CN106976447A - 一种移动式机器人辅助刹车机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种移动式机器人辅助刹车机构，其特征在于该辅助刹车机构包括电机、刹车主动轴、同步轮主动轮、同步轮从动轮、刹车从动轴、铰点轴、吸盘、下连杆、上连杆、机架连接件和吸盘连接杆；所述电机固定在移动式机器人的底部上，为辅助刹车机构的运动提供动力，电机的输出端连接刹车主动轴；在刹车主动轴的另一端安装同步轮主动轮，所述刹车从动轴安装在机架连接件上，机架连接件与移动式机器人的底部主体固定；在与同步轮主动轮同侧的刹车从动轴上安装同步轮从动轮，同步轮从动轮和同步轮主动轮之间通过同步带连接；刹车从动轴未安装同步轮从动轮的一端连接上连杆的一端。

Description

一种移动式机器人辅助刹车机构
技术领域
本发明涉及移动式机器人技术领域，具体涉及一种移动式机器人辅助刹车机构。
背景技术
移动式机器人的应用越来越广，几乎渗透到所有领域，但现阶段移动式机器人刹车主要靠主动轮的制动，如果主动轮选择不合适，就会使移动式机器人的刹车效果达不到预期；而且随着移动式机器人的使用年限的增加，轮子的磨损等，也会影响移动式机器人的刹车效果，使移动式机器人在使用过程中存在安全隐患。
专利号为ZL201210079799.9的中国专利公开一种起立动作辅助机器人，该机器人具备臂部，在使用过程中，机器人主体经由臂部而固定于结构物，即机器人将辅助对象者的周围的结构物临时作为锚部加以利用。因此，在使用过程中能够使机器人主体不移动。该专利的刹车机构由臂部6L、6R与结构物900组成，如该专利中图8所示,臂部6L，6R具有从上下方向把持或解除结构物900的钳手部61L，61R。如该专利中图10-图12所示,载荷从上下方向施加在臂部6L，6R与结构物900的连接部，臂部6L，6R与结构物900不易分离，机器人主体2的姿势可保持稳定。该机器人刹车机构比较复杂，整体尺寸较大，使机器人主体比较臃肿，同时刹车时安全性能较差。
申请号为201380001648.4的中国专利公开一种患者护理用移动机器人，该机器人通过普通的轮子152实现移动，在该轮子上端装有止停器152a，通过控制止停器实现刹车，其不足在于该刹车方式为一种机械刹车，需要人工操作，自动化水平较低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种移动式机器人辅助刹车机构。该辅助刹车机构能够用在移动式机器人上，能够自动控制、吸盘自动升起和收回的功能，并且在机器人刹车时，吸盘吸附地面，吸盘内空气被排出，其内形成真空状态，此时，吸盘内部的空气压力低于吸盘外部的大气压力，吸盘在外部压力的作用下牢牢吸附住地面。吸盘内部的真空度越高，吸盘与地面之间贴的越紧。吸盘的使用使移动机器人在使用过程中不会因为滑移而对使用者造成危险；该辅助刹车机构不但自动化程度高，结构小巧，而且刹车性能好，使用安全。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，提供一种移动式机器人辅助刹车机构，其特征在于该辅助刹车机构包括电机、刹车主动轴、同步轮主动轮、同步轮从动轮、刹车从动轴、铰点轴、吸盘、下连杆、上连杆、机架连接件和吸盘连接杆；所述电机固定在移动式机器人的底部上，为辅助刹车机构的运动提供动力，电机的输出端连接刹车主动轴；在刹车主动轴的另一端安装同步轮主动轮，所述刹车从动轴安装在机架连接件上，机架连接件与移动式机器人的底部主体固定；在与同步轮主动轮同侧的刹车从动轴上安装同步轮从动轮，同步轮从动轮和同步轮主动轮之间通过同步带连接；刹车从动轴未安装同步轮从动轮的一端连接上连杆的一端；在上连杆下方的机架连接件上通过铰点轴连接下连杆的一端，上连杆和下连杆的另一端平行固定安装在吸盘连接杆上；所述吸盘连接杆为T字形结构，包括竖直段和水平段，竖直段上部依次连接上连杆和下连杆的另一端，竖直段下部连接水平段，水平段的下部对称安装有吸盘；下连杆和上连杆与吸盘连接杆和机架连接件形成了一个平行机构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明辅助刹车机构针对移动式机器人而设计，尤其适用于护理工作的机器人，通过辅助刹车机构与主动轮的制动配合使用，提高了移动式机器人在移动停止过程中的安全稳定性。移动式机器人在需要运动时，辅助刹车机构运行，吸盘接头被提起，吸盘与吸盘接头之间产生空气流通，吸盘内部真空状态被破坏，吸盘被提起，移动机器人可自由运动；而在移动式机器人需要停止时，辅助刹车机构运行，吸盘接头被下压，吸盘内空气被排出，吸盘吸附地面，其内形成真空状态，此时，吸盘内部的空气压力低于吸盘外部的大气压力，吸盘在外部压力的作用下牢牢吸附住地面。吸盘内部的真空度越高，吸盘与地面之间贴的越紧，使机器人不会因为随意滑动而对被护理人造成危险。机构内部下连杆和上连杆与吸盘连接件和机架连接件形成了一个平行机构，保证吸盘能够上下运动；与主动轮制动配合使用，提高了移动式机器人在移动过程中的安全稳定性。该辅助刹车机构使用一个电机作为动力元件，控制电机的运转即可控制吸盘的运动，不但自动化程度高，结构小巧，而且刹车性能好，使用安全。
附图说明
图1为本发明移动式机器人辅助刹车机构一种实施例的俯视结构示意图；
图2为本发明移动式机器人辅助刹车机构一种实施例的主视结构示意图；
图3为本发明移动式机器人辅助刹车机构安装在移动式机器人上的结构示意图；
图4为本发明移动式机器人辅助刹车机构吸盘安装剖面结构示意图；
图中，1、电机；2、刹车主动轴；3、同步轮主动轮；4、同步轮从动轮；5、刹车从动轴；6、铰点轴；7、吸盘；8、下连杆；9、上连杆；10、机架连接件、11、吸盘连接杆；12、护理机器人；13、吸盘接头；14档片；15、螺钉。
具体实施方式
下面结合实施例及附图进一步解释本发明，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。
本发明移动式机器人辅助刹车机构(简称辅助刹车机构，参见图1-2)包括电机1、刹车主动轴2、同步轮主动轮3、同步轮从动轮4、刹车从动轴5、铰点轴6、吸盘7、下连杆8、上连杆9、机架连接件10、吸盘连接杆11、吸盘接头13、档片14、螺钉15；所述电机1固定在移动机器人的底部上，为辅助刹车机构的运动提供动力，电机1的输出端连接刹车主动轴2，保证刹车动力的传递；在刹车主动轴2的另一端安装同步轮主动轮3，所述刹车从动轴5安装在机架连接件10上，机架连接件10与护理机器人的底部主体固定；在与同步轮主动轮3同侧的刹车从动轴5上安装同步轮从动轮4，同步轮从动轮4和同步轮主动轮3之间通过同步带连接，将电机1的动力传递到刹车从动轴5上；刹车从动轴5未安装同步轮从动轮4的一端连接上连杆9的一端；在上连杆9下方的机架连接件10上通过铰点轴6连接下连杆8的一端，上连杆9和下连杆8的另一端平行固定安装在吸盘连接杆11上；所述吸盘连接杆11为T字形结构，包括竖直段和水平段，竖直段上部依次连接上连杆9和下连杆8的另一端，下部连接水平段，水平段的下部对称安装有吸盘7，下连杆8和上连杆9与吸盘连接杆11和机架连接件10形成了一个平行机构，使吸盘7能够上下运动。
所述吸盘(参见图4)上部设有吸盘接头13，吸盘接头的上部与吸盘连接杆11的水平段的下部连接，吸盘接头的下部通过档片14、螺钉15与吸盘内部连接；吸盘7安装时，通过吸盘接头13、档片14、螺钉15将吸盘7与吸盘连接杆11的水平段固定，吸盘接头13与吸盘7内壁之间留有间隙，并通过挡片和吸盘接头使吸盘能在吸盘接头上上下移动。
本发明的进一步特征在于刹车主动轴2与刹车从动轴5等高。
本发明辅助刹车机构在使用时安装在移动机器人的底部，辅助刹车机构整体尺寸较小，与移动式机器人的主动轮大小差不多。移动式机器人停止时，辅助刹车机构运行，吸盘接头13被下压，吸盘7内空气被排出，吸盘7吸附地面，其内形成真空状态，此时，吸盘7内部的空气压力低于吸盘7外部的大气压力，吸盘7在外部压力的作用下牢牢吸附住地面。吸盘7内部的真空度越高，吸盘与7地面之间贴的越紧，使移动式机器人不会因为随意滑动而造成危险；移动式机器人在需要运动时，辅助刹车机构运行，吸盘接头13被提起，吸盘7与吸盘接头13之间产生空气流通，吸盘7内部真空状态被破坏，吸盘7被提起，吸盘7脱离地面，移动式机器人可自由运动；辅助刹车机构吸盘7升起后的最大高度不小于移动机器人底面到地面的距离。移动机器人刹车时，电机1带动刹车主动轴2旋转，刹车主动轴通过带传动带动同步轮提供动力，带动同步轮主动轮3与同步轮从动轮4旋转，同步轮从动轮4将动力传递给下连杆8和上连杆9与吸盘连接杆11和机架连接件10形成的一平行机构，使吸盘连接杆11上下运动，吸盘连接杆11上下运动，带动吸盘接头13上下运动，从而带动吸盘7上下运动。
本发明移动式机器人辅助刹车机构的工作过程是：移动式机器人移动到合适位置，移动式机器人开始刹车，主动轮制动，然后辅助刹车机构运行，控制电机1动作，带动同步轮主动轮3旋转，同步轮主动轮3通过同步带传动带动同步轮从动轮4旋转，同步轮从动轮4将动力依次传递给刹车从动轴5、上连杆9、吸盘连接杆11、下连杆8，下连杆8和上连杆9与吸盘连接杆11和机架连接件10形成平行四边形机构，使吸盘连接杆11向下运动，从而带动吸盘接头13向下运动，吸盘7被下压，随着吸盘7逐渐被下压，吸盘7内空气被排出，其内形成真空状态，此时，吸盘7内部的空气压力低于吸盘7外部的大气压力，吸盘7在外部压力的作用下牢牢吸附住地面。吸盘7内部的真空度越高，吸盘7与地面之间贴的越紧。吸盘7的使用使移动式机器人在使用过程中不会因为滑移而对使用者造成危险。
待移动式机器人需要运动时，辅助刹车机构运行，电机1工作，带动同步轮主动轮3及同步轮从动轮4旋转，同步轮从动轮4将动力传递给上连杆9、吸盘连接杆11、下连杆8，吸盘接头13被提起，吸盘7与吸盘接头13之间产生空气流通，吸盘7内部真空状态被破坏，吸盘7被提起，移动机器人可自由运动。
本发明未述及之处适用于现有技术，所涉及的元器件均可通过商购获得。

Claims (3)

1.一种移动式机器人辅助刹车机构，其特征在于该辅助刹车机构包括电机、刹车主动轴、同步轮主动轮、同步轮从动轮、刹车从动轴、铰点轴、吸盘、下连杆、上连杆、机架连接件和吸盘连接杆；所述电机固定在移动式机器人的底部上，为辅助刹车机构的运动提供动力，电机的输出端连接刹车主动轴；在刹车主动轴的另一端安装同步轮主动轮，所述刹车从动轴安装在机架连接件上，机架连接件与移动式机器人的底部主体固定；在与同步轮主动轮同侧的刹车从动轴上安装同步轮从动轮，同步轮从动轮和同步轮主动轮之间通过同步带连接；刹车从动轴未安装同步轮从动轮的一端连接上连杆的一端；在上连杆下方的机架连接件上通过铰点轴连接下连杆的一端，上连杆和下连杆的另一端平行固定安装在吸盘连接杆上；所述吸盘连接杆为T字形结构，包括竖直段和水平段，竖直段上部依次连接上连杆和下连杆的另一端，竖直段下部连接水平段，水平段的下部对称安装有吸盘；下连杆和上连杆与吸盘连接杆和机架连接件形成了一个平行机构。
2.根据权利要求1所述的移动式机器人辅助刹车机构，其特征在于刹车主动轴与刹车从动轴等高。
3.根据权利要求1所述的移动式机器人辅助刹车机构，其特征在于所述吸盘上部设有吸盘接头，吸盘接头的上部与吸盘连接杆的水平段的下部连接，吸盘接头的下部通过档片、螺钉与吸盘内部连接；吸盘接头与吸盘内壁之间留有间隙，并通过挡片和吸盘接头使吸盘能在吸盘接头上上下移动。
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