CN110653786A - 一种基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，包括主体和四个移动轮，还包括防撞机构和两个缓冲机构，所述防撞机构包括支撑套管、第二弹簧、两个活塞块、两个固定环、两个支撑杆、两个挡板和两个气囊，所述缓冲机构包括导向杆、支撑轴、两个固定块、两个水平传感器和两个减震组件，所述减震组件包括安装轴承、转动杆、气缸、滑动套管、第一弹簧、传动杆和调节套管，该基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人中，通过防撞机构的防护作用，降低了机器人被撞坏的几率，提高了机器人的安全性，通过缓冲机构的缓冲作用，减小了机器人行驶时颠簸的幅度，提高了机器人的稳定性。

Description

一种基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人。

背景技术

轮式移动机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

现有技术的轮式移动机器人在行驶的过程中，受路面平整度的影响会产生颠簸，降低了轮式移动机器人的稳定性，不仅如此，现有技术的轮式移动机器人在行驶的过程中如果撞到障碍物，容易发生损坏，降低了轮式移动机器人的安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，包括主体和四个移动轮，还包括防撞机构和两个缓冲机构，所述防撞机构设置在主体的顶部，两个缓冲机构分别设置在主体的两侧，四个移动轮分别通过两个缓冲机构与主体连接；

所述防撞机构包括支撑套管、第二弹簧、两个活塞块、两个固定环、两个支撑杆、两个挡板和两个气囊，所述支撑套管固定在主体的顶部，所述固定环和支撑杆均与支撑套管同轴设置，两个固定环分别与支撑套管的两端的内壁固定连接，所述活塞块与支撑套管匹配，两个活塞块均设置在支撑套管的内部，所述活塞块与支撑套管滑动连接，两个活塞块均设置在两个固定环之间，所述第二弹簧设置在两个活塞块之间，所述第二弹簧的两端分别与两个活塞块固定连接，所述第二弹簧处于压缩状态，两个支撑杆分别穿过两个固定环，所述支撑杆与固定环滑动连接，两个支撑杆的相互靠近的一端分别与两个活塞块固定连接，所述挡板与支撑杆垂直，两个挡板分别设置在主体的两侧，两个挡板的顶端分别两个支撑杆的相互远离的一端固定连接，两个气囊分别设置在两个挡板的靠近主体的一侧，所述挡板通过气囊与主体固定连接；

所述缓冲机构包括导向杆、支撑轴、两个固定块、两个水平传感器和两个减震组件，所述导向杆与支撑套管平行，所述导向杆设置在主体的一侧，所述导向杆的两端均通过固定块分别与主体的一侧的两端固定连接，所述支撑轴与导向杆垂直，所述支撑轴设置在导向杆的远离支撑套管的一侧，所述支撑轴的一端与主体固定连接，两个减震组件均设置在导向杆上，两个减震组件关于支撑轴对称设置，两个减震组件均与支撑轴连接，两个水平传感器分别设置在主体的靠近挡板的两侧的底端；

所述减震组件包括安装轴承、转动杆、气缸、滑动套管、第一弹簧、传动杆和调节套管，所述转动杆与支撑轴垂直，所述转动杆的一端通过安装轴承与支撑轴连接，所述移动轮安装在转动杆的另一端上，所述导向杆穿过滑动套管，所述滑动套管与导向杆滑动连接，所述滑动套管与传动杆的一端铰接，所述传动杆的另一端与转动杆的中部铰接，所述导向杆穿过调节套管，所述调节套管与导向杆滑动连接，所述调节套管设置在滑动套管的靠近支撑轴的一侧，所述第一弹簧套设在导向杆上，所述滑动套管通过第一弹簧与调节套管固定连接，所述第一弹簧处于拉伸状态，所述气缸的轴线与导向杆平行，所述气杆的气杆的顶端与调节套管固定连接，所述气缸的缸体与主体固定连接。

作为优选，为了提高机器人的自动化程度，所述主体的内部设有无线信号收发模块、内置天线和PLC，所述无线信号收发模块、内置天线和两个水平传感器均与PLC电连接。

作为优选，为了提高滑动套管移动的顺畅度，所述导向杆上涂有润滑脂。

作为优选，为了降低机器人发生打滑的几率，所述移动轮上设有防滑纹。

作为优选，为了延长主体的使用寿命，所述主体上涂有防腐涂层。

作为优选，为了延长支撑套管的使用寿命，所述支撑套管的制作材料为不锈钢。

作为优选，为了提高安装轴承与支撑轴连接的牢固度，所述支撑轴的外周上设有环形槽，所述安装轴承设置在环形槽的内部。

作为优选，为了提高机器人的节能性能，所述主体的顶部设有太阳能板。

作为优选，为了提高活塞块移动的顺畅度，所述支撑套管的一侧设有稳压槽，所述稳压槽的长度与小于支撑套管的长度。

作为优选，为了提高支撑套管的防尘性能，所述稳压槽上覆盖有防尘网，所述防尘网与支撑套管固定连接。

本发明的有益效果是，该基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人中，通过防撞机构的防护作用，降低了机器人被撞坏的几率，提高了机器人的安全性，与现有防撞机构相比，该防撞机构通过一个第二弹簧可以同时实现对两个挡板的缓冲作用，降低了机器人的生产成本，不仅如此，通过缓冲机构的缓冲作用，减小了机器人行驶时颠簸的幅度，提高了机器人的稳定性，与现有缓冲机构相比，该缓冲机构还实现了机器人水平状态的调节，进一步提高了机器人的稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人的结构示意图；

图2是本发明的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人的防撞机构的结构示意图；

图3是本发明的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人的缓冲机构的结构示意图；

图4是本发明的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人的支撑轴与安装轴承的连接结构示意图；

图中：1.挡板，2.气囊，3.支撑杆，4.气缸，5.支撑套管，6.调节套管，7.主体，8.第一弹簧，9.滑动套管，10.导向杆，11.固定块，12.水平传感器，13.移动轮，14.传动杆，15.支撑轴，16.转动杆，17.固定环，18.活塞块，19.第二弹簧，20.稳压槽，21.防尘网，22.安装轴承。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，包括主体7和四个移动轮13，还包括防撞机构和两个缓冲机构，所述防撞机构设置在主体7的顶部，两个缓冲机构分别设置在主体7的两侧，四个移动轮13分别通过两个缓冲机构与主体7连接；

通过防撞机构的防护作用，降低了机器人被撞坏的几率，提高了机器人的安全性，通过缓冲机构的缓冲作用，减小了机器人行驶时颠簸的幅度，提高了机器人的稳定性；

如图1-2所示，所述防撞机构包括支撑套管5、第二弹簧19、两个活塞块18、两个固定环17、两个支撑杆3、两个挡板1和两个气囊2，所述支撑套管5固定在主体7的顶部，所述固定环17和支撑杆3均与支撑套管5同轴设置，两个固定环17分别与支撑套管5的两端的内壁固定连接，所述活塞块18与支撑套管5匹配，两个活塞块18均设置在支撑套管5的内部，所述活塞块18与支撑套管5滑动连接，两个活塞块18均设置在两个固定环17之间，所述第二弹簧19设置在两个活塞块18之间，所述第二弹簧19的两端分别与两个活塞块18固定连接，所述第二弹簧19处于压缩状态，两个支撑杆3分别穿过两个固定环17，所述支撑杆3与固定环17滑动连接，两个支撑杆3的相互靠近的一端分别与两个活塞块18固定连接，所述挡板1与支撑杆3垂直，两个挡板1分别设置在主体7的两侧，两个挡板1的顶端分别两个支撑杆3的相互远离的一端固定连接，两个气囊2分别设置在两个挡板1的靠近主体7的一侧，所述挡板1通过气囊2与主体7固定连接；

通过气囊2的支撑作用，提高了挡板1的稳定性，当机器人前进或者后退的过程中发生碰撞的时候，挡板1与障碍物接触，此时通过气囊2的缓冲作用，吸收挡板1受到的冲击力，则减小了主体7受到的冲击力，降低了机器人发生损坏的几率，同时在支撑套管5的支撑作用，通过活塞块18提高了支撑杆3的稳定性，同时在固定环17的限位作用下，不仅降低了活塞块18从支撑套管5内部脱落的几率，同时进一步提高了支撑杆3的稳定性，则通过支撑杆3提高了挡板1的稳定性，当挡板与障碍物撞击的时候，通过支撑杆3驱动活塞块18沿着支撑套管5移动，则在第二弹簧19的缓冲作用下，抵消了支撑杆3上的冲击力，则进一步减小了主体7受到的冲击力，降低了机器人发生损坏的几率，通过两个挡板1可以同时实现主体7前后两个方向上的防撞功能，使机器人在前进和后退的过程中均可以实现对机器人的缓冲防撞功能，提高了机器人的安全性；

如图3-4所示，所述缓冲机构包括导向杆10、支撑轴15、两个固定块11、两个距离传感器12和两个减震组件，所述导向杆10与支撑套管5平行，所述导向杆10设置在主体7的一侧，所述导向杆10的两端均通过固定块11分别与主体7的一侧的两端固定连接，所述支撑轴15与导向杆10垂直，所述支撑轴15设置在导向杆10的远离支撑套管5的一侧，所述支撑轴15的一端与主体7固定连接，两个减震组件均设置在导向杆10上，两个减震组件关于支撑轴15对称设置，两个减震组件均与支撑轴15连接，两个距离传感器12分别设置在主体7的靠近挡板1的两侧的底端；

如图3所示，所述减震组件包括安装轴承22、转动杆16、气缸4、滑动套管9、第一弹簧8、传动杆14和调节套管6，所述转动杆16与支撑轴15垂直，所述转动杆16的一端通过安装轴承22与支撑轴15连接，所述移动轮13安装在转动杆16的另一端上，所述导向杆10穿过滑动套管9，所述滑动套管9与导向杆10滑动连接，所述滑动套管9与传动杆14的一端铰接，所述传动杆14的另一端与转动杆16的中部铰接，所述导向杆10穿过调节套管6，所述调节套管6与导向杆10滑动连接，所述调节套管6设置在滑动套管9的靠近支撑轴15的一侧，所述第一弹簧8套设在导向杆10上，所述滑动套管9通过第一弹簧8与调节套管6固定连接，所述第一弹簧8处于拉伸状态，所述气缸4的轴线与导向杆10平行，所述气杆的气杆的顶端与调节套管6固定连接，所述气缸4的缸体与主体7固定连接；

通过固定块11的支撑作用提高了导向杆10的稳定性，同时在支撑轴15的支撑作用下，通过安装轴承22提高了转动杆16的稳定性，则在转动轴16和传动杆14的支撑作用下，提高了移动轮13的稳定性，在车辆行驶的过程中，由于路面的颠簸，使移动轮13驱动传动杆16绕着支撑轴15往复转动，则在传动杆14的传动作用下，使滑动套管9沿着导向杆10往复滑动，则在第一弹簧8对滑动套管9的缓冲作用下，减小了主体7受到的冲击力，减小了主体7的抖动，提高了机器人的稳定性，同时在机器人行驶的过程中，通过水平传感器12可以检测主体7的水平状态，通过气缸4驱动调节套管6沿着导向杆10移动，在弹簧8的传动作用下，使滑动套管9与调节套管6同步移动，在传动杆14的传动作用下，通过滑动套管9驱动转动杆16转动，进而驱动移动轮13升降，通过各移动轮13的独立升降，实现了对主体7水平状态的调节，进一步提高了主体7的稳定性，同时通过移动轮13可以将机器人升高，使机器人可以更好的通过障碍物。

作为优选，为了提高机器人的自动化程度，所述主体7的内部设有无线信号收发模块、内置天线和PLC，所述无线信号收发模块、内置天线和两个距离传感器12均与PLC电连接；

PLC即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制，通过无线信号收发模块和内置天线使机器人可以与移动终端建立通讯，使操作人员可以远程发送控制信号给PLC，则通过PLC控制机器人运行，提高了机器人的自动化程度。

作为优选，为了提高滑动套管9移动的顺畅度，所述导向杆10上涂有润滑脂；

通过润滑脂减小了滑动套管9与导向杆10之间的摩擦力，提高了滑动套管9移动的顺畅度。

作为优选，为了降低机器人发生打滑的几率，所述移动轮13上设有防滑纹；

通过防滑纹增大了移动轮13与地面之间的摩擦力，降低了机器人发生打滑的几率。

作为优选，为了延长主体7的使用寿命，所述主体7上涂有防腐涂层；

通过防腐涂层减缓了主体7被腐蚀的速度，延长了主体7的使用寿命。

作为优选，为了延长支撑套管5的使用寿命，所述支撑套管5的制作材料为不锈钢；

由于不锈钢具有较好的抗腐蚀性能，减缓了支撑套管5被腐蚀的速度，延长了支撑套管5的使用寿命。

作为优选，为了提高安装轴承22与支撑轴15连接的牢固度，所述支撑轴15的外周上设有环形槽，所述安装轴承22设置在环形槽的内部；

通过环形槽对安装轴承22的限位作用，降低了安装轴承22从支撑轴15上脱落的几率，提高了安装轴承22与支撑轴15连接的牢固度。

作为优选，为了提高机器人的节能性能，所述主体7的顶部设有太阳能板。

作为优选，为了提高活塞块18移动的顺畅度，所述支撑套管5的一侧设有稳压槽20，所述稳压槽20的长度与小于支撑套管5的长度；

通过稳压槽20使支撑套管5内部和外部气压保持一致，减小了气压对活塞块18产生的阻力，提高了活塞块18移动的顺畅度。

作为优选，为了提高支撑套管5的防尘性能，所述稳压槽20上覆盖有防尘网21，所述防尘网21与支撑套管5固定连接；

通过防尘网21的防护作用，降低了灰尘通过稳压槽20进入支撑套管5内部的几率，提高了支撑套管5的防尘性能。

通过固定块11的支撑作用提高了导向杆10的稳定性，同时在支撑轴15的支撑作用下，通过安装轴承22提高了转动杆16的稳定性，则在转动轴16和传动杆14的支撑作用下，提高了移动轮13的稳定性，在车辆行驶的过程中，由于路面的颠簸，使移动轮13驱动传动杆16绕着支撑轴15往复转动，则在传动杆14的传动作用下，使滑动套管9沿着导向杆10往复滑动，则在第一弹簧8对滑动套管9的缓冲作用下，减小了主体7受到的冲击力，减小了主体7的抖动，提高了机器人的稳定性，在车辆行驶的过程中，由于路面的颠簸，使移动轮13驱动传动杆16绕着支撑轴15往复转动，则在传动杆14的传动作用下，使滑动套管9沿着导向杆10往复滑动，则在第一弹簧8对滑动套管9的缓冲作用下，减小了主体7受到的冲击力，减小了主体7的抖动，提高了机器人的稳定性。

与现有技术相比，该基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人中，通过防撞机构的防护作用，降低了机器人被撞坏的几率，提高了机器人的安全性，与现有防撞机构相比，该防撞机构通过一个第二弹簧19可以同时实现对两个挡板1的缓冲作用，降低了机器人的生产成本，不仅如此，通过缓冲机构的缓冲作用，减小了机器人行驶时颠簸的幅度，提高了机器人的稳定性，与现有缓冲机构相比，该缓冲机构还实现了机器人水平状态的调节，进一步提高了机器人的稳定性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，包括主体（7）和四个移动轮（13），其特征在于，还包括防撞机构和两个缓冲机构，所述防撞机构设置在主体（7）的顶部，两个缓冲机构分别设置在主体（7）的两侧，四个移动轮（13）分别通过两个缓冲机构与主体（7）连接；

所述防撞机构包括支撑套管（5）、第二弹簧（19）、两个活塞块（18）、两个固定环（17）、两个支撑杆（3）、两个挡板（1）和两个气囊（2），所述支撑套管（5）固定在主体（7）的顶部，所述固定环（17）和支撑杆（3）均与支撑套管（5）同轴设置，两个固定环（17）分别与支撑套管（5）的两端的内壁固定连接，所述活塞块（18）与支撑套管（5）匹配，两个活塞块（18）均设置在支撑套管（5）的内部，所述活塞块（18）与支撑套管（5）滑动连接，两个活塞块（18）均设置在两个固定环（17）之间，所述第二弹簧（19）设置在两个活塞块（18）之间，所述第二弹簧（19）的两端分别与两个活塞块（18）固定连接，所述第二弹簧（19）处于压缩状态，两个支撑杆（3）分别穿过两个固定环（17），所述支撑杆（3）与固定环（17）滑动连接，两个支撑杆（3）的相互靠近的一端分别与两个活塞块（18）固定连接，所述挡板（1）与支撑杆（3）垂直，两个挡板（1）分别设置在主体（7）的两侧，两个挡板（1）的顶端分别两个支撑杆（3）的相互远离的一端固定连接，两个气囊（2）分别设置在两个挡板（1）的靠近主体（7）的一侧，所述挡板（1）通过气囊（2）与主体（7）固定连接；

所述缓冲机构包括导向杆（10）、支撑轴（15）、两个固定块（11）、两个距离传感器（12）和两个减震组件，所述导向杆（10）与支撑套管（5）平行，所述导向杆（10）设置在主体（7）的一侧，所述导向杆（10）的两端均通过固定块（11）分别与主体（7）的一侧的两端固定连接，所述支撑轴（15）与导向杆（10）垂直，所述支撑轴（15）设置在导向杆（10）的远离支撑套管（5）的一侧，所述支撑轴（15）的一端与主体（7）固定连接，两个减震组件均设置在导向杆（10）上，两个减震组件关于支撑轴（15）对称设置，两个减震组件均与支撑轴（15）连接，两个距离传感器（12）分别设置在主体（7）的靠近挡板（1）的两侧的底端；

所述减震组件包括安装轴承（22）、转动杆（16）、气缸（4）、滑动套管（9）、第一弹簧（8）、传动杆（14）和调节套管（6），所述转动杆（16）与支撑轴（15）垂直，所述转动杆（16）的一端通过安装轴承（22）与支撑轴（15）连接，所述移动轮（13）安装在转动杆（16）的另一端上，所述导向杆（10）穿过滑动套管（9），所述滑动套管（9）与导向杆（10）滑动连接，所述滑动套管（9）与传动杆（14）的一端铰接，所述传动杆（14）的另一端与转动杆（16）的中部铰接，所述导向杆（10）穿过调节套管（6），所述调节套管（6）与导向杆（10）滑动连接，所述调节套管（6）设置在滑动套管（9）的靠近支撑轴（15）的一侧，所述第一弹簧（8）套设在导向杆（10）上，所述滑动套管（9）通过第一弹簧（8）与调节套管（6）固定连接，所述第一弹簧（8）处于拉伸状态，所述气缸（4）的轴线与导向杆（10）平行，所述气杆的气杆的顶端与调节套管（6）固定连接，所述气缸（4）的缸体与主体（7）固定连接。

2.如权利要求1所述的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，其特征在于，所述主体（7）的内部设有无线信号收发模块、内置天线和PLC，所述无线信号收发模块、内置天线和两个距离传感器（12）均与PLC电联机。

3.如权利要求1所述的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，其特征在于，所述导向杆（10）上涂有润滑脂。

4.如权利要求1所述的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，其特征在于，所述移动轮（13）上设有防滑纹。

5.如权利要求1所述的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，其特征在于，所述主体（7）上涂有防腐涂层。

6.如权利要求1所述的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，其特征在于，所述支撑套管（5）的制作材料为不锈钢。

7.如权利要求1所述的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，其特征在于，所述支撑轴（15）的外周上设有环形槽，所述安装轴承（22）设置在环形槽的内部。

8.如权利要求1所述的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，其特征在于，所述主体（7）的顶部设有太阳能板。

9.如权利要求1所述的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，其特征在于，所述支撑套管（5）的一侧设有稳压槽（20），所述稳压槽（20）的长度与小于支撑套管（5）的长度。

10.如权利要求9所述的基于物联网的安全稳定的轮式移动机器人，其特征在于，所述稳压槽（20）上覆盖有防尘网（21），所述防尘网（21）与支撑套管（5）固定连接。

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