CN110466300A - 一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构 - Google Patents

一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构 Download PDF

Info

Publication number
CN110466300A
CN110466300A CN201910745378.7A CN201910745378A CN110466300A CN 110466300 A CN110466300 A CN 110466300A CN 201910745378 A CN201910745378 A CN 201910745378A CN 110466300 A CN110466300 A CN 110466300A
Authority
CN
China
Prior art keywords
suspension
mobile robot
torsionspring
connecting shaft
frame structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910745378.7A
Other languages
English (en)
Inventor
王滔
张雲策
葛鸿昌
朱世强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201910745378.7A priority Critical patent/CN110466300A/zh
Publication of CN110466300A publication Critical patent/CN110466300A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/32—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having springs of different kinds
    • B60G11/48—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having springs of different kinds not including leaf springs
    • B60G11/56—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having springs of different kinds not including leaf springs having helical, spiral or coil springs, and also fluid springs
    • B60G11/58—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having springs of different kinds not including leaf springs having helical, spiral or coil springs, and also fluid springs arranged coaxially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/12—Wound spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/15—Fluid spring

Abstract

本发明公开了一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，包括悬架安装壁板，所述悬架安装壁板上穿设有悬架连接轴，所述悬架连接轴上套设有扭转弹簧，所述扭转弹簧的内侧设有扭转弹簧安装板，所述扭转弹簧的一端固定在悬架安装壁板上，另一端固定在扭转弹簧安装板上，所述悬架连接轴内侧的一端与扭转弹簧安装板相连接，外侧的一端与移动机器人行走机构连杆相连接，所述悬架安装壁板的外侧设有旋转液压阻尼器，所述悬架连接轴穿过旋转液压阻尼器。本发明具有良好的结构性能与减振性能，可有效降低移动机器人行驶过程中的振动并使残余振动迅速衰减，提升移动机器人行驶过程中的平顺性，对机器人上所搭载的精密元器件起到保护作用。

Description

一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构
技术领域
本发明涉及移动机器人技术，具体涉及一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构。
背景技术
随着机电一体化技术的不断创新和发展，大量机器人应用于人类的社会生活和生产之中，以便协助或取代人类开展部分重复性或服务性工作，起初多应用在一些结构化工作环境中，例如生产业、建筑业等。随着新型产业的兴起，对于机器人的移动能力有了更高的要求，因此移动机器人在社会的生产与生活中扮演着愈发重要的角色。
移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。随着机器人性能不断地完善，移动机器人的应用范围大为扩展，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合得到很好的应用，移动机器人技术已经得到世界各国的普遍关注。在机器人自主化与智能化的发展趋势下，移动机器人开始搭载各类高精度传感器与决策芯片等精密元器件，尤其像视觉传感器及智能芯片等，此类设备对于机器人移动过程中产生的振动较为敏感，实际工作性能与使用耐久度受振动影响较大，因此智能移动机器人的减振性能开始受到研究者们的重视。为移动机器人增加悬架结构可使机器人作业过程的振动有效减小并迅速衰减，从而保证其上所搭载的精密仪器可以正常工作。国内外的研究者们围绕移动机器人悬架结构已经开展了部分研究工作，集中在工作场景简单的小型或非独立驱动移动机器人上，所设计的悬架结构复杂、占用空间较大、实际减振效果较差，未能满足智能移动机器人的减振需求。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构。
本发明的技术方案如下：一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，包括悬架安装壁板，所述悬架安装壁板上穿设有悬架连接轴，所述悬架连接轴上套设有扭转弹簧，所述扭转弹簧的内侧设有扭转弹簧安装板，所述扭转弹簧的一端固定在悬架安装壁板上，另一端固定在扭转弹簧安装板上，所述悬架连接轴内侧的一端与扭转弹簧安装板相连接，所述悬架连接轴外侧的一端与移动机器人行走机构连杆相连接。
所述悬架安装壁板的外侧设有旋转液压阻尼器，所述悬架连接轴穿过旋转液压阻尼器。
所述悬架连接轴上套设有轴承，所述悬架安装壁板上设有轴承安装孔，所述轴承设在轴承安装孔内。
所述轴承安装孔为台阶孔。
所述轴承的一侧盖有轴承盖板，所述轴承的一侧紧贴悬架安装壁板，另一侧利用轴承盖板进行轴向固定，所述悬架连接轴穿过轴承盖板。
所述轴承盖板通过螺栓和螺母固定在悬架安装壁板上。
所述扭转弹簧的两端均设有外螺纹，所述扭转弹簧的两端通过外螺纹和螺母分别固定在悬架安装壁板和扭转弹簧安装板上。
所述悬架连接轴的两端均设有外螺纹，所述悬架连接轴的两端通过外螺纹和螺母分别与移动机器人行走机构连杆和扭转弹簧安装板相连接。
所述悬架连接轴为台阶轴。
所述悬架连接轴与扭转弹簧安装板之间的连接处为方形。
本发明的有益的效果为：本发明中的悬架结构简单，可靠性高，减振性能良好，可有效提升机器人行驶过程中的平顺性，保障机器人的正常工作。扭转弹簧旋转阻尼器结构紧凑，一体性强，尤其适用于搭载轮毂电机的中大型独立驱动移动机器人；装配有此悬架结构的移动机器人有效减小了悬架系统的体积与质量，显著提升了移动机器人底盘离地间隙；悬架结构易于遮盖，使移动机器人整体更加美观的同时也保障了悬架结构的使用耐久度；有效缩减了悬架系统的横向尺寸，在移动机器人整体宽度限定的情况下大大增加了车体内部有效宽度，为机器人安装各种感知、决策部分以及大功率电池提供条件。此悬架方案大大降低了悬架结构的复杂程度，同时提供了较高的悬架强度，提升了悬架结构的可靠性，增大了悬架动行程，使移动机器人拥有良好的通过性能和越障能力。同时，由于扭转弹簧作用力的存在，可以在移动机器陡坡行驶或跨越较大障碍时起到行走机构限位作用，有效防止移动机器人底盘触地发生磕碰。悬架结构中的扭转弹簧液压旋转阻尼器有效减小了机器人运行过程中的振动并使振动快速衰减，提升移动机器人行驶过程中的平顺性，保护机器人所搭载的精密元器件不受振动损伤，使所搭载的高精度传感器可以正常工作。此外，机器人行驶在起伏路面时，得益于悬架旋转式工作方式，保证了轮胎与地面的接触面积，提高机器人在复杂路面的附着力。
附图说明
图1是本发明中悬架结构的整体结构示意图。
图2是本发明中悬架结构核心零部件示意图。
图中：1-悬架安装壁板，2-轴承盖板，3-扭转弹簧，4-扭转弹簧安装板，5-旋转液压阻尼器，6-悬架连接轴，7-行走机构连杆，8-轴承。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-2所示，一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，包括悬架安装壁板1，悬架安装壁板1上开有轴承安装孔，轴承安装孔采用台阶孔设计；悬架安装壁板1壁板外侧设计有旋转液压阻尼器5，旋转液压阻尼器5利用螺栓、螺母固定在悬架安装壁板1上，悬架连接轴6穿过旋转液压阻尼器5；轴承8套设在悬架连接轴6上，轴承8的一侧盖有轴承盖板2，轴承8固定在悬架安装壁板1上的轴承安装孔中，轴承8一端紧贴轴承安装孔的台阶面，另一端利用轴承盖板2进行轴向固定；轴承盖板2利用螺栓、螺母将其固定在悬架安装壁板1上；悬架连接轴6与轴承8相配合并穿过悬架安装壁板1与轴承盖板2，悬架连接轴6采用台阶轴设计，悬架连接轴6的两端设计有外螺纹并分别与移动机器人行走机构连杆7、扭转弹簧安装板4相配合连接；悬架连接轴6上套设有扭转弹簧3，扭转弹簧3的一侧设有扭转弹簧安装板4，扭转弹簧安装板4上开有连接轴配合孔与扭转弹簧安装孔，利用螺母安装固定在悬架连接轴6内侧一端；扭转弹簧3的两端设计有外螺纹，利用螺母分别与悬架安装壁板1和扭转弹簧安装板4固定安装，悬架连接轴6与扭转弹簧安装板4的配合处为方形，可防止悬架连接轴6转动过程中与扭转弹簧安装板4发生相对转动致使扭转弹簧3失效。本发明还对悬架安装板4和悬架连接轴6进行加厚、加粗，并使用更大尺寸的轴承8，提高了悬架的整体强度。
本发明中移动机器人悬架结构的工作原理如下：
在移动机器人的行驶过程中，当路面出现起伏或可跨越障碍时，由于车轮刚度较大，车轮会相应产生竖直方向的运动。车轮的运动会带动行走机构连杆进行转动，使扭转弹簧3发生转动从而产生压缩，可有效减小移动机器人壳体在竖直方向上的位移，从而减小机器人的振动幅度。同时，由于扭转弹簧3作用力的存在，可以在移动机器陡坡行驶或跨越较大障碍时起到行走机构限位作用，有效防止移动机器人底盘触地发生磕碰。另外由于旋转液压阻尼器5的作用，机器人的振动会迅速衰减，从而保证了机器人行驶过程中的平顺性，对移动机器人所搭载的精密元器件起到有效的保护作用，也保证了机器人的正常工作。

Claims (10)

1.一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，包括悬架安装壁板（1），其特征在于：所述悬架安装壁板（1）上穿设有悬架连接轴（6），所述悬架连接轴（6）上套设有扭转弹簧（3），所述扭转弹簧（3）的内侧设有扭转弹簧安装板（4），所述扭转弹簧（3）的一端固定在悬架安装壁板（1）上，另一端固定在扭转弹簧安装板（4）上，所述悬架连接轴（6）内侧的一端与扭转弹簧安装板（4）相连接，所述悬架连接轴（6）外侧的一端与移动机器人行走机构连杆（7）相连接。
2.如权利要求1所述的一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，其特征在于：所述悬架安装壁板（1）的外侧设有旋转液压阻尼器（5），所述悬架连接轴（6）穿过旋转液压阻尼器（5）。
3.如权利要求1所述的一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，其特征在于：所述悬架连接轴（6）上套设有轴承（8），所述悬架安装壁板（1）上设有轴承安装孔，所述轴承（8）设在轴承安装孔内。
4.如权利要求3所述的一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，其特征在于：所述轴承安装孔为台阶孔。
5.如权利要求3所述的一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，其特征在于：所述轴承（8）的一侧盖有轴承盖板（2），所述轴承（8）的一侧紧贴悬架安装壁板（1），另一侧利用轴承盖板（2）进行轴向固定，所述悬架连接轴（6）穿过轴承盖板（2）。
6.如权利要求5所述的一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，其特征在于：所述轴承盖板（2）通过螺栓和螺母固定在悬架安装壁板（1）上。
7.如权利要求1所述的一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，其特征在于：所述扭转弹簧（3）的两端均设有外螺纹，所述扭转弹簧（3）的两端通过外螺纹和螺母分别固定在悬架安装壁板（1）和扭转弹簧安装板（4）上。
8.如权利要求1所述的一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，其特征在于：所述悬架连接轴（6）的两端均设有外螺纹，所述悬架连接轴（6）的两端通过外螺纹和螺母分别与移动机器人行走机构连杆（7）和扭转弹簧安装板（4）相连接。
9.如权利要求1所述的一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，其特征在于：所述悬架连接轴（6）为台阶轴。
10.如权利要求1所述的一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构，其特征在于：所述悬架连接轴（6）与扭转弹簧安装板（4）之间的连接处为方形。
CN201910745378.7A 2019-08-13 2019-08-13 一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构 Pending CN110466300A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910745378.7A CN110466300A (zh) 2019-08-13 2019-08-13 一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910745378.7A CN110466300A (zh) 2019-08-13 2019-08-13 一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110466300A true CN110466300A (zh) 2019-11-19

Family

ID=68510684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910745378.7A Pending CN110466300A (zh) 2019-08-13 2019-08-13 一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110466300A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113173043A (zh) * 2021-04-20 2021-07-27 北京机械设备研究所 一种单兵助力牵引车的底盘装置和单兵助力牵引车

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0174304A1 (en) * 1984-02-16 1986-03-19 Norm Reynolds ASSEMBLING A TORSION SPRING UNIT.
US4674608A (en) * 1983-02-08 1987-06-23 Horstman Defence Systems Limited Hydraulic damper
US5074581A (en) * 1989-05-19 1991-12-24 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle suspension system using a rotary dampen
JPH0825936A (ja) * 1994-07-13 1996-01-30 Toyota Motor Corp 車輌用サスペンション
CA2259024A1 (en) * 1999-01-12 2000-07-12 Darren A. Draper Torsion spring swingarm suspension
EP1043516A2 (de) * 1999-04-09 2000-10-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Radaufhängung
JP2001277808A (ja) * 2000-04-04 2001-10-10 Kayaba Ind Co Ltd キャスター
KR20030048780A (ko) * 2001-12-13 2003-06-25 현대자동차주식회사 상용차의 프론트 및 데드 액슬용 현가장치의 롤 저감구조
JP2004243951A (ja) * 2003-02-14 2004-09-02 Nissan Motor Co Ltd サスペンション装置
BRMU8701139U (pt) * 2007-08-07 2008-11-04 Algemiro Luiz Bacin suspensão veicular com molas helicoidais de torção
JP2012056381A (ja) * 2010-09-07 2012-03-22 Nissan Motor Co Ltd 自動車のサスペンション装置
CN110077184A (zh) * 2019-05-20 2019-08-02 河北工业大学 一种麦克纳姆轮全向移动机器人独立悬架结构

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4674608A (en) * 1983-02-08 1987-06-23 Horstman Defence Systems Limited Hydraulic damper
EP0174304A1 (en) * 1984-02-16 1986-03-19 Norm Reynolds ASSEMBLING A TORSION SPRING UNIT.
US5074581A (en) * 1989-05-19 1991-12-24 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle suspension system using a rotary dampen
JPH0825936A (ja) * 1994-07-13 1996-01-30 Toyota Motor Corp 車輌用サスペンション
CA2259024A1 (en) * 1999-01-12 2000-07-12 Darren A. Draper Torsion spring swingarm suspension
EP1043516A2 (de) * 1999-04-09 2000-10-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Radaufhängung
JP2001277808A (ja) * 2000-04-04 2001-10-10 Kayaba Ind Co Ltd キャスター
KR20030048780A (ko) * 2001-12-13 2003-06-25 현대자동차주식회사 상용차의 프론트 및 데드 액슬용 현가장치의 롤 저감구조
JP2004243951A (ja) * 2003-02-14 2004-09-02 Nissan Motor Co Ltd サスペンション装置
BRMU8701139U (pt) * 2007-08-07 2008-11-04 Algemiro Luiz Bacin suspensão veicular com molas helicoidais de torção
JP2012056381A (ja) * 2010-09-07 2012-03-22 Nissan Motor Co Ltd 自動車のサスペンション装置
CN110077184A (zh) * 2019-05-20 2019-08-02 河北工业大学 一种麦克纳姆轮全向移动机器人独立悬架结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113173043A (zh) * 2021-04-20 2021-07-27 北京机械设备研究所 一种单兵助力牵引车的底盘装置和单兵助力牵引车

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7789178B2 (en) Wheel support device
US7641010B2 (en) In-wheel motor with high durability
EP1578625B1 (en) Integrated wheel suspension system
CN108944323B (zh) 一种两级减振汽车悬架结构及锁死控制方法
JPH04505139A (ja) 車両用懸架装置
EP1342595A3 (en) Vehicle suspension
CN206125145U (zh) 四轮独立转向机构
CN105966228A (zh) 一种内置扭转减振的电动轮轻量化结构
CN110466300A (zh) 一种移动机器人扭簧旋转阻尼器悬架结构
CN108081895A (zh) 一种舵轮独立悬挂系统
CN106335542A (zh) 四轮独立转向机构及工作方法
CN104832495B (zh) 悬挂油缸以及起重机
CN109911036B (zh) 一种多维缓冲球面悬置装置
CN202301732U (zh) 具有抗振动性能的汽车减振器
CN109595291B (zh) 一种轨道交通用减振装置
CN202674132U (zh) 并联型隔振抗震装置
CN109443790A (zh) 一种二分之一汽车底盘台架实验设备
JP3168856B2 (ja) ストラットマウントの取付構造
Ding et al. The design of automotive electronic control suspension system based on digital simulation
CN210337485U (zh) 一种线轴桥用复合空气悬架
CN214728031U (zh) 一种新型麦克纳姆轮悬挂减震机构
CN218430748U (zh) 一种摆臂式独立悬挂转向桥
CN201325493Y (zh) 消振静负荷履带行走机构
CN211685481U (zh) 一种后驱减震结构及电动折叠滑板车
CN218343181U (zh) 一体结构的平衡重式转向桥及叉车

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191119