CN109435917A - 一种移动机器人到位自动锁定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动机器人到位自动锁定装置，包括两套独立设置于机器人本体两侧的升降装置。升降装置包括支撑架、用于驱动支撑架相对于机器人本体升降的驱动组件、用于引导支撑架相对于机器人本体升降的导向组件；驱动组件采用独立控制的电缸作为动力源，支撑架在电缸作用下上下升降以抬起机器人离开地面或降下机器人落至地面，在移动机器人到位后抬起机器人并自动锁定其位置，防止车身产生偏移和晃动，提高稳定性，从而可以进行高精度的作业。本发明具有结构简单、效率高、成本低的优点，并使升降装置具备一定的柔性，即使两侧电缸在升降过程中不同步，最终也能保证移动机器人平台水平稳定。
Description
技术领域
本发明涉及移动机器人，具体涉及一种移动机器人到位自动锁定装置。
背景技术
目前，移动机器人普遍采用的是动力轮驱动，依靠轮子与地面的摩擦力产生移动，而且在轮子和机器人本体之间会设有弹簧减震装置。当移动机器人到位后，由于驱动轮传动的间隙、轮子与地面接触不稳定、减震装置的弹性…等多种原因导致移动机器人本体在外力的作用下会产生轻微的偏移和晃动。对于普通的应用场合影响不大，但是对于一些高精度的作业场合影响重大。例如移动装配场合，移动机器人本体上装有机械臂进行高精度装配作业，本体上即使有轻微的晃动也会导致装配失败。
专利号207953855U公开了“一种移动机器人稳定机构及装有该稳定机构的移动机器人”。该发明采用电机通过齿轮组带动水平布置的丝杆上正反螺母左右运动，再通过对称布置的凸轮斜面机构从而带动两侧升降板的升降，以抬升移动机器人车轮离开地面，提高了机器人的稳定性。但该发明传动结构复杂，效率低，成本高；凸轮槽的高度差决定了两侧升降高度恒定，从而不能适应地面不平的情况；升降支柱下没有安装万向支脚，不能很好的解决两套独立升降机构升降过程中微小的不同步现象。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种移动机器人到位自动锁定装置，消除移动机器人轻微的偏移和晃动，提高其稳定性，使其可以进行高精度的作业。
本发明的目的采用如下技术方案实现：一种移动机器人到位自动锁定装置，包括两套独立设置于机器人本体两侧的升降装置。升降装置包括支撑架、用于驱动支撑架相对于机器人本体升降的驱动组件、用于引导支撑架相对于机器人本体升降的导向组件；驱动组件采用独立控制的电缸作为动力源，支撑架在电缸作用下上下升降以抬起机器人离开地面或降下机器人落至地面。
进一步地，上述的导向组件包括导向芯轴、轴承座和线性轴承；线性轴承的内圈与导向芯轴滑动连接，线性轴承的外圈固定在轴承座上。
进一步地，上述的轴承座固定安装在支撑架上，导向芯轴的两端与机器人本体固定连接。
进一步地，上述的导向组件包括芯轴支座，导向芯轴的两端分别与芯轴支座固定连接，芯轴支座固定在机器人本体上。
进一步地，上述的驱动组件包括电缸安装座，电缸的缸体固定安装在电缸安装座上，电缸安装座固定在支撑架上。
进一步地，上述的升降装置包括设置在支撑架底部并具有一定柔性的万向支脚。
进一步地，上述的驱动组件包括电缸接头和支轴，电缸接头与电缸的活塞杆螺纹连接，电缸接头与支轴固定连接，支轴固定在机器人本体上。
进一步地，上述的电缸配有刹车装置，断电时刹车装置将电机轴抱住，防止机器人落下。
进一步地，上述的升降装置设有两套导向组件，分别位于支撑架的两侧。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过两套独立设置在机器人本体两侧的升降装置，通过对移动机器人的升降锁定消除到位后轻微的偏移和晃动，提高其稳定性，使其可以进行高精度的作业；采用两侧电缸在导向芯轴的导向作用下直接推动支撑架升降，具有结构简单、效率高、成本低的优点；两侧电缸的行程可单独控制，即使地面不平也能够确保移动平台水平；支撑架底部安装有万向支脚，具备一定的柔性，能够适应两侧升降装置微小的不同步情况。
附图说明
图1为移动机器人到位自动锁定装置的结构示意图。
图2为移动机器人到位自动锁定装置的机构部件图。
图3为移动机器人到位自动锁定装置在未锁定时的状态示意图。
图4为移动机器人到位自动锁定装置与地面接触时的状态示意图。
图5为移动机器人到位自动锁定装置在锁定时的状态示意图。
图6为移动机器人到位自动锁定装置的俯视图。
图7为移动机器人到位自动锁定装置的侧视图。
图8为两侧电缸升降过程不同步的工况示意图。
图1至图8中的标号名称为：支撑架1、芯轴支座2、导向芯轴3、轴承座4、线性轴承5、万向支脚6、电缸安装座7、电缸8、电缸接头9、支轴10、机器人本体11、车轮12。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
如图1和图2所示，本实施例的移动机器人到位自动锁定装置，包括两套独立设置于机器人本体11两侧的升降装置。升降装置包括支撑架1、用于驱动支撑架1相对于机器人本体11升降的驱动组件、用于引导支撑架1相对于机器人本体11升降的导向组件。驱动组件采用独立控制的电缸8作为动力源，支撑架1在电缸8作用下上下升降以抬起机器人离开地面或降下机器人落至地面。
导向组件包括导向芯轴3、轴承座4和线性轴承5。线性轴承5的内圈与导向芯轴3滑动连接，线性轴承5的外圈固定在轴承座4上。
轴承座4固定安装在支撑架1上。导向组件包括芯轴支座2，导向芯轴3的两端分别与芯轴支座2固定连接，芯轴支座2固定在机器人本体11上。
驱动组件包括电缸安装座7、电缸8、电缸接头9和支轴10。电缸8的缸体固定安装在电缸安装座7上，电缸安装座7固定在支撑架1上。电缸接头9与电缸8的活塞杆螺纹连接，电缸接头9与支轴10固定连接，支轴10固定在机器人本体11上。
电缸8配有刹车装置，断电时刹车装置将电机轴抱住，防止机器人落下。
本实施例中，支撑架1、轴承座4、线性轴承5、万向支脚6和电缸8缸体部分连接在一起成为一个整体，在电缸8活塞杆的伸缩作用下，沿着导向芯轴3相对于机器人本体11上下升降，以抬起机器人本体11和车轮12离开地面或下落至地面。车轮12安装在机器人本体11底部。
在优选实施例中，每套升降装置设有一组驱动组件和两组导向组件，两组导向组件分别位于支撑架1的两侧。每套升降装置中支轴10数量2件，芯轴支座2数量4件，导向芯轴3数量2件，线性轴承5数量4件，万向支脚6数量4件，轴承座4数量4件，其余数量均为1件。但本发明中各部件的数量并不局限于此。
为了降低加工和装配难度，降低对两侧电缸8升降同步性的要求，采用在机器人本体11两侧设置独立的电缸8垂直升降机构，并用线性轴承5和导向芯轴3的方式进行导向，结构简单，效率高，成本低。在支撑架1的底部安装具备一定柔性的万向支脚6，使整个锁定装置都具备一定的柔性，即使出现图8中两侧升降过程中不同步的情况，只要最后两侧电缸8设定行程走完，最后都能保证机器人本体11的水平。而且，由于两侧升降装置的相互独立，行程单独可控，即使地面不平整，也能保证机器人本体11最后的水平。
移动机器人到位自动锁定装置对机器人本体11总体尺寸影响不大，不改变原机器人的长度和高度，只是两侧宽度稍微变大了一些。该锁定装置结构简单、效率高、成本低，提高了移动机器人的稳定性，使其可以进行高精度作业。
综上，移动机器人到位自动锁定装置的工作运行方式如下：移动机器人到位后，首先如图4所示，两侧电缸8的的活塞杆伸出，悬在空中的两侧支撑架1沿着导向芯轴3下降，使得万向支脚6与地面接触，然后如图5所示，支撑架1不动，机器人本体11和电缸8活塞杆一起继续上升至设定行程结束，使车轮12与地面脱离，并在电缸8刹车装置的作用下稳定在此位置，至此，完成了锁定动作过程。反之，需要解锁时，首先，两侧电缸8的活塞杆缩回，机器人本体11和电缸8活塞杆一起下降至车轮12与地面接触，然后机器人本体11不动，电缸8活塞杆继续缩回，使支撑架1上升至起始位置，万向支架6与地面脱离，至此，完成解锁动作过程。
Claims (9)
1.一种移动机器人到位自动锁定装置，包括两套独立设置于机器人本体(11)两侧的升降装置，其特征在于：所述的升降装置包括支撑架(1)、用于驱动支撑架(1)相对于机器人本体(11)升降的驱动组件、用于引导支撑架(1)相对于机器人本体(11)升降的导向组件；所述的驱动组件采用独立控制的电缸(8)作为动力源，所述的支撑架(1)在所述的电缸(8)作用下上下升降以抬起机器人离开地面或降下机器人落至地面。
2.根据权利要求1所述的移动机器人到位自动锁定装置，其特征在于：所述的导向组件包括导向芯轴(3)、轴承座(4)和线性轴承(5)；所述线性轴承(5)的内圈与所述的导向芯轴(3)滑动连接，所述线性轴承(5)的外圈固定在所述的轴承座(4)上。
3.根据权利要求2所述的移动机器人到位自动锁定装置，其特征在于：所述的轴承座(4)固定安装在所述的支撑架(1)上，所述导向芯轴(3)的两端与机器人本体(11)固定连接。
4.根据权利要求3所述的移动机器人到位自动锁定装置，其特征在于：所述的导向组件包括芯轴支座(2)，所述导向芯轴(3)的两端分别与所述的芯轴支座(2)固定连接，所述的芯轴支座(2)固定在机器人本体(11)上。
5.根据权利要求1所述的移动机器人到位自动锁定装置，其特征在于：所述的驱动组件包括电缸安装座(7)，所述电缸(8)的缸体固定安装在所述的电缸安装座(7)上，所述的电缸安装座(7)固定在所述的支撑架(1)上。
6.根据权利要求1所述的移动机器人到位自动锁定装置，其特征在于：所述的升降装置包括设置在支撑架(1)底部并具有一定柔性的万向支脚(6)。
7.根据权利要求1所述的移动机器人到位自动锁定装置，其特征在于：所述的驱动组件包括电缸接头(9)和支轴(10)，所述的电缸接头(9)与所述电缸(8)的活塞杆螺纹连接，所述的电缸接头(9)与所述的支轴(10)固定连接，所述的支轴(10)固定在机器人本体(11)上。
8.根据权利要求1所述的移动机器人到位自动锁定装置，其特征在于：所述的电缸(8)配有刹车装置，断电时刹车装置将电机轴抱住，防止机器人落下。
9.根据权利要求1所述的移动机器人到位自动锁定装置，其特征在于：所述的升降装置设有两套导向组件，分别位于支撑架(1)的两侧。
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