此，在竖置弹簧4处于自然状态下时，上导向块51和下导向块52间形成一夹角，且上导向块51和下导向块52的连接处处于外侧，即导向单元5向外侧凸起。

导向单元5用于连接上底座2和下底座1，使上底座2和下底座1不至于分离，同时导向单元5限定了上底座2和下底座1间的最大间距。

在具体实施例中，所述减震装置还包括两限位板7，两限位板7分别与上底座2或者下底座1的两端固定连接，位于两竖置弹簧4外侧，且位于两旋转销55内侧，当上底座2与下底座1的距离增大时，旋转销管道可与对应的限位板7接触。在这种情况下，所述由于旋转销55穿过旋转销管道，也可以认为是旋转销55与限位板7接触，只是所述旋转销55通过旋转销管道与限位板7间接接触。

在其他实施例中，若下底座1没有旋转销管道，则当上底座2与下底座1的距离增大时，旋转销55可与对应的限位板7直接接触。

在本实施例中，两限位板7分别与下底座1的两端固定连接。

在其他实施例中，两限位板7分别与上底座2的两端固定连接，或者，一个限位板7与下底座1的一端固定连接，一个限位板7与上底座2的相对的一端固定连接。

当上底座2与下底座1的距离增大时，所述旋转销55向内侧移动，当旋转销55移动到对应限位板7的位置时，如果限位板7的高度比旋转销55的高度大，则限位板7与旋转销55接触，限位板7挡住旋转销55，使旋转销55不能再往内侧移动。限位板7一方面限定了上导向块51和下导向块52间的最大角度，也就是限定了上底座2和下底座1间的最大间距；同时，也可以保证上导向块51和下导向块52不与竖置弹簧4接触，防止竖置弹簧4受到损伤。

在本实施例中，导向单元5的上导向块51与下导向块52之间的夹角变化范围为90度至130度。

在具体实施例中，所述减震装置还包括车支撑架8，车支撑架8中部通过连接件10与上底座2可旋转连接；车支撑架8两端通过斜置弹簧机构9与上底座2两端连接。

在本实施例中，连接件10通过旋转销11与上底座2可旋转连接。车支撑架8受到不对称的力作用时，即所述的力不是垂直向下，或者所述力垂直向下，但该力不经过所述减震装置的重心，所述车支撑架8会绕旋转销11转动。

在本实施例中，所述斜置弹簧机构9包括斜置安装体91和斜置弹簧92。

所述斜置安装体91有第一斜面12，所述第一斜面12与水平面的夹角大于0度小于90度。且所述第一斜面12位于减震装置内侧，即第一斜面12与斜置安装体91下表面、斜置安装体91内侧竖直表面相交。

斜置弹簧92一端与第一斜面12相连，另一端与上底座2相连，所述斜置弹簧92轴线与水平面的夹角大于0度小于90度。

在本实施例中，所述上底座2的两端设置有第二斜面13，所述第二斜面13与水平面的夹角大于0度小于90度。第二斜面13与上底座2的上表面、上底座2的外侧竖直表面相交，斜置弹簧92与所述第二斜面13相连。

所述第一斜面12和第二斜面13内设置有容置腔，所述斜置弹簧92的两端分别置于所述容置腔内。

所述连接件10限定了上底座2与车支撑架8间的间距，可以保证车支撑架8绕旋转销11转动时，斜置弹簧92的两端不会从容置腔内脱出。

在本实施例中，所述第一斜面12和第二斜面13平行，且与水平面的夹角为45度。

在本实施例中，所述斜置弹簧92轴线与水平面的夹角为45度，即所述斜置弹簧92轴线与第一斜面12和第二斜面13都垂直。

在本实施例中，两斜置弹簧机构9呈对称设置。

斜置弹簧92轴线与第一斜面12和第二斜面13都垂直有利于斜置弹簧92在受力时自然变形，在外力撤销时自然回复原状，而不受其他因素影响，有利于起到缓冲的作用。

所述斜置弹簧92轴线与水平面的夹角为45度时能够使斜置弹簧92在水平方向上充分起到缓冲的作用；并在竖直方向上有力起到支撑作用，并起到部分缓冲作用。

参考图1，当所述减震装置无负载时，竖置弹簧4处于自然状态。参考图4，当所述减震装置有负载时，由于重量原因，竖置弹簧4就会受力向下压，带动导向单元5往下导向，即上导向块51和下导向块52间的夹角减小。

若所述减震装置安装有车轮，当所述减震装经过凹坑的路面时，一直处于紧压状态的竖置弹簧4会释放压力，导向单元5往上导向，即上导向块51和下导向块52间的夹角增大，从而使车轮下陷，并与路面的凹坑处接触，安装有该减震装置的载物小车的载物台所处的水平面高度不便，从而达到减震，提高安装有该减震装置的载物小车的平稳性。

若所述减震在遇到有凸起的路面时，所述两竖置弹簧4可以通过受压压缩，导向单元5往下导向，即上导向块51和下导向块52间的夹角减小，使安装有减震装置的载物小车的载物台所在的水平面保持在同一高度，起到缓冲的作用，提高安装有该减震装置的载物小车的平稳性。

若所述减震装置安装有车轮，当所述减震装置向右由静止而启动或者由启动而静止，或者向右加速或减速运动时，若未安装斜置弹簧92，由于惯性作用，安装有该减震装置的载物小车的载物台会倾斜，所述载物台上的货物容易掉落。

参考图5，减震装置设置有两斜置弹簧92，若所述减震装置向右加速或者由停止转向运动时，在惯性力的作用下，其中左侧的斜置弹簧92释放压力而变长，右侧的斜置弹簧92受到压力而压缩，使安装有减震装置的载物小车的载物台一直保持在水平面内，起到缓冲的作用，提高安装有该减震装置的载物小车的平稳性。

参考图6，同理，若所述减震装置向右减速或者由运动转向停止时，在惯性力的作用下，其中右侧的斜置弹簧92释放压力而变长，左侧的斜置弹簧92受到压力而压缩，使安装有减震装置的载物小车的载物台一直保持在水平面内，起到缓冲的作用，提高安装有该减震装置的载物小车的平稳性。

第二实施例

参考图9，本实施例提供一种载物小车，包括三个或者三个以上的第一实施例中所述的减震装置，车轮14和载物台15。

在本实施例中，所述减震装置的数量为四个，车轮14的数量也是4个。

参考图7和图8，所述车轮14安装于各车轮安装机构上。在本实施例中，所述车轮14为麦克纳姆轮。

参考图1和图9，所述减震装置安装于载物台15下方。在本实施例中，所述减震装置通过车支撑架8安装于载物台15下方。

在本实施例中，所述载物小车还包括电池，所述电池驱动车轮14转动。

由于所述载物小车具有减震装置，所以载物小车在行驶过程中具有减震的功能，平稳性得到明显提高。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (22)

1.一种减震装置，其特征在于，包括：

下底座；

上底座，上底座与下底座的长度方向相同；

两弹簧定位销，位于上底座和下底座之间，分别设置于下底座和/或上底座两端；

两竖置弹簧，分别套设在两弹簧定位销外；

两导向单元，分别设置于上底座和下底座的两端，使上底座与下底座间的距离在预设范围内可变；

车轮安装机构，车轮安装机构位于上底座和下底座之间，且与下底座固定连接；

以及车支撑架，

其中，车支撑架中部通过连接件与上底座可旋转连接；

车支撑架两端通过斜置弹簧机构与上底座两端连接。

2.如权利要求1所述的减震装置，其特征在于，导向单元包括：

上导向块，上导向块的第一端与上底座可旋转连接；

下导向块，下导向块的第一端与下底座可旋转连接，下导向块的第二端与上导向块的第二端可旋转连接。

3.如权利要求1或2所述的减震装置，其特征在于，竖置弹簧的自然长度为50-150mm。

4.如权利要求3所述的减震装置，其特征在于，上导向块和下导向块的长度为50-100mm，上导向块和下导向块的长度之和大于竖置弹簧的自然长度，且导向单元向外侧凸起。

5.如权利要求2或4所述的减震装置，其特征在于，上导向块的第二端与下导向块的第二端通过旋转销可旋转连接。

6.如权利要求5所述的减震装置，其特征在于，还包括：

两限位板，两限位板分别与上底座或者下底座的两端固定连接，位于两竖置弹簧外侧，且位于两旋转销内侧，当上底座与下底座的距离增大时，旋转销可与对应的限位板接触。

7.如权利要求6所述的减震装置，其特征在于，导向单元的上导向块与下导向块之间的夹角变化范围为90度至130度。

8.如权利要求1所述的减震装置，其特征在于，下底座中部有一凹腔，车轮安装机构底部固定安装于所述凹腔底部。

9.如权利要求1所述的减震装置，其特征在于，车轮安装机构上表面至上底座下表面的间距为10-30mm。

10.如权利要求1所述的减震装置，其特征在于，弹簧定位销包括：

上定位销，上定位销与上底座固定连接或者为一体结构；

下定位销，下定位销与下底座固定连接或者为一体结构，上定位销与下定位销在同一竖直直线上，且上定位销与下定位销之间存在间隙。

11.如权利要求10所述的减震装置，其特征在于，所述间隙的间距大于或者等于20mm。

12.如权利要求1所述的减震装置，其特征在于，车轮安装机构包括：

电机轴承固定方块、电机轴、轴承和轴承挡圈。

13.如权利要求1所述的减震装置，其特征在于，斜置弹簧机构包括：

斜置安装体，所述斜置安装体有第一斜面，所述第一斜面与水平面的夹角大于0度小于90度；

斜置弹簧，斜置弹簧一端与第一斜面相连，另一端与上底座相连，所述斜置弹簧轴线与水平面的夹角大于0度小于90度。

14.如权利要求13所述的减震装置，其特征在于，所述上底座的两端设置有第二斜面，所述第二斜面与水平面的夹角大于0度小于90度，所述斜置弹簧与第二斜面相连。

15.如权利要求14所述的减震装置，其特征在于，所述第一斜面和第二斜面内设置有容置腔，所述斜置弹簧的两端分别置于所述容置腔内。

16.如权利要求15所述的减震装置，其特征在于，所述第一斜面和第二斜面平行，且与水平面的夹角为45度。

17.如权利要求16所述的减震装置，其特征在于，所述斜置弹簧轴线与水平面的夹角为45度。

18.如权利要求17所述的减震装置，其特征在于，两斜置弹簧机构呈对称设置。

19.一种载物小车，其特征在于，包括：

三个或者三个以上的权利要求1-18任一所述的减震装置；

车轮，所述车轮的数量与减震装置的数量相同，所述车轮安装于各车轮安装机构上；

载物台，所述减震装置安装于载物台下方。

20.如权利要求19所述的载物小车，其特征在于，还包括：

电池，所述电池驱动车轮转动。

21.如权利要求19所述的载物小车，其特征在于，所述车轮为麦克纳姆轮。

22.如权利要求20所述的载物小车，其特征在于，所述减震装置通过车支撑架安装于载物台下方。