CN109623771B - 一种应用于轨道机器人的支撑结构及稳定支撑机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于轨道机器人的支撑结构及稳定支撑机构，它解决了现有技术中机器人在轨道行驶出现摇摆晃动的问题，具有能保证机器人运行稳定的、提高力矩传递效率的有益效果，其方案如下：一种应用于轨道机器人的支撑结构，包括第一支架，第一支架设置第一卡槽用于安装中空的滑动块，滑动块能相对于第一支架移动；支撑轮，支撑轮通过支撑轮轴支撑于滑动块；固定板，能够与第一支架连接且与第一卡槽间隔设定距离设置，滑动块的一端通过弹性件与固定板抵接。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种应用于轨道机器人的支撑结构及稳定支撑机构。
背景技术
机器人在圆管轨道上运行，由于圆管本身的特点，驱动轮在圆管轨道的两侧曲面上运动时容易发生摇摆，并且在上下坡的过程中，由于机身的起伏可能会出现驱动轮与轨道的分离，没有了摩擦力，就没有了驱动力。
为了获得精确的传动比且保持结构的紧凑，减小机器人的大小，现有技术中采用了同步带传动的方式，不可避免的会出现同步带打滑、同步带磨损和老化的现象，相应会导致同步带的松弛，出现这种情况后，直接降低力矩传递的效率，造成能量的浪费。
综上，需要对一种应用于轨道机器人的支撑结构进行研究设计。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种应用于轨道机器人的支撑结构，能够保证机器人在运行过程中时刻与轨道保持接触且有一定的摩擦力，能够在运行过程中保持平稳，能够保证同步带能时刻与同步带轮有一定的涨紧力。
一种应用于轨道机器人的支撑结构的具体方案如下：
一种应用于轨道机器人的支撑结构，包括：
第一支架，第一支架设置第一卡槽用于安装中空的滑动块，滑动块能相对于第一支架移动；
支撑轮，支撑轮通过支撑轮轴支撑于滑动块。
固定板，能够与第一支架连接且与第一卡槽间隔设定距离设置，滑动块的一端通过弹性件与固定板抵接。
上述的支撑结构，支撑轮在使用时，与圆管轨道贴合，给轨道一定的挤压力，这样机器人在轨道上运行会保持相对稳定的状态，并通过弹性件的设置，对挤压力进行有效调节，能增加驱动力，提高力矩传递的效率。
进一步地，为了与机器人的圆管轨道表面相贴合，所述支撑轮滚动面中间尺寸小于两侧尺寸。
进一步地，所述固定板的侧部设有伸出板，所述第一支架的两侧设于伸出板的外侧，这样第一支架从两侧限位固定板；
所述固定板设置凸起，所述弹性件一端套于凸起，另一端设于滑动块内部。
进一步地，所述弹性件为压簧，所述第一卡槽突出于所述第一支架表面设置，所述滑动块一侧设置第二卡槽以设置所述的支撑轮，另一侧设置圆柱形空腔以用于所述压簧的设置；
所述支撑轮通过支撑轮轴承设于所述的支撑轮轴，所述滑动块突出所述第一卡槽的端部设置第三卡槽，支撑轮轴通过第三卡槽支撑，且支撑轮轴与滑动块紧固连接，支撑轮的两侧设置支撑轮轴承，支撑轮轴承嵌入支撑轮轮毂的空腔内，支撑轮及其两侧的支撑轮轴承一并设于滑动块的第二卡槽内，第二卡槽为矩形，内部边角圆弧过渡，支撑轮轴的两侧分别套入两个轴套，轴套的一侧紧贴支撑轮轴承内圈，另一侧紧贴滑动块内侧面，防止支撑轮在第二卡槽内左右移动。
进一步地，所述滑动块设于所述第一支架内侧的端部设置用于限定滑动块相对于第一支架位置的限位挡板，限位挡板设于滑动块的侧部，使得滑动块在第一支架的移动受到了节制。
进一步地，穿过第一支架设有至少一个顶丝，顶丝端部与限位挡板接触或连接，通过顶丝端部顶着限位挡板，对压簧形成挤压，从而调节滑动块的上下移动。
为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种应用于轨道机器人的稳定支撑机构，包括：
车架；
至少一组所述的一种应用于轨道机器人的支撑结构，支撑结构对称设于车架的两侧，两侧的支撑结构间隔设定距离以形成机器人轨道的设置空间，支撑结构中支撑轮的滚动面能与机器人轨道贴合；
涨紧结构，设于车架用于对机器人同步带进行涨紧，涨紧结构设于支撑结构的下方。
进一步地，所述涨紧结构包括设于所述车架侧面的第二支架，第二支架通过涨紧轮轴支撑用于与所述机器人同步带接触的偏心的涨紧轮，涨紧轮轴承两侧在涨紧轮轴套有扭簧，扭簧端部分别插入偏心轮公母头预留的孔内，扭簧的拉杆部分被竖向支架的限位部件限位，当机器人同步带出现磨损时，扭簧带动涨紧轮转动，涨紧轮进行自动调节，避免同步带出现松弛，提高了力矩传递的效率。
进一步地，所述第二支架通过竖向支架支撑所述的涨紧轮轴，涨紧轮轴设置方向与同步带的传送方向相互垂直，竖向支架顶部设置防脱部件，防脱部件采用防脱螺栓；
进一步地，所述竖向支架设有用于对所述扭簧进行限位的限位部件，限位部件采用限位螺栓，限位螺栓设于涨紧轮轴的一侧对扭簧的伸出端进行限位，以使涨紧结构在同步带的作用下，向一个方向运动。
进一步地，所述支撑结构设有两组，两组分别设于所述车架的两侧，车架顶部倾斜设置以支撑所述的支撑结构，且车架与所述第一支架、固定板连接，具体螺栓穿过车架、第一支架和固定板实现连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明通过滑动块活动设于第一卡槽内，支撑轮能给予轨道一定的挤压力，而且配合弹性件的设置，为支撑结构与轨道提供弹性空间。
2)本发明通过支撑结构的设置，能够保证机器人在圆管轨道上相对稳定，不会出现来回摆动的现象；在上下坡过程中，自行的调节支撑轮与轨道的贴合，从而使得驱动轮时刻与圆管轨道抱紧，增大驱动力。
3)本发明通过涨紧结构的设置，使得机器人同步带时刻处于绷紧状态，且在同步带磨损的情况下，可以自主的进行调节，不需要外力干涉，提高了力矩传递的效率，相应提高机器人在运行过程中的稳定性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明支撑结构的轴侧图；
图2为本发明涨紧结构的轴侧图；
图3为本发明稳定支撑机构的正视图；
图4为本发明稳定支撑机构的轴侧图；
图中，1.固定板，2.第一支架，3.滑动块，4.支撑轮，5.支撑轮轴承，6.支撑轮轴7.压簧，8.顶丝，9.第二支架，10.涨紧轮轴，11.防脱螺栓，12.扭簧，13.偏心轮公头，14.涨紧轮轴承，15.偏心轮母头，16.涨紧轮轴套，17.锁紧螺母，18.限位螺栓，19.轨道，20.车架，21.同步带，22.限位挡板，23.竖向支架，24.支撑结构，25.涨紧结构。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种应用于轨道机器人的支撑结构。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1和图2所示，一种应用于轨道机器人的支撑结构，包括第一支架2，第一支架2设置第一卡槽用于支撑中空的滑动块3，滑动块3能相对于第一支架2移动；支撑轮4，支撑轮4通过支撑轮轴6支撑于滑动块3；固定板1，能够与第一支架2连接且与第一卡槽间隔设定距离设置，滑动块的一端通过弹性件与固定板1抵接。
为了与机器人的圆管轨道表面相贴合，支撑轮4滚动面中间尺寸小于两侧尺寸。
固定板1的侧部设有伸出板，第一支架2的两侧设于伸出板的外侧，这样第一支架2从两侧限位固定板1；固定板1设置凸起，凸起为圆柱形，所述弹性件一端套于凸起，另一端设于滑动块3内部。
弹性件为压簧7，第一卡槽突出于所述第一支架表面设置，滑动块3一侧设置第二卡槽以设置所述的支撑轮4，另一侧设置圆柱形空腔以用于所述压簧7的设置；
支撑轮4通过支撑轮轴承设于所述的支撑轮轴6，滑动块3突出所述第一卡槽的端部设置第三卡槽，支撑轮轴6通过第三卡槽支撑，且支撑轮4的两侧设置支撑轮轴承5，支撑轮4及其两侧的支撑轮轴承5一并设于滑动块3的第二卡槽内，并用螺钉固定，支撑轮轴6的两侧分别套入两个轴套，轴套的一侧紧贴支撑轴承内圈，另一侧紧贴滑动块内侧面，防止支撑轮4在第二卡槽内左右移动。
滑动块底部设置用于限定滑动块3相对于第一支架2滑动位置的限位挡板22，使得滑动块3在第一支架2的移动受到了节制。
顶丝8穿过第一支架顶着滑动块上设置的限位挡板22，对压簧7形成挤压，从而调节滑动块3的上下移动，这样增加了一种对支撑轮机构调节的机制。
本发明还提供了一种应用于轨道机器人的稳定支撑机构，如图3和图4所示，包括：车架20；至少一对所述的一种应用于轨道机器人的支撑结构，支撑结构对称设于车架20的两侧，两侧的支撑结构间隔设定距离以形成机器人轨道的设置空间，支撑结构中支撑轮4的滚动面能与机器人轨道贴合，车架20的内侧还设有用于对机器人同步带涨紧的涨紧结构25，车架20具有设定的宽度，内部设置同步带驱动机构用于带动机器人的运动。
支撑结构24设有两组，两组分别设于车架20的两侧，车架20顶部倾斜设置以支撑所述的支撑结构，且车架20与所述第一支架2、固定板1连接，具体螺栓穿过车架20、第一支架2和固定板1实现连接。
如图2所示，涨紧结构25包括设于车架20侧面的第二支架9，第二支架9通过涨紧轮轴10支撑用于与所述机器人同步带接触的偏心的涨紧轮，涨紧轮包括涨紧轮轴承14，涨紧轮轴承14两侧分别设置偏心轮母头15和偏心轮公头13，涨紧轮轴10套有扭簧12，扭簧端部分别插入偏心轮母头15和偏心轮公头13预留的孔内，这样的话扭簧12就可以带动涨紧轮转动，当机器人同步带出现磨损时，扭簧12带动涨紧轮转动，涨紧轮进行自动调节，避免同步带出现松弛，提高了力矩传递的效率。
第二支架9为L型，且第二支架9与车架20连接，第二支架9通过竖向支架23支撑所述的涨紧轮轴10，竖向支架23与第二支架垂直，竖向支架顶部开槽用于支撑所述的涨紧轮轴10，竖向支架23顶部在涨紧轮轴10的上方设置防脱部件，防脱部件采用防脱螺栓11，防止涨紧轮轴10在扭簧12的作用下弹出；涨紧轮两侧的扭簧端部具有拉杆部分，拉杆被设于竖向支架23的限位部件限位，限位部件采用限位螺栓18，限位螺栓18设于涨紧轮轴10的侧部下方。
涨紧轮的两侧，在涨紧轮轴10分别穿入两个涨紧轮轴套16，防止张紧轮在涨紧轮轴10左右移动；扭簧12的内径略大于涨紧轮轴套16的外径，便于扭簧12的转动。
如图3所示，在安装时，用内六角螺母将支撑结构固定到车架20，内六角螺母依次穿过车架20、第一支架2、固定板1；在直轨时，压簧7处于压缩状态，使得支撑轮4与轨道19处于贴合状态，并且支撑轮4给圆管轨道19挤压力，这样机器人在轨道19会相对稳定。限位挡板22，使得滑动块3在第一支架2的移动受到了节制，当限位挡板22碰到第一支架2底面时，移动结束，压簧恰好处于正常自由状态。在爬坡过程中，就是压簧7舒张的过程，支撑轮4给轨道19的压力变小，防止因抱死而导致机器人卡住；在下坡过程中，是压簧7压缩的过程，给轨道19的压力变大，相应的驱动轮与轨道更加贴合，增加了驱动力，提高了力矩传递的效率。
如图4所示，用内六角螺母将第二支架9固定到车架20，此时涨紧轮使得同步带21处于紧绷的状态，且扭簧12被安装在竖向支架的限位螺栓18进行了限位，使得涨紧轮机构在同步带的作用下，向一个方向运动。由于采用的是偏心轮的结构，在第二支架9固定的前提下，涨紧轮对同步带21的挤压量是变化的，因此当同步带21出现磨损时，涨紧轮在扭簧12带动下自动的调节，使得同步带21不会出现松弛和打滑的现象，提高了力矩传递的效率。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种应用于轨道机器人的支撑结构，其特征在于，包括：支撑结构对称设于车架的两侧；
第一支架，第一支架设置第一卡槽用于安装中空的滑动块，滑动块能相对于第一支架移动；
支撑轮，支撑轮通过支撑轮轴支撑于滑动块；与圆管轨道贴合；所述滑动块设于所述第一支架内侧的端部设置用于限定滑动块相对于第一支架位置的限位挡板；穿过第一支架设有至少一个顶丝，顶丝端部与限位挡板接触或连接，支撑轮滚动面中间尺寸小于两侧尺寸；
固定板，能够与第一支架连接且与第一卡槽间隔设定距离设置，滑动块的一端通过弹性件与固定板抵接；
所述弹性件为压簧，在直轨时，压簧处于压缩状态，使得支撑轮与轨道处于贴合状态，并且支撑轮给圆管轨道挤压力，这样机器人在轨道会相对稳定，在爬坡过程中，就是压簧舒张的过程，支撑轮给轨道的压力变小，防止因抱死而导致机器人卡住；在下坡过程中，是压簧压缩的过程，给轨道的压力变大，相应的驱动轮与轨道更加贴合，增加了驱动力。
2.根据权利要求1所述的一种应用于轨道机器人的支撑结构，其特征在于，所述支撑轮滚动面中间尺寸小于两侧尺寸。
3.根据权利要求1所述的一种应用于轨道机器人的支撑结构，其特征在于，所述固定板的侧部设有伸出板，所述第一支架的两侧设于伸出板的外侧；
所述固定板设置凸起，所述弹性件一端套于凸起，另一端设于滑动块内部。
4.根据权利要求1所述的一种应用于轨道机器人的支撑结构，其特征在于，所述第一卡槽突出于所述第一支架表面设置，所述滑动块一侧设置第二卡槽以设置所述的支撑轮，另一侧设置圆柱形空腔以用于所述压簧的设置；
所述支撑轮通过支撑轮轴承设于所述的支撑轮轴，所述滑动块突出所述第一卡槽的端部设置第三卡槽，支撑轮轴通过第三卡槽支撑。
5.一种应用于轨道机器人的稳定支撑机构，其特征在于，包括：
车架；
至少一组权利要求1-4中任一项所述的一种应用于轨道机器人的支撑结构，两侧的支撑结构间隔设定距离以形成机器人轨道的设置空间，支撑结构中支撑轮的滚动面能与机器人轨道贴合；
涨紧结构，设于车架用于对机器人同步带进行涨紧；
所述涨紧结构包括设于所述车架侧部的第二支架，第二支架通过涨紧轮轴支撑用于与所述机器人同步带接触的偏心的涨紧轮，涨紧轮轴承两侧在涨紧轮轴套有扭簧，扭簧端部分别插入偏心轮公母头预留的孔内，由于采用的是偏心轮的结构，在第二支架固定的前提下，涨紧轮对同步带的挤压量是变化的，因此当同步带出现磨损时，涨紧轮在扭簧带动下自动的调节。
6.根据权利要求5所述的一种应用于轨道机器人的稳定支撑机构，其特征在于，所述第二支架通过竖向支架支撑所述的涨紧轮轴，竖向支架顶部设置防脱部件。
7.根据权利要求6所述的一种应用于轨道机器人的稳定支撑机构，其特征在于，所述涨紧轮轴两侧的扭簧端部连接，所述竖向支架设有用于对所述扭簧进行限位的限位部件。
8.根据权利要求5所述的一种应用于轨道机器人的稳定支撑机构，其特征在于，所述支撑结构设有两组，两对分别设于所述车架的两侧，车架顶部倾斜设置以支撑所述的支撑结构，且车架与所述第一支架、固定板连接。
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Denomination of invention: A support structure and stable support mechanism for track robot Effective date of registration: 20220622 Granted publication date: 20220215 Pledgee: Overpass Branch of Jinan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Conway Communication Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022370000072 |
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Date of cancellation: 20230316 Granted publication date: 20220215 Pledgee: Overpass Branch of Jinan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Conway Communication Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022370000072 |
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Denomination of invention: A Support Structure and Stable Support Mechanism Applied to Orbital Robots Effective date of registration: 20230321 Granted publication date: 20220215 Pledgee: Overpass Branch of Jinan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Conway Communication Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023370000057 |