CN110405717A - 一种工业机器人万向行走机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业机器人万向行走机构及方法，包括底座以及阵列分布在其下端面四周的若干个支腿，所述支腿下端设有万向轮，所述底座内部设有安装腔，所述安装腔底部设有旋转盘，所述旋转盘外侧通过转动连接件与底座转动连接，所述底座内部设有用于驱动旋转盘转动的驱动组件，所述旋转盘上端中间位置穿设有安装座，本发明针对现有装置的弊端进行改进，在需要原地转向或者原地工作时，通过旋转电机带动偏心轮转动，在其作用下，支撑台会带动导向柱向下滑动，进而使得支撑块抵住地面，这样就能将底座下端中间位置固定，配合驱动组件的转动，就可以使得底座围绕支撑台转动，从而实现原地转动，这样也可以提高装置工作的稳定性，实用性强。

Description

一种工业机器人万向行走机构及方法

技术领域

本发明涉及工业机器人设备技术领域，具体是一种工业机器人万向行走机构及方法。

背景技术

行走机构又称“ 行路机构”，行走机构中直接与路面接触的部分是车轮，称为轮式行走机构，此外，还有半履带式行走机构、车轮-履带式行走机构和履带式行走机构等几种，半履带式行走机构在前桥上装有车轮或滑撬，后桥上装有履带，主要用在雪地或沼泽地带行驶，车轮-履带式行走机构有可以互换使用的车轮和履带。

经过检索发现，专利号CN205870502U的发明公开了“ 一种全地形机器人万向行走机构”，包括球形轮、三脚式球型轮支撑架、减摩擦小轮U型支架、步进电机和万向轮，经过分析发现，现有的工业机器人万向行走机构存在以下不足；其一：传动效率低；其二：转向灵活性弱；其三：制造成本高，为了对上述方案的弥补，现有专利公告号为CN208946150U的专利公布了一种行走机构，这种行走即可虽然可以转向，但是无法做到原地转向，因为其四周都是滑轮支撑，所以原地转向时，装置必然会晃动，另外该装置无法为机器人工作提供稳定的下盘。

针对现有装置的缺点进行改进，现在提出一种改进的万向行走机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业机器人万向行走机构及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种工业机器人万向行走机构，包括底座以及阵列分布在其下端面四周的若干个支腿，所述支腿下端设有万向轮，所述底座内部设有安装腔，所述安装腔底部设有旋转盘，所述旋转盘外侧通过转动连接件与底座转动连接，所述底座内部设有用于驱动旋转盘转动的驱动组件，所述旋转盘上端中间位置穿设有安装座，安装座下端穿过底座下端面的开口，所述安装座下端中间位置设有驱动腔，所述驱动腔中水平设有驱动轴，驱动轴上设有与地面相抵的驱动轮，所述驱动轴一端与驱动腔内壁转动连接，其另一端与动力电机的输出端连接，所述安装座上还设有用于装置原地转向的支撑限位机构；

所述支撑限位机构包括阵列在安装座上端面的至少两个导向孔，所述导向孔中滑动配合有导向柱，所述导向柱下端设有用于抵住地面的支撑块，所述支撑块下端面设有橡胶层，所述导向柱上端与平行设置在安装板上方的支撑台底部连接，所述支撑台下端面与安装座上端面之间通过若干个复位弹簧连接，在复位弹簧的作用下，支撑块与地面分离，所述安装腔内部顶部还设有吊杆，所述吊杆上设有旋转电机，旋转电机的输出端设有用于对旋转板施加向下推力的偏心轮。

作为本发明进一步的方案：所述支撑台上方同轴设有旋转板，所述旋转板下端中间位置通过转动柱与支撑台顶部转动连接。

作为本发明进一步的方案：所述安装座下端设有便于支撑块收藏的凹槽。

作为本发明进一步的方案：所述驱动组件包括设置在旋转盘上端且与其同轴设置的从动齿环和安装在安装腔内顶部的驱动电机，所述驱动电机的输出端设有与从动齿环相互啮合的驱动齿轮，通过驱动电机配合驱动齿轮和从动齿环从使得旋转盘转动，以对装置行走方向进调节。

作为本发明进一步的方案：所述转动连接件包括设置在旋转盘外侧的支撑环板，所述支撑环板上下端面都设有环状槽，上侧的环状槽中配合设有第一滚珠，下侧的环状槽中设有用于抵住底座的第二滚珠，所述安装腔中滑动配合有用于抵住支撑环板上第一滚珠的紧压板，所述紧压板通过紧压螺栓与底座连接固定。

作为本发明进一步的方案：所述环状槽中设有便于润滑油存储的油槽。

作为本发明进一步的方案：所述驱动组件、动力电机和支撑限位机构电性连接控制面板，控制面板上设有与控制终端无线交互的无线模块。

作为本发明进一步的方案：所述底座上端设有开口，开口处的封盖通过螺栓与底座连接固定。

一种工业机器人万向行走机构的换向方法：包括以下步骤：

步骤1：通过旋转板带动偏心轮转动，在偏心轮的推动下，支撑台克服复位弹簧做功，以使得支撑块抵住地面，从而将底座下端中心位置固定不动，从而为底座的转向做准备；

步骤2：通过驱动电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮会对从动齿环产生推动力，但是此时的旋转盘因为支撑块的限位作用是无法转动的，在反作用力的作用下，底座会围绕安装块旋转，从而完成对底座快速换向。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对现有装置的弊端进行改进，在需要原地转向或者原地工作时，通过旋转电机带动偏心轮转动，在其作用下，支撑台会带动导向柱向下滑动，进而使得支撑块抵住地面，这样就能将底座下端中间位置固定，配合驱动组件的转动，就可以使得底座围绕支撑台转动，从而实现原地转动，这样也可以提高装置工作的稳定性，实用性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中旋转盘上端面的结构示意图。

图3为本发明的结构局部放大图。

其中：底座1、支撑块2、导向柱21、复位弹簧22、旋转板23、偏心轮26、吊杆25、转动柱26、支撑台27、旋转盘3、从动齿环31、驱动轮32、驱动腔33、支腿4、万向轮41、安装座5、开口51、转动连接件6、第一滚珠61、紧压板62、紧压螺栓63、第二滚珠64、支撑环板65、驱动齿轮71、驱动电机7。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种工业机器人万向行走机构，包括底座1以及阵列分布在其下端面四周的若干个支腿4，所述支腿4下端设有万向轮41，所述底座1内部设有安装腔，所述安装腔底部设有旋转盘3，所述旋转盘3外侧通过转动连接件6与底座1转动连接，所述底座1内部设有用于驱动旋转盘3转动的驱动组件，所述旋转盘3上端中间位置穿设有安装座5，安装座5下端穿过底座1下端面的开口51，所述安装座5下端中间位置设有驱动腔33，所述驱动腔33中水平设有驱动轴，驱动轴上设有与地面相抵的驱动轮32，所述驱动轴一端与驱动腔33内壁转动连接，其另一端与动力电机的输出端连接，通过动力电机带动驱动伦32转动，从而为装置行走提供动力，所述安装座5上还设有用于装置原地转向的支撑限位机构；

所述支撑限位机构包括阵列在安装座5上端面的至少两个导向孔，所述导向孔中滑动配合有导向柱21，所述导向柱21下端设有用于抵住地面的支撑块2，所述支撑块2下端面设有橡胶层，所述导向柱21上端与平行设置在安装板5上方的支撑台27底部连接，所述支撑台27下端面与安装座5上端面之间通过若干个复位弹簧22连接，在复位弹簧22的作用下，支撑块2与地面分离，所述安装座5下端设有便于支撑块2收藏的凹槽，所述安装腔内部顶部还设有吊杆25，所述吊杆25上设有旋转电机，旋转电机的输出端设有用于对旋转板23施加向下推力的偏心轮24，在需要原地转向或者原地工作时，通过旋转电机带动偏心轮24转动，在其作用下，支撑台27会带动导向柱21向下滑动，进而使得支撑块2抵住地面，这样就能将底座1下端中间位置固定，配合驱动组件3的转动，就可以使得底座1围绕支撑台5转动，从而实现原地转动，这样也可以提高装置工作的稳定性；

所述驱动组件包括设置在旋转盘3上端且与其同轴设置的从动齿环31和安装在安装腔内顶部的驱动电机7，所述驱动电机7的输出端设有与从动齿环31相互啮合的驱动齿轮71，通过驱动电机71配合驱动齿轮和从动齿环31从使得旋转盘3转动，以对装置行走方向进行调节；

所述转动连接件6包括设置在旋转盘3外侧的支撑环板65，所述支撑环板65上下端面都设有环状槽，上侧的环状槽中配合设有第一滚珠61，下侧的环状槽中设有用于抵住底座1的第二滚珠64，所述安装腔中滑动配合有用于抵住支撑环板65上第一滚珠61的紧压板62，所述紧压板62通过紧压螺栓63与底座1连接固定，通过设置两个滚珠槽配合支撑环板65使得旋转板3获得更大的支撑力。

所述驱动组件、动力电机和支撑限位机构电性连接控制面板，控制面板上设有与控制终端无线交互的无线模块。

实施例2

为了降低偏心轮24与支撑台27之间的摩擦力，所述支撑台27上方同轴设有旋转板23，所述旋转板23下端中间位置通过转动柱26与支撑台27顶部转动连接，此时偏心轮23对旋转台23产生下压力时，旋转台23会发生转动，从而消除了与支撑台27之间的滑动摩擦，降低了部件之间的磨损，也降低了旋转阻力。

实施例3

所述底座1上端设有开口，开口处的封盖通过螺栓与底座1连接固定，这样就可以通过顶部开口对其内部部件进行维护。

实施例4

为了降低传动连接件6的磨损，所述环状槽中设有便于润滑油存储的油槽。

一种工业机器人万向行走机构的换向方法，包括以下步骤：

步骤1：通过旋转板带动偏心轮24转动，在偏心轮24的推动下，支撑台27克服复位弹簧22做功，以使得支撑块2抵住地面，从而将底座1下端中心位置固定不动，从而为底座的转向做准备；

步骤2：通过驱动电机7带动驱动齿轮71转动，驱动齿轮71会对从动齿环31产生推动力，但是此时的旋转盘3因为支撑块2的限位作用是无法转动的，在反作用力的作用下，底座1会围绕安装块5旋转，从而完成对底座1快速换向。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种工业机器人万向行走机构，包括底座（1）以及阵列分布在其下端面四周的若干个支腿（4），所述支腿（4）下端设有万向轮（41），所述底座（1）内部设有安装腔，所述安装腔底部设有旋转盘（3），所述旋转盘（3）外侧通过转动连接件（6）与底座（1）转动连接，所述底座（1）内部设有用于驱动旋转盘（3）转动的驱动组件；

其特征在于，所述旋转盘（3）上端中间位置穿设有安装座（5），安装座（5）下端穿过底座（1）下端面的开口（51），所述安装座（5）下端中间位置设有驱动腔（33），所述驱动腔（33）中水平设有驱动轴，驱动轴上设有与地面相抵的驱动轮（32），所述驱动轴一端与驱动腔（33）内壁转动连接，其另一端与动力电机的输出端连接，所述安装座（5）上还设有用于装置原地转向的支撑限位机构；

所述支撑限位机构包括阵列在安装座（5）上端面的至少两个导向孔，所述导向孔中滑动配合有导向柱（21），所述导向柱（21）下端设有用于抵住地面的支撑块（2），所述支撑块（2）下端面设有橡胶层，所述导向柱（21）上端与平行设置在安装板（5）上方的支撑台（27）底部连接，所述支撑台（27）下端面与安装座（5）上端面之间通过若干个复位弹簧（22）连接，在复位弹簧（22）的作用下，支撑块（2）与地面分离，所述安装腔内部顶部还设有吊杆（25），所述吊杆（25）上设有旋转电机，旋转电机的输出端设有用于对旋转板（23）施加向下推力的偏心轮（24）。

2.根据权利要求1所述的工业机器人万向行走机构，其特征在于，所述支撑台（27）上方同轴设有旋转板（23），所述旋转板（23）下端中间位置通过转动柱（26）与支撑台（27）顶部转动连接。

3.根据权利要求1所述的工业机器人万向行走机构，其特征在于，所述安装座（5）下端设有便于支撑块（2）收藏的凹槽。

4.根据权利要求1所述的工业机器人万向行走机构，其特征在于，所述驱动组件包括设置在旋转盘（3）上端且与其同轴设置的从动齿环（31）和安装在安装腔内顶部的驱动电机（7），所述驱动电机（7）的输出端设有与从动齿环（31）相互啮合的驱动齿轮（71）。

5.根据权利要求1所述的工业机器人万向行走机构，其特征在于，所述转动连接件（6）包括设置在旋转盘（3）外侧的支撑环板（65），所述支撑环板（65）上下端面都设有环状槽，上侧的环状槽中配合设有第一滚珠（61），下侧的环状槽中设有用于抵住底座（1）的第二滚珠（64），所述安装腔中滑动配合有用于抵住支撑环板（65）上第一滚珠（61）的紧压板（62），所述紧压板（62）通过紧压螺栓（63）与底座（1）连接固定。

6.根据权利要求5所述的工业机器人万向行走机构，其特征在于，所述环状槽中设有便于润滑油存储的油槽。

7.根据权利要求1所述的工业机器人万向行走机构，其特征在于，所述驱动组件、动力电机和支撑限位机构电性连接控制面板，控制面板上设有与控制终端无线交互的无线模块。

8.根据权利要求1-7任一所述的工业机器人万向行走机构，其特征在于，所述底座（1）上端设有开口（51），开口处的封盖通过螺栓与底座（1）连接固定。

9.一种如1-7任一所述工业机器人万向行走机构的换向方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过旋转板带动偏心轮转动，在偏心轮的推动下，支撑台克服复位弹簧做功，以使得支撑块抵住地面，从而将底座下端中心位置固定不动，从而为底座的转向做准备；

步骤2：通过驱动电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮会对从动齿环产生推动力，但是此时的旋转盘因为支撑块的限位作用是无法转动的，在反作用力的作用下，底座会围绕安装块旋转，从而完成对底座快速换向。