CN112519489B - 一种可爬阶万向轮组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可爬阶万向轮组，属于一般脚轮技术领域，包括行走轮，所述行走轮的前进方向上装有辅助块，在垂直于辅助块所在平面的侧向水平投影上辅助块前端面超过行走轮前端面；辅助块前下端面向后下倾斜，且在该前端面上有向内凹陷的导向部。本发明通过极为简单的辅助块即可有效实现上台阶，对原有技术改动小，整体成本低，结构简洁、工作稳定可靠，无论是平地行进还是上台阶均不影响改进前的原有灵活性，对原有结构的体积改变极小，适用范围广。

Description

一种可爬阶万向轮组
技术领域
本发明涉及一种可爬阶万向轮组，属于一般脚轮技术领域。
背景技术
现有机器人一般都可以在平地上自由运动，如果其想要在有一定台阶的地面运行，必须要将轮子加大或者改成履带式结构增加其通过性，例如申请号为CN201820137379.4的实用新型专利公开了一种复合滚动轮，采用万向轮均布在轮盘的圆周上的手段，然而这种方案体积明显过大，属于变相的将轮子加大。
但在实际应用中，增加轮子直径会占用机器人的空间较大，在机器人体积一定时候，其他部件的结构就被严重挤压，由于轮子占用的空间较大，机器人的重心向上移动，不利于机器人运动稳定，使用履带式结构，结构复杂，且运动不灵活。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可爬阶万向轮组，该可爬阶万向轮组通过极为简单的辅助块即可有效实现上台阶，对原有技术改动小，整体成本低，结构简洁、工作稳定可靠。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种可爬阶万向轮组，包括行走轮，所述行走轮的前进方向上装有辅助块，在垂直于辅助块所在平面的侧向水平投影上辅助块前端面超过行走轮前端面；辅助块前下端面向后下倾斜，且在该前端面上有向内凹陷的导向部。
所述辅助块为三角型或扇形。
所述辅助块下端低于行走轮转轴。
所述辅助块由辅助转轮可转动固定，辅助转轮内有扭簧。
所述辅助块前下端面装有多个导向轮，多个导向轮之间构成导向部。
所述辅助块前端为垂直平面或弧面。
所述辅助块前端安装有前端轮。
所述辅助转轮位于行走轮正上方。
所述辅助块顶部有护槽，护槽形状匹配于行走轮上的水平转动组件。
所述辅助块下端与辅助转轮之间的距离小于行走轮直径并大于行走轮半径。本发明的有益效果在于：通过极为简单的辅助块即可有效实现上台阶，对原有技术改动小，整体成本低，结构简洁、工作稳定可靠，无论是平地行进还是上台阶均不影响改进前的原有灵活性，对原有结构的体积改变极小，适用范围广。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明一种实施方式的结构示意图；
图3是图2在平地的状态示意图；
图4是图2在台阶的状态示意图。
图中：11-行走轮，12-水平转动组件，13-安装杆，21-辅助块，22-辅助转轮，23-前端轮，24-导向轮，25-护槽，31-导向部，32-防护部。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的一种可爬阶万向轮组，包括行走轮11，行走轮11的前进方向上装有辅助块21，在垂直于辅助块21所在平面的侧向水平投影上辅助块21前端面超过行走轮11前端面；辅助块21前下端面向后下倾斜，且在该前端面上有向内凹陷的导向部31。
由此，当行走轮11在行进过程中遇到台阶时，台阶上边沿位置通过辅助块21前下端面的倾斜，使得台阶对行走轮11的水平阻力成为倾斜方向阻力，从而可在垂直方向上对行走轮11施力，实现对行走轮11的提升。
优选的，辅助块21为三角型或扇形。一般来说，辅助块21采用其他形状结构并无不可，但作为最精简且加工成本最低的方案，三角形或扇形在本发明中显著优于其他结构。
进一步的，为确保提升到位，避免台阶垂直面从水平方向直接接触行走轮11的前端面造成阻力过大，辅助块21下端低于行走轮11转轴。
更进一步的，在提升过程中，辅助块21向下转动更有利于转化阻力方向，因此辅助块21由辅助转轮22可转动固定，辅助转轮22内有扭簧。
优选的，以滚动摩擦代替滑动摩擦能更省力，且磨损更小，故辅助块21前下端面装有多个导向轮24，多个导向轮24之间构成导向部31。
对于过高的台阶，台阶边沿高于辅助块21前下端面，辅助块21前端直接接触台阶垂直面，因此为了降低这种接触对辅助块21带来的损伤，辅助块21前端为垂直平面或弧面。
进一步的，对于上述台阶过高的情况，更优方式是先将辅助块21提升至台阶边沿接触辅助块21前下端面的位置，而滚轮的安装显然有助于此种情况下对辅助块21的提升操作，辅助块21前端安装有前端轮23。同时，前端轮23还能起到碰撞缓冲作用。
作为辅助块21转动轴最优化的方案，辅助转轮22位于行走轮11正上方。作为方便安装、避免干涉的最优方案，辅助块21顶部有护槽25，护槽25形状匹配于行走轮11上的水平转动组件12。
优选的，为确保辅助块21转动不会对行走轮11的行进造成阻碍，辅助块21下端与辅助转轮22之间的距离小于行走轮11直径并大于行走轮11半径。
实施例1
如图1所示，包括行走轮11，行走轮11的前进方向上装有辅助块21，在垂直于辅助块21所在平面的侧向水平投影上辅助块21前端面超过行走轮11前端面；辅助块21前下端面向后下倾斜，且在该前端面上有三处向内凹陷的导向部31。
辅助块21前下端面向后下倾斜可使安装杆13对行走轮11的水平拉力一部分转为对行走轮11的垂直方向提升拉力；导向部31的设置可对台阶边沿硬碰撞的位置进行导向，避免长期使用过程中造成辅助块21前下端面形成凹槽。
实施例2
采用实施例1的方案，并且辅助块21由辅助转轮22可转动固定，辅助转轮22内有扭簧。
基于辅助块21的转动，进一步加大水平拉力转为垂直提升拉力的比例，更省力。
实施例3
采用实施例1的方案，并且辅助块21前下端面装有多个导向轮24，多个导向轮24之间构成导向部31，辅助块21前端安装有前端轮23构成防护部32。基于导向轮24的滚动，减少提升过程中台阶边沿的摩擦力，同时也加大水平拉力转为垂直提升拉力的比例。
实施例4
如图2所示，采用上述实施例的合并方案，为本发明最优选方案，行进轮11通过安装杆13安装于行李箱或机器人支脚等结构，其工作原理如图3、图4所示，当在平地行进时，辅助块21在扭簧作用下处于相对高位，行进轮11通过安装杆13提供水平拉力，通过水平转动组件12导向；当遇到台阶时，基于导向部31的限位，辅助块21向下转动使得行进轮11提升，同时导向轮24滚动实现对行进轮11的替代滚动，上了台阶之后辅助块21又在扭簧作用下转动回位。

Claims (6)

1.一种可爬阶万向轮组，包括行走轮(11)，其特征在于：所述行走轮(11)的前进方向上装有辅助块(21)，在垂直于辅助块(21)所在平面的侧向水平投影上辅助块(21)前端面超过行走轮(11)前端面；辅助块(21)前下端面向后下倾斜，且在该前端面上有向内凹陷的导向部(31)；辅助块(21)由辅助转轮(22)可转动固定，辅助转轮(22)内有扭簧；辅助转轮(22)位于行走轮(11)正上方；所述辅助块(21)前下端面装有多个导向轮(24)，多个导向轮(24)之间构成导向部(31)；所述辅助块(21)前端安装有前端轮(23)。
2.如权利要求1所述的可爬阶万向轮组，其特征在于：所述辅助块(21)为三角型或扇形。
3.如权利要求1所述的可爬阶万向轮组，其特征在于：所述辅助块(21)下端低于行走轮(11)转轴。
4.如权利要求1所述的可爬阶万向轮组，其特征在于：所述辅助块(21)前端为垂直平面或弧面。
5.如权利要求2所述的可爬阶万向轮组，其特征在于：所述辅助块(21)顶部有护槽(25)，护槽(25)形状匹配于行走轮(11)上的水平转动组件(12)。
6.如权利要求1所述的可爬阶万向轮组，其特征在于：所述辅助块(21)下端与辅助转轮(22)之间的距离小于行走轮(11)直径并大于行走轮(11)半径。
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