CN111301080B - 一种可吸收轴向位移的轮子悬挂系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于移动机器人底盘技术领域，特别涉及一种可吸收轴向位移的轮子悬挂系统。包括限位架、安装架、支撑架及轮毂安装盘，其中限位架与底盘架连接，安装架与限位架可沿水平方向滑动地连接，安装架的一侧与限位架之间设有弹性复位机构，安装架的另一侧通过支撑架与轮毂安装盘铰接，支撑架通过减震器与底盘架铰接。本发明可以在机器人减振动作时吸收轮子产生的轴向位移，以免车轮与地面在轴向发生摩擦，影响行走平稳性。

Description

一种可吸收轴向位移的轮子悬挂系统

技术领域

本发明属于移动机器人底盘技术领域，特别涉及一种可吸收轴向位移的轮子悬挂系统。

背景技术

地面移动机器人通过将具有各种功能的机器人主体安装在底盘运行机构上，利用底盘运行机构驱动机器人移动，去完成相应的功能。现有的地面移动机器人的行走机构通常采用普通轮式机构，典型的轮子悬挂方式如图1所示，平稳运行时轮子处于实线所在的位置，当遇到重量增加或道路颠簸时，由于减震装置的存在，轮子会沿着圆弧所示的运动轨迹运动到虚线所示的位置，因此就会产生一个沿轴向的位移。当此位移产生时，会导致轮子与地面产生较大轴向摩擦，导致机器人运行不平稳，甚至“跳动”。因此，急需一种能够吸收轮子在颠簸时产生轴向位移的机构，使得轮子相对底盘运动时，产生的轴向位移发生在底盘上的轮子悬挂机构上。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可吸收轴向位移的轮子悬挂系统，以解决现有底盘运行机构遇到重量增加或道路颠簸时导致机器人运行不平稳的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可吸收轴向位移的轮子悬挂系统，包括限位架、安装架、支撑架及轮毂安装盘，其中限位架与底盘架连接，所述安装架与限位架可沿水平方向滑动地连接，所述轮毂安装盘通过支撑架与安装架的一侧铰接，所述安装架的另一侧与限位架之间设有弹性复位机构。

所述支撑架通过减震器与底盘架铰接。

所述支撑架为两个，且上下平行设置，所述轮毂安装盘、安装架及两个所述支撑架形成平行四连杆机构。

所述限位架为横卧的U形结构，所述安装架容置于所述限位架内、且通过与所述限位架开口端连接的挡板进行限位。

所述弹性复位机构为弹簧，所述弹簧的两端分别与所述限位架和所述安装架抵接。

所述限位架的内侧面设有弹簧座，所述安装架的一侧面设有弹簧限位孔，所述弹簧的一端套设于所述弹簧座上，另一端容置于所述弹簧限位孔内。

所述限位架的上、下内壁上均设有滑轨，所述安装架的顶部和底部均设有用于与所述限位架上的滑轨滑动配合的滑道。

所述支撑架与所述安装架的另一侧面设有的轮架铰接台铰接。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明可以在机器人减振动作时吸收轮子产生的轴向位移，以免车轮与地面在轴向发生摩擦，影响行走平稳性。

2.本发明的原理易于实现，所需空间位置小，且装拆方便。

3.本发明的安装块与底盘之间通过弹簧连接，增加了整体刚度，也可在减振等动作完成后实现复位。

附图说明

图1为现有的轮子悬挂方式原理图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的爆炸图；

图4为本发明中安装架与限位架的装配示意图；

图5为本发明中限位架的结构示意图；

图6为本发明中安装架的结构示意图；

图7为本发明的轮子悬挂方式原理图。

图中：1为限位架，1-1为弹簧座，1-2为滑轨，2为弹簧，3为安装架，3-1为滑道，3-2为轮架铰接台，3-3为弹簧限位孔，4为挡板，5为底盘架，6为减震器，7为支撑架，8为轮毂安装盘。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图2-3所示，本发明提供的一种可吸收轴向位移的轮子悬挂系统，包括限位架1、安装架3、支撑架7及轮毂安装盘8，其中限位架1与底盘架5连接，安装架3与限位架1可沿水平方向滑动地连接，轮毂安装盘8通过支撑架7与安装架3的一侧铰接，安装架3的另一侧与限位架1之间设有弹性复位机构。

支撑架7通过减震器6与底盘架5铰接，减震器6位于支撑架7的上方。支撑架7为两个，且上下平行设置，轮毂安装盘8、安装架3及两个支撑架7形成平行四连杆机构，减震器6的下端与位于上方的支撑架7的中间位置铰接。

如图4所示，限位架1为横卧的U形结构，安装架3容置于限位架1内、且通过与限位架1开口端连接的挡板4进行限位。

本发明的实施例中，弹性复位机构为弹簧2，弹簧2的两端分别与限位架1和安装架3抵接。

如图5-6所示，限位架1的内侧面设有弹簧座1-1，安装架3的一侧面设有弹簧限位孔3-3，弹簧2的一端套设于弹簧座1-1上，另一端容置于弹簧限位孔3-3内。

进一步地，限位架1的上、下内壁上均设有滑轨1-2，安装架3的顶部和底部均设有用于与限位架1上的滑轨1-2滑动配合的滑道3-1。安装架3的另一侧面设有用于与支撑架7铰接的轮架铰接台3-2。

本发明的工作原理是：

安装架3通过滑道3-1与限位架1的滑轨1-2的配合，安装到限位架1内，且可沿限位架1滑动，再利用挡板4通过螺栓连接将安装架3限制在限位架1内。安装架3与限位架1之间安装有弹簧2，支撑两者有一定刚度，其中弹簧2一端套进弹簧座1-1，另一端伸入弹簧限位孔3-3中。安装架3外端面铰接连接两个支撑架7，支撑架7中间部分连接减震器6，另一端连接轮毂安装盘8，轮毂安装盘8上可安装轮子机构。将限位架1及其他结构利用螺栓连接一同安装到底盘架5上，并在底盘架5上预留安装减震器6的铰接台，利用铰接将减震器6另一端连接到底盘架5上。

工作时，轮毂安装盘8相对于安装架3沿圆弧运动，减震器6压缩。安装盘8在产生向上位移的同时，也产生轴向位移，由于轮子与地面摩擦力较大，导致支撑架7会推动安装架3沿轴向运动，产生位移h，如图7所示。当压缩结束后，弹簧2展开，使安装架3恢复原位。整个动作过程中，由于弹簧2有一定刚度，使得整体动作过程保持平稳。

本发明的轮架安装在一个可轴向滑动的安装块上，在运动时吸收轴向位移，使整体运行更加平稳；安装块与底盘之间通过弹簧连接，增加了整体刚度，也可在减振等动作完成后实现复位。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种可吸收轴向位移的轮子悬挂系统，其特征在于，包括限位架（1）、安装架（3）、支撑架（7）及轮毂安装盘（8），其中限位架（1）与底盘架（5）连接，所述安装架（3）与限位架（1）可沿水平方向滑动地连接，所述轮毂安装盘（8）通过支撑架（7）与安装架（3）的一侧铰接，所述安装架（3）的另一侧与限位架（1）之间设有弹性复位机构；

所述支撑架（7）通过减震器（6）与底盘架（5）铰接；

所述支撑架（7）为两个，且上下平行设置，所述轮毂安装盘（8）、安装架（3）及两个所述支撑架（7）形成平行四连杆机构。

2.根据权利要求1所述的可吸收轴向位移的轮子悬挂系统，其特征在于，所述限位架（1）为横卧的U形结构，所述安装架（3）容置于所述限位架（1）内、且通过与所述限位架（1）开口端连接的挡板（4）进行限位。

3.根据权利要求2所述的可吸收轴向位移的轮子悬挂系统，其特征在于，所述弹性复位机构为弹簧（2），所述弹簧（2）的两端分别与所述限位架（1）和所述安装架（3）抵接。

4.根据权利要求3所述的可吸收轴向位移的轮子悬挂系统，其特征在于，所述限位架（1）的内侧面设有弹簧座（1-1），所述安装架（3）的一侧面设有弹簧限位孔（3-3），所述弹簧（2）的一端套设于所述弹簧座（1-1）上，另一端容置于所述弹簧限位孔（3-3）内。

5.根据权利要求2所述的可吸收轴向位移的轮子悬挂系统，其特征在于，所述限位架（1）的上、下内壁上均设有滑轨（1-2），所述安装架（3）的顶部和底部均设有用于与所述限位架（1）上的滑轨（1-2）滑动配合的滑道（3-1）。

6.根据权利要求4所述的可吸收轴向位移的轮子悬挂系统，其特征在于，所述支撑架（7）与所述安装架（3）的另一侧面设有的轮架铰接台（3-2）铰接。

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