CN108995742A - 一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘 - Google Patents
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Abstract
一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，包括底盘载体、多连杆非独立悬挂、麦克纳姆轮轮组，底盘载体包括底板、支撑架，多连杆非独立悬挂包括连杆、悬挂连接件、避震器；悬挂连接件设于底板的前端、后端的下方，悬挂连接件两端通过连杆和底板连接，麦克纳姆轮轮组分别安装于悬挂连接件的两端的外侧；支撑架分别安装在底板的上表面的四个顶角处，避震器一端固定在支撑架上，避震器另一端通过小号U型夹和悬挂连接件连接。本发明具有具有较好吸收冲击力的效果、缓冲能力好等优点。本发明属于机器人底盘技术领域。
Description
技术领域
本发明属于机器人底盘技术领域，尤其涉及一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘。
背景技术
随着机器人技术的发展和推广，机器人被应用到各种各样的环境和地形，尤其是一些崎岖坎坷的地形。机器人在复杂环境和地形中行走时，为了保护机器人上的精密零部件以及贵重仪器，因此机器人具有优越缓震效果的底盘显得尤为重要。而现在大部分基于麦克纳姆轮的机器人底盘所使用的悬挂系统的缓冲行程都比较小，这种结构的底盘在运行的过程中面对一些较为恶劣的地形比如陡坡或阶梯时，吸收冲击的能力都不算好，避震器的行程很容易就达到极限。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，它具有较好吸收冲击力的效果、缓冲能力好等优点。
一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，包括底盘载体、多连杆非独立悬挂、麦克纳姆轮轮组，底盘载体包括底板、支撑架，多连杆非独立悬挂包括连杆、悬挂连接件、避震器；悬挂连接件设于底板的前端、后端的下方，悬挂连接件两端通过连杆和底板连接，麦克纳姆轮轮组分别安装于悬挂连接件的两端的外侧；支撑架分别安装在底板的上表面的四个顶角处，避震器一端固定在支撑架上，避震器另一端通过小号U型夹和悬挂连接件连接。
优选的，两根避震器平行设置于支撑架和悬挂连接件之间。
优选的，还包括方管，两根方管纵向平行地固定在底板的下表面。
优选的，连杆包括长球头连杆和短球头连杆；长球头连杆的一端固定在方管的外侧面上，另一端通过大号U型夹固定在悬挂连接件的侧面；短球头连杆的一端固定在方管的内侧面上，另一端通过大号U型夹固定在悬挂连接件的上表面。
优选的，方管采用铝合金材质制成，支撑架采用不锈钢材质制成。
优选的，麦克纳姆轮轮组包括麦克纳姆轮、电机、法兰，电机安装于悬挂连接板上，麦克纳姆轮和法兰连接，法兰的轴和电机输出轴通过法兰联轴器连接。
优选的，麦克纳姆轮轮组还包括电机座，电机座为矩形方管，矩形方管置于悬挂连接板内，矩形方管和悬挂连接板固定连接，矩形方管的内端安装电机，矩形方管的外端通过轴承座和轴承安装法兰的轴。
优选的，悬挂连接板为矩形长管，矩形长管的中部的一对平行侧壁处均开设出入口。
优选的，底板为环氧树脂板。
本发明的有益效果：本发明通过连杆将悬挂连接件和底板连接，将避震器安装在底板上的支撑架和悬挂连接件之间，因此当遇到地面凸起的路况时，避震器被压缩以减缓底板的震动幅度，当遇到地面凹陷的路况时，由于避震器不处于最长状态，因此避震器伸长使麦克纳姆轮适应凹陷的地面，从而减弱环氧树脂板的震动幅度，起到缓冲减震的作用，适宜机器人行走于复杂的路面状况；悬挂连接件的两端通过长球头连杆、小球头连杆、大号U型夹和底板连接，因此悬挂连接板和底板之间连接稳固，通过大号U型夹可灵活变换位置，使本底盘更适宜于复杂路况；法兰的轴和电机输出轴之间通过法兰联轴器连接，因此可减小电机输出轴受到的冲击力，避免电机的损坏；在悬挂连接板的中部开设出入口，因此方便将电机通过出入口安装于悬挂连接板内，且电机安装于悬挂连接板内部，因此可以利用悬挂连接件的包裹来保护电机，避免电机运行过程中受到石头等杂物的剐蹭。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图2是本发明实施例仰视方向的结构示意图。
图3是本发明实施例中多连杆非独立悬挂的结构示意图。
图4是本发明实施例中多连杆非独立悬挂的侧面剖视示意图。
图5是本发明实施例中麦克纳姆轮轮组的结构示意图。
其中，1-环氧树脂板，2-方管，3-支撑架，4-小号U型夹，5-避震器，6-悬挂连接件，7-大号U型夹，8-长球头连杆，9-短球头连杆，10-麦克纳姆轮，11-法兰联轴器，12-电机座，13-电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的具体说明。
一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，包括底盘载体、多连杆非独立悬挂、麦克纳姆轮轮组。多连杆非独立悬挂安装于底盘载体的下方的前端、后端，四个麦克纳姆轮轮组分别设于底盘载体的四个顶角，麦克纳姆轮轮组和多连杆非独立悬挂连接，四个麦克纳姆轮轮组对称分布。
底盘载体包括底板，底板采用环氧树脂板。
两根方管纵向平行地固定在环氧树脂板的下表面，环氧树脂板上预留孔，孔用以固定方管以及支撑架，支撑架安装在环氧树脂板的上表面的四个顶角处，方管起着加强环氧树脂板的刚度以及固定长球头连杆和短球头连杆的作用。方管采用铝合金制成，支撑架采用不锈钢材质制成。
如图1、图2、图3、图4所示，避震器带负压缸体的一端通过螺钉固定在支撑架上，避震器的另一端通过螺钉固定在小号U型夹的两侧，小号U型夹通过螺钉固定在悬挂连接件上。长球头连杆的一端通过螺钉固定在方管的外侧面上，另一端通过螺钉固定在位于悬挂连接件侧面的大号U型夹的一侧。短球头连杆的一端通过螺钉固定在方管的内侧面上，另一端通过螺钉固定在位于悬挂连接件上表面的大号U型夹的一侧；位于悬挂连接件上表面和侧表面的大号U型夹通过螺钉与悬挂连接件固连。
如图3所示，麦克纳姆轮通过螺钉固定在法兰上，法兰的轴通过轴承安装于电机座的外端；电机固定在电机座的内端，电机输出轴和法兰的轴通过法兰联轴器连接，法兰联轴器和法兰的轴以及电机输出轴之间使用紧定螺钉锁紧。使用法兰联轴器可减小电机输出轴受到的冲击力，避免电机的损坏。
在本实施例中，麦克纳姆轮轮组的电机与电机座部分插入悬挂连接件的方孔内，螺钉从悬挂连接件的侧面插入，拧入电机座上的螺纹孔将麦克纳姆轮轮组与悬挂连接件固连。将电机固定在悬挂连接件内部是为了利用悬挂连接件的包裹来保护电机，避免运行过程中受到石头等杂物的剐蹭。
在本实施例中，麦克纳姆轮轮组以左右对称的方向安装在环氧树脂板的前端、后端，长球头连杆以及短球头连杆也左右对称安装在环氧树脂板的前端、后端。由于麦克纳姆轮的移动灵活性，车体平移旋转倒退都是很常执行的动作，悬挂环氧树脂板前后端的左右对称保证无论车体处于怎样的运动状态都有良好的缓震效果。
本发明的工作流程如下：
上电后，电机驱动法兰联轴器带动麦克纳姆轮转动，底盘开始运动；当遇到地面突起时，悬挂连接件将会根据不同的地面突起而不同程度地向上运动压缩避震器，避震器被压缩变短，当避震器被压缩至一定程度时，就会停止压缩，从而减弱环氧树脂板的震动幅度，从而起到缓震的作用；由于底盘的自身的重量，避震器并不是最长的状态，而是有伸长的趋势，当遇到地面凹陷时，避震器伸长使麦克纳姆轮适应凹陷的地面，从而减弱环氧树脂板的震动幅度，从而起到缓震的作用。
上述实施例为发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，其特征在于：包括底盘载体、多连杆非独立悬挂、麦克纳姆轮轮组，底盘载体包括底板、支撑架，多连杆非独立悬挂包括连杆、悬挂连接件、避震器；悬挂连接件设于底板的前端、后端的下方，悬挂连接件两端通过连杆和底板连接，麦克纳姆轮轮组分别安装于悬挂连接件的两端的外侧；支撑架分别安装在底板的上表面的四个顶角处，避震器一端固定在支撑架上，避震器另一端通过小号U型夹和悬挂连接件连接。
2.根据权利要求1所述一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，其特征在于：两根避震器平行设置于支撑架和悬挂连接件之间。
3.根据权利要求1所述一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，其特征在于：还包括方管，两根方管纵向平行地固定在底板的下表面。
4.根据权利要求3所述一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，其特征在于：连杆包括长球头连杆和短球头连杆；长球头连杆的一端固定在方管的外侧面上，另一端通过大号U型夹固定在悬挂连接件的侧面；短球头连杆的一端固定在方管的内侧面上，另一端通过大号U型夹固定在悬挂连接件的上表面。
5.根据权利要求3所述一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，其特征在于：方管采用铝合金材质制成，支撑架采用不锈钢材质制成。
6.根据权利要求1所述一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，其特征在于：麦克纳姆轮轮组包括麦克纳姆轮、电机、法兰，电机安装于悬挂连接板上，麦克纳姆轮和法兰连接，法兰的轴和电机输出轴通过法兰联轴器连接。
7.根据权利要求6所述一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，其特征在于：麦克纳姆轮轮组还包括电机座，电机座为矩形方管，矩形方管置于悬挂连接板内，矩形方管和悬挂连接板固定连接，矩形方管的内端安装电机，矩形方管的外端通过轴承座和轴承安装法兰的轴。
8.根据权利要求1所述一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，其特征在于：悬挂连接板为矩形长管，矩形长管的中部的一对平行侧壁处均开设出入口。
9.根据权利要求1所述一种基于麦克纳姆轮的连杆非独立悬挂底盘，其特征在于：底板为环氧树脂板。
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