CN113086051A - 悬架装置、具有该悬架装置的底盘、机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬架装置、具有该悬架装置的底盘、机器人，悬架装置包括：第一摆动件，第二摆动件，以及连接件；第一摆动件和第二摆动件相互间隔的转动连接在机器人的底架上，且所述连接件位于第一摆动件与第二摆动件之间；所述连接件上具有第一连接位和第二连接位，所述第一连接位转动的连接在所述第一摆动件上，所述第二连接位转动的连接在所述第二摆动件上。第一摆动件绕第一前转动连接位沿顺时针方向或逆时针方向旋转时，通过连接件带动第二摆动件绕第二前转动连接位沿逆时针方向或顺时针方向旋转，进而保证主动轮与地面保持充分的接触，以保证主动轮的抓地力，避免出现悬空、打滑的现象。

Description

悬架装置、具有该悬架装置的底盘、机器人

技术领域

本申请涉及机器人悬架结构技术领域，具体涉及一种悬架装置、具有该悬架装置的底盘、机器人。

背景技术

自动导航轮式移动机器人主要通过设置的驱动系统、自主导航系统按照规定的导引路径行走，具有移载物品的功能，在物流、仓储、工业生产线、餐饮服务领域等应用越来越广泛。

多数自动导航轮式机器人的驱动系统采用三轴形式，即前轮、驱动轮、后轮与底盘刚性连接组成前中后三轴，在上坡时容易导致驱动轮悬空。

当前大部分的解决方式是采用驱动轮与弹簧连接，通过弹簧为其提供向下的压力，倘若移动机器人的负载增大，则增大的重量都集中在前轮或后轮上，若驱动轮受到弹簧向下的压力不足时，易导致驱动轮悬空、打滑的现象，进而引起驱动轮悬空、打滑的现象。

另一种解决方式是采用两轴联动的方式，即，前轮与驱动轮联动或后轮与驱动轮联动，移动机器人容易引起前倾、后仰。

发明内容

本申请旨在提供一种悬架装置、具有该悬架装置的底盘、机器人，不仅能够保证主动轮始终充分地接触地面，避免出现悬空、打滑的现象发生，同时还能够在遇到刹车时机器人不会向前倾倒，提高机器人的稳定性。

根据本申请的第一方面，本申请提供了一种悬架装置，包括：第一摆动件，第二摆动件，以及连接件；所述第一摆动件和第二摆动件相互间隔的转动连接在机器人的底架上，且所述连接件位于第一摆动件与第二摆动件之间；所述连接件上具有第一连接位和第二连接位，所述第一连接位转动的连接在所述第一摆动件上，所述第二连接位转动的连接在所述第二摆动件上；所述第一摆动件远离连接件的一端用于安装第一从动轮，所述第二摆动件远离连接件的一端用于安装第二从动轮，所述第一摆动件转动的连接在机器人的底架上的连接位与所述第二摆动件转动的连接在机器人的底架上的连接位之间的部分所述第一摆动件或部分所述第二摆动件用于安装主动轮。

进一步地，所述连接件为杆件结构的连接杆，所述连接杆上设有所述第一连接位和所述第二连接位。

进一步地，所述连接件为柔性体。

进一步地，所述第一摆动件上沿机器人的行进方向依次设有第一从动轮安装位、第一前转动连接位、主动轮安装位、以及第一后转动连接位，所述第一从动轮安装位用于安装第一从动轮，所述第一前转动连接位用于与机器人的底架上的第一底架连接位转动连接，所述主动轮安装位用于安装主动轮；所述第一后转动连接位用于与所述连接件的第一连接位转动连接。

进一步地，所述第二摆动件上沿机器人的行进方向依次设有第二后主动连接位、第二前转动连接位、以及第二从动轮安装位，所述第二前转动连接位用于与底架上的第二底架连接位转动连接，底架上的第二底架连接位与底架上的第一底架连接位之间相互间隔设置；所述第二从动轮安装为用于安装第二从动轮，所述第二后转动连接位用于与所述连接件的第二连接位转动连接。

进一步地，所述主动轮安装位与所述第一后转动连接位之间的间距小于所述主动轮安装位与所述第一前转动连接位之间的间距。

进一步地，所述第二前转动连接位与所述第二从动轮安装位之间的间距大于所述第二前转动连接位与所述第二后转动连接位之间的间距。

根据本申请的第二方面，本申请提供了一种底盘，包括所述的悬架装置。

进一步地，还包括：

底架，所述底架的底面上设有相互间隔的第一底架连接座和第二底架连接座，所述第一底架连接座上设有第一底架连接位，所述第一底架连接位与所述第一前转动连接位铰接连接，所述第二底架连接座上设有第二底架连接位，所述第二底架连接位与所述第二前转动连接位铰接连接；

第一从动轮，所述第一从动轮安装在所述第一从动轮安装位上；

第二从动轮，所述第二从动轮安装在所述第二从动轮安装位上；

主动轮，所述主动轮安装在所述主动轮安装位上。

进一步地，所述底架的下方具有避让空间，所述避让空间用于避让转动的所述第一摆动件和转动的所述第二摆动件。

根据本申请的第三方面，本申请提供了一种机器人，包括：所述的底盘。

依据本申请所提供的悬架装置、具有该悬架装置的底盘、机器人，当机器人上坡或过坎时，第一摆动件绕第一前转动连接位沿顺时针方向或逆时针方向旋转时，通过连接件带动第二摆动件绕第二前转动连接位沿逆时针方向或顺时针方向旋转，进而保证主动轮与地面保持充分的接触，以保证主动轮的抓地力，避免出现悬空、打滑的现象。同时在遇到刹车时机器人不会向前倾倒，提高机器人的稳定性。

附图说明

图1为本申请提供的悬架装置的结构示意图；

图2为本申请提供的悬架装置在上坡时的示意图；

图3为本申请提供的悬架装置在过坎时的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本申请提供了一种悬架装置、具有该悬架装置的底盘、机器人，机器人为自动导航轮式移动机器人，能够按照规定的导引路径进行行走，主要应用于物料、仓储、工业生产线、餐饮服务领域等执行不同的配送任务。在机器人的底盘上设置有悬架装置和驱动装置，悬架装置能够对驱动装置进行支撑，保证驱动装置的稳定性。驱动装置主要由前轮、驱动轮、以及后轮组成的三轴形成，悬架装置通过三轴联动的方式使得前轮、驱动轮、后轮三者之间联动。

实施例一、

参见图1所示，本实施例所提供的悬架装置主要包括：第一摆动件10，第二摆动件20，以及连接件30，该悬架装置为机器人的悬架装置，安装在机器人的底架70上，按照机器人前至后的行进方向，第一摆动件10、连接件30、以及第二摆动件20依次转动连接形成多杆联动机构，图1中示出的是底架70的长度方向，在底架70宽度方向的相对两侧分别设有两个多杆联动机构。换言之，图1中示出的第一摆动件10、第二摆动件20以及连接件30是设置在机器人底盘的底架70的同一侧，在该底架70的另一相对侧上同样设置有同样的第一摆动件10、第二摆动件20以及连接件30。

继续参见图1所示，第一摆动件10和第二摆动件20相互间隔的转动连接在机器人的底架70上，在底架70的底面上设置有第一底架连接位71和第二底架连接位72，且，第二底架连接位72与第一底架连接位71之间相互间隔，第一摆动件10转动的安装在第一底架连接位71上，第二摆动件20转动的安装在第二底架连接位72上。连接件30则位于第一摆动件10与第二摆动件20之间，该连接件30上具有第一连接位31和第二连接位32，第一连接位31转动的连接在第一摆动件10上，第二连接位32转动的安装在第二摆动件20上。

第一摆动件10上远离连接件10的一端用于安装第一从动轮40，第二摆动件20上远离连接件的一端用于安装第二从动轮60，第一摆动件10转动的连接在机器人的底架70上的连接位与第二摆动件20转动的连接在机器人的底架70上的连接位之间的部分第一摆动件10或部分第二摆动件20用于安装主动轮50。

可以理解的是，以第一摆动件10转动的连接在机器人的底架70上的连接位为分界位，自该分界位起至第一摆动件10的另一端止，该部分即为上述的部分第一摆动件10，该部分第一摆动件用于安装主动轮50。或者，以第二摆动件20转动的连接在机器人的底架70上的连接位为分界位，自该分界位起至第二摆动件20的另一端止，该部分即为上述的部分第二摆动件20，该部分第二摆动件20用于安装主动轮50。也就是说，在第一摆动件10转动的连接在机器人的底架70上的连接位与第二摆动件20转动的连接在机器人的底架70上的连接位之间之间的部分第一摆动件和部分第二摆动件的任意位置上都可用来安装主动轮50。

本实施例中，第一从动轮40为机器人的前轮，第二从动轮60为机器人的后轮，主动轮50为机器人的驱动轮，主动轮50为机器人的行走提供动力，第一从动轮40和第二从动轮60能够对机器人起到一定的支撑作用。

在一实施例中，第一从动轮40和第二从动轮60都为万向轮，从而能够保证机器人移动时的转向。

具体的是，第一摆动件10为条状结构，当然，不限于条状结构，也可为其他块状等结构。第一摆动件10上沿机器人的行进方向依次设有第一从动轮安装位11、第一前转动连接位12、主动轮安装位13、以及第二后转动连接位14，第一从动轮安装位11用于安装第一从动轮40，第一从动轮40转动的安装在第一从动轮安装位11上。第一前转动连接位12用于与底架70上的第一底架连接位71铰接连接，主动轮安装位13用于安装主动轮50，主动轮50转动的安装在主动轮安装位13上。

第二摆动件20同样为条状结构，当然，不限于条状结构，也可为其他块状等结构。第二摆动件20上沿其长度方向依次设有第二从动轮安装位21、第二前转动连接位22、以及第二后转动连接位23，第二从动轮安装位21用于安装第二从动轮60，第二从动轮60转动的安装在第二从动轮安装位21上。底架70的底面上还设置有，第二前转动连接位22用于与底架70上的第二底架连接位72铰接连接。

连接件30上的第一连接位31与第一后转动连接位14铰接连接，连接件30上的第二连接位32与第二后转动连接位32铰接连接，

优选的实施方式中，在第一摆动件10、第二摆动件20、连接件30、第一从动轮40、主动轮50以及第二从动轮60等组装之后，第一后转动连接位31位于第二后转动连接位32的上方。

需要说明的是，图1中的虚线代表该部件被其他部件遮挡的情况。如图2所示，图2示出的是机器人上坡时的示意图，当上坡时，第一从动轮40接触坡道100，使得第一从动轮40抬升，抬升的第一从动轮40带动第一摆动件10绕第一前转动连接位12沿顺时针方向旋转，迫使主动轮安装位13上的主动轮50在顺时针旋转的第一摆动件10的带动下向下运动，同时迫使铰接在第一后转动连接位14上的连接件30向下运动。在向下运动的连接件30的带动下，使得第二摆动件20绕第二前转动连接位22沿逆时针方向旋转，逆时针方向旋转的第二摆动件20使得安装在第二从动轮安装位21上的第二从动轮60抬升。

如图3所示，图3示出的是机器人过坎时的示意图，图3中在平整的地面上形成有一凸出于地面的凸坎200，在机器人的第一从动轮40行走到凸坎200时，与上述上坡的过程一样，在此不再赘述，以下仅对主动轮50行走到凸坎200上的过程进行描述。当主动轮50行走到凸坎200上时，主动轮200相对于地面抬升，抬升的主动轮50带动第一摆动件10套第一前转动连接位12沿逆时针方向旋转，迫使第一从动轮安装位11上的第一从动轮50在逆时针旋转的第一摆动件10的带动下向下运动，同时迫使铰接在第一后转动连接位14上的连接件30向上运动。在向上运动的连接件30的带动下，使得第二摆动件20绕第二前转动连接位22沿顺时针方向旋转，顺时针方向旋转的第二摆动件20使得安装在第二从动轮安装位21上的第二从动轮60向下运动。

通过此联动方式，机器人在上坡、过坎时主动轮50不会处于悬空状态，保证了主动轮50与地面充分接触，以保证主动轮50的抓地力，避免出现悬空、打滑的现象。同时在遇到刹车时机器人不会向前倾倒，提高机器人的稳定性。

在一实施例中，连接件30也可为柔性体，该柔性体可以产生一定的弹性形变，在机器人上坡或过坎时，第一摆动件10绕第一前转动连接位12沿顺时针方向或逆时针方向转动时，柔性体产生弹性形变以替代连接件30绕其第一连接位31和第二连接位32的旋转运动，同样可以通过柔性体带动第二摆动件20绕第二前转动连接位22沿逆时针方向或顺时针方向旋转。

当然，在另一些实施例中，第一摆动件10与底架70、第二摆动件20与底架70之间的连接方式也不仅限于转动连接，也可采用柔性连接的方式进行连接，例如，通过橡胶件进行连接，如此，也可在机器人上坡或过坎时，保证第一摆动件10与第二摆动件20相对于底架70产生旋转角度变化。

如图1-图3所示，主动轮安装位13与第一后转动连接位14之间的间距小于主动轮安装位13与第一前转动连接位12之间的间距。根据杠杆原理，主动轮安装位13相当于支点，主动轮安装位13与第一前转动连接位12之间的部分第一摆动件10相当于动力臂，主动轮安装位13与第一后转动连接位14之间的部分第一摆动件10相当于阻力臂，在动力臂长度大于阻力臂长度的前提下，使得第一摆动件10能够轻易的带动主动轮50摆动，以保证主动轮50能够始终与地面保持接触，且具有一定的抓地力。

在一实施例中，主动轮安装位13与第一后转动连接位14之间的间距与主动轮安装位13与第一前转动连接位12之间的间距的比例介于1/2～1/4之间。

继续参见图1-图3所示，第二前转动连接位22与第二从动轮安装位21之间的间距大于第二前转动连接位22与第二后转动连接位23之间的间距。同样的，根据杠杆原理，第二前转动连接位22相当于支点，第二前转动连接位22与第二从动轮安装位21之间的部分第二摆动件20相当于动力臂，第二前转动连接位22与第二后转动连接位23之间的部分第二摆动件20相当于阻力臂，在动力臂长度大于阻力臂的前提下，使得第二摆动件能够轻易的带动第二从动轮60摆动。

本申请中，主动轮安装位13位于第一前转动连接位12的上方，相应的，第一摆动件10形成为折弯形式的结构，从而可以节省安装空间。

在一实施例中，第二摆动件20同样采用折弯形式的结构，同样可以达到节省安装空间的目的。

本实施例中，当机器人上坡或过坎时，第一摆动件10绕第一前转动连接位12沿顺时针方向或逆时针方向旋转时，通过连接件30带动第二摆动件20绕第二前转动连接位22沿逆时针方向或顺时针方向旋转，进而保证主动轮50与地面保持充分的接触，以保证主动轮50的抓地力，避免出现悬空、打滑的现象。同时在遇到刹车时机器人不会向前倾倒，提高机器人的稳定性。

实施例二、

本实施例提供了一种底盘，该底盘包括上述实施例所述的悬架装置，在该悬架装置的作用下，当机器人上坡或过坎时，第一摆动件10绕第一前转动连接位12沿顺时针方向或逆时针方向旋转时，通过连接件30带动第二摆动件20绕第二前转动连接位22沿逆时针方向或顺时针方向旋转，进而保证主动轮50与地面保持充分的接触，以保证主动轮50的抓地力，避免出现悬空、打滑的现象。同时在遇到刹车时机器人不会向前倾倒，提高机器人的稳定性。

如图1-图3所示，本实施例所提供的底盘还包括：第一从动轮40，主动轮50，第二从动轮60，以及底架70。

第一从动轮40转动地安装在第一摆动件10的第一从动轮安装位11上，主动轮50转动的安装在第一摆动件10的主动轮安装位13上，第二从动轮60转动地安装在第二摆动件20的第二从动轮安装位21上。

在一实施例中，第一从动轮40和第二从动轮60都为万向轮，主动轮50为机器人的移动提供动力，万向轮能够保证机器人移动时的转向。

底架70的底面上设有相互间隔的第一底架连接座73和第二底架连接座74，第一底架连接座73上设有第一底架连接位71，第一底架连接位71与第一摆动件10上的第一前转动连接位12铰接连接，第二底架连接座74上设有第二底架连接位72，第二底架连接位72与第二摆动件20上的第二前转动连接位22铰接连接。

在一实施例中，第一底架连接位71与底架70之间的间距，和/或，第二底架连接位72与底架70之间的间距至少等于主动轮安装位13与第一摆动件10上设置的第二后转动连接位14的端部之间的间距，能够在第一摆动件10绕第一前转动连接位12沿逆时针方向旋转时避开底架70。

本实施例中，沿底架70的高度方向，第一底架连接位71位于第二底架连接位72的上方，从而在底架70的下方形成足够的安装空间。

实施例三、

本实施例提供了一种机器人，包括上述实施例所述的底盘。在该底盘的悬架装置的作用下，当机器人上坡或过坎时，第一摆动件10绕第一前转动连接位12沿顺时针方向或逆时针方向旋转时，通过连接件30带动第二摆动件20绕第二前转动连接位22沿逆时针方向或顺时针方向旋转，进而保证主动轮50与地面保持充分的接触，以保证主动轮50的抓地力，避免出现悬空、打滑的现象。同时在遇到刹车时机器人不会向前倾倒，提高机器人的稳定性。

综上所述，本实施例所提供的悬架装置，当机器人上坡或过坎时，第一摆动件绕第一前转动连接位沿顺时针方向或逆时针方向旋转时，通过连接件带动第二摆动件绕第二前转动连接位沿逆时针方向或顺时针方向旋转，进而保证主动轮与地面保持充分的接触，以保证主动轮的抓地力，避免出现悬空、打滑的现象。同时在遇到刹车时机器人不会向前倾倒，提高机器人的稳定性。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种悬架装置，其特征在于，包括：第一摆动件、第二摆动件以及连接件；所述第一摆动件和第二摆动件相互间隔的转动连接在机器人的底架上，且所述连接件位于第一摆动件与第二摆动件之间；所述连接件上具有第一连接位和第二连接位，所述第一连接位转动连接在所述第一摆动件上，所述第二连接位转动连接在所述第二摆动件上；所述第一摆动件远离连接件的一端用于安装第一从动轮，所述第二摆动件远离连接件的一端用于安装第二从动轮；所述第一摆动件或所述第二摆动件位于所述第一摆动件转动连接在机器人的底架上的连接位与所述第二摆动件转动连接在机器人的底架上的连接位之间的部分用于安装主动轮。

2.如权利要求1所述的悬架装置，其特征在于，所述连接件为杆件结构的连接杆，所述连接杆上设有所述第一连接位和所述第二连接位。

3.如权利要求1所述的悬架装置，其特征在于，所述连接件为柔性体。

4.如权利要求1所述的悬架装置，其特征在于，所述第一摆动件上沿机器人的行进方向依次设有第一从动轮安装位、第一前转动连接位、主动轮安装位、以及第一后转动连接位，所述第一从动轮安装位用于安装第一从动轮，所述第一前转动连接位用于与机器人的底架上的第一底架连接位转动连接，所述主动轮安装位用于安装主动轮；所述第一后转动连接位用于与所述连接件的第一连接位转动连接。

5.如权利要求3所述的悬架装置，其特征在于，所述第二摆动件上沿机器人的行进方向依次设有第二后主动连接位、第二前转动连接位、以及第二从动轮安装位，所述第二前转动连接位用于与底架上的第二底架连接位转动连接，底架上的第二底架连接位与底架上的第一底架连接位之间相互间隔设置；所述第二从动轮安装为用于安装第二从动轮，所述第二后转动连接位用于与所述连接件的第二连接位转动连接。

6.如权利要求1所述的悬架装置，其特征在于，所述主动轮安装位与所述第一后转动连接位之间的间距小于所述主动轮安装位与所述第一前转动连接位之间的间距。

7.一种底盘，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的悬架装置。

8.如权利要求7所述的底盘，其特征在于，还包括：

底架，所述底架的底面上设有相互间隔的第一底架连接座和第二底架连接座，所述第一底架连接座上设有第一底架连接位，所述第一底架连接位与所述第一前转动连接位铰接连接，所述第二底架连接座上设有第二底架连接位，所述第二底架连接位与所述第二前转动连接位铰接连接；

第一从动轮，所述第一从动轮安装在所述第一从动轮安装位上；

第二从动轮，所述第二从动轮安装在所述第二从动轮安装位上；

主动轮，所述主动轮安装在所述主动轮安装位上。

9.如权利要求8所述的底盘，其特征在于，所述底架的下方具有避让空间，所述避让空间用于避让转动的所述第一摆动件和转动的所述第二摆动件。

10.一种机器人，其特征在于，包括：如权利要求7-9任意一项所述的底盘。

Images