CN113306645A - 一种能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,包括能够与小腿电机传动连接的内圈筒,所述内圈筒外壁上通过弹性件铰接有外圈定位环,所述外圈定位环能够与安装于大腿内侧臂上的电磁销固定卡接,所述大腿内侧臂能够通过限位装置与车身固定连接;所述大腿内侧臂一侧固定连接有大腿外侧臂,所述小腿电机的固定端设置于所述大腿外侧臂的外侧。本发明提高了轮腿式车辆轮式状态下运动的平稳性和使用寿命,兼顾了轮腿式车辆足式状态下对控制精度的要求。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,特别是涉及一种能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构。
背景技术
目前,常规的移动机器人包括轮式机器人和履带式机器人,与它们相比,腿式机器人拥有更好的地形适应能力和更好的机动性能。四足机器人属于腿式机器人,有丰富的步态和更多的自由度,运动十分灵活,能够实现离散地面上的行走、奔跑、跳跃、越障等功能。而在平坦路面下,腿式机器人与传统机器人相比,腿式机器人的运动速度比较慢,效率也较低。为了综合利用两者的优点,对轮腿式机器人,即轮腿式车辆的研究具有重要的意义。
悬挂系统是最初应用在汽车制造中汽车车架与车轮或车桥之间的一切连接装置的总称,可分为独立悬挂系统和非独立悬挂系统,非独立悬挂系统中两个车轮彼此联系,两者的跳动相互影响。独立悬挂系统则是每个车轮有各自的悬挂机构,彼此相互独立。通过悬挂系统,可以有效降低移动平台的震动,缓解平台零件之间的冲击,提高平台的稳定性和可靠性,延长运动装置的使用寿命。
现有的轮腿式车辆通常没有加装悬挂系统;或者加装了悬挂,但不能分离,无法实现轮式、足式两种运动模式下对悬挂的不同要求,导致轮式状态下平稳性不好,足式状态下难以实现对足端的精确控制,容易失稳摔倒。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,以解决上述现有技术存在的问题,提高了轮腿式车辆轮式状态下运动的平稳性和使用寿命,兼顾了轮腿式车辆足式状态下对控制精度的要求。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供一种能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,包括能够与小腿电机传动连接的内圈筒,所述内圈筒外壁上通过弹性件铰接有外圈定位环,所述外圈定位环能够与安装于大腿的大腿内侧臂上的电磁销固定卡接,所述大腿内侧臂能够通过限位装置与车身固定连接;所述大腿内侧臂一侧固定连接有大腿外侧臂,所述小腿电机的固定端设置于所述大腿外侧臂的外侧。当轮腿式车辆处于轮式状态下,电磁销伸长,与外圈定位环固定卡接,本发明装置起作用,此时内圈筒和外圈定位环之间相对固定,二者之间的弹性件能够缓冲地面传来的激励,减少轮腿式车辆内部零件的碰撞磨损,提高平台的平稳性和使用寿命。当轮腿式车辆处于足式状态下,电磁销缩回,弹出外圈定位环,本发明装置此时外圈定位环跟随内圈筒同步转动,装置不起缓冲作用,便于实现对位姿的精确控制。
可选的,所述弹性件包括与所述外圈定位环内壁铰接的套筒,所述套筒远离所述外圈定位环的一端活动套设有连杆,所述连杆远离所述套筒的一端与所述内圈筒通过延展翼缘铰接。当内圈筒和外圈定位环之间分别相对固定时,通过连杆在套筒内的伸缩运动,形成扭转阻尼减振,可以有效起到缓冲效果。
可选的,所述弹性件还包括弹簧,所述弹簧套设于所述套筒和连杆外部,且所述弹簧一端与所述套筒靠近所述外圈定位环的一端固定连接,所述弹簧另一端与所述连杆远离套筒的一端固定连接,弹簧结构进一步加强了扭转阻尼减振效果,且弹簧结构还具有自动复位的功能,当内圈筒和外圈定位环之间因缓冲减震而相对转动一定角度后,振动消失时,在弹簧的作用下,内圈筒和外圈定位环之间能够自动反转复位。
可选的,所述内圈筒和外圈定位环之间均匀设置有三个所述弹性件,本发明还可以设置其他数量的弹性件,具体数量不做限制,本发明设置有三个,从而使得整体结构对称性更好,缓冲效果更高。
可选的,所述外圈定位环内壁上开设有定位孔,所述电磁销末端能够插入所述定位孔内与所述外圈定位环固定连接。通过电磁销与定位孔的插接,可以有效实现对外圈定位环的固定,从而内圈筒因振动而转动时,能够通过弹性件有效减振。
可选的,所述外圈定位环内壁上均匀开设有三个所述定位孔,三个所述定位孔一侧对应设置有三个所述电磁销,定位孔的数量也不做具体限制,本发明设置有三个定位孔,既与弹性件的数量相对应,同时又加强了对外圈定位环的限制效果,使得减振过程安全可靠。
可选的,所述内圈筒外壁上固定设置有三个所述延展翼缘,相邻两个所述延展翼缘之间为平滑的内凹弧形结构,延展翼缘之间平滑的内凹弧形结构,使得其与内圈筒连接位置处的连接面积更大,同时内凹形结构又增大了两个延展翼缘之间的空间,避免了弹性件扭转时的干涉和碰撞,使得减振更平稳。
可选的,所述小腿电机的转动端传动连接有轴,所述轴靠近所述小腿电机的一端通过第一轴承设置于所述大腿外侧臂上,所述轴上套设有主动带轮,所述主动带轮远离小腿电机的一端通过第二轴承设置于与所述大腿内侧臂连接的轴承座上,所述主动带轮用于通过同步带与位于小腿上的被动带轮传动连接;所述内圈筒套设于所述轴上,且所述内圈筒位于所述主动带轮和第一轴承之间。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
本发明能够应用于轮腿式车辆,当车辆处于轮式状态下,电磁销伸长,本发明起作用,能够缓冲地面传来的激励,减少车辆内部零件的碰撞磨损,提高平台的平稳性和使用寿命。当车辆处于足式状态下,电磁销缩回,弹出外圈定位环,本发明分离不起作用,便于实现对位姿的精确控制。通过本发明的设计,提高了轮腿式车辆在轮式状态下运动的平稳性和使用寿命,兼顾了轮腿式车辆在足式状态下对控制精度的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为轮腿式车辆的轮腿结构示意图;
图2为本发明与轮腿式车辆连接处局部剖视图;
图3为本发明能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构结构示意图;
其中,1-大腿,2-小腿,3-车轮,4-小腿电机,5-第一轴承,6-大腿外侧臂,7-能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,701-内圈筒,702-套筒,703-连杆,704-弹簧,705-外圈定位环,706-延展翼缘,707-定位孔,8-电磁销,9-大腿内侧臂,10-第二轴承,11-轴承座,12-主动带轮,13-轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,以解决上述现有技术存在的问题,提高了轮腿式车辆轮式状态下运动的平稳性和使用寿命,兼顾了轮腿式车辆足式状态下对控制精度的要求。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考附图1-附图3所示,本发明提供一种能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构7,包括能够与小腿电机4传动连接的内圈筒701,内圈筒701外壁上通过弹性件铰接有外圈定位环705,外圈定位环705能够与安装于大腿1的大腿内侧臂9上的电磁销8固定卡接,大腿内侧臂9能够通过限位装置与车身固定连接;内圈筒701和外圈定位环705之间均匀设置有三个弹性件,本发明还可以设置其他数量的弹性件,具体数量不做限制,本发明设置有三个,从而使得整体结构对称性更好,缓冲效果更高,大腿内侧臂9一侧固定连接有大腿外侧臂6,小腿电机4的固定端设置于大腿外侧臂6的外侧。当轮腿式车辆处于轮式状态下,电磁销8伸长,与外圈定位环705固定卡接,本发明装置起作用时,内圈筒701和外圈定位环705之间相对固定,二者之间的弹性件能够缓冲地面传来的激励,减少轮腿式车辆内部零件的碰撞磨损,提高平台的平稳性和使用寿命。当轮腿式车辆处于足式状态下,电磁销8缩回,弹出外圈定位环705,本发明装置此时外圈定位环705跟随内圈筒701同步转动,装置不起缓冲作用,便于实现对位姿的精确控制。
具体的,弹性件包括与外圈定位环705内壁铰接的套筒702,套筒702远离外圈定位环705的一端活动套设有连杆703,连杆703远离套筒702的一端与内圈筒701通过延展翼缘706铰接。当内圈筒701和外圈定位环705之间分别相对固定时,通过连杆703在套筒702内的伸缩运动,形成扭转阻尼减振,可以有效起到缓冲效果。弹性件还包括弹簧704,弹簧704套设于套筒702和连杆703外部,且弹簧704一端与套筒702靠近外圈定位环705的一端固定连接,弹簧704另一端与连杆703远离套筒702的一端固定连接,弹簧704结构进一步加强了扭转阻尼减振效果,且弹簧结构还具有自动复位的功能,当内圈筒701和外圈定位环705之间因缓冲减震而相对转动一定角度后,振动消失时,在弹簧704的作用下,内圈筒701和外圈定位环705之间能够自动反转复位。
外圈定位环705内壁上开设有定位孔707,电磁销8末端能够插入定位孔707内与外圈定位环705固定连接。通过电磁销8与定位孔707的插接,可以有效实现对外圈定位环705的固定,从而内圈筒701因振动而转动时,能够通过弹性件有效减振。外圈定位环705内壁上均匀开设有三个定位孔707,三个定位孔707一侧对应设置有三个电磁销8,定位孔707的数量也不做具体限制,本发明设置有三个定位孔707,既与弹性件的数量相对应,同时又加强了对外圈定位环705的限制效果,使得减振过程安全可靠。内圈筒外壁上固定设置有三个延展翼缘,相邻两个延展翼缘706之间为平滑的内凹弧形结构,延展翼缘706之间平滑的内凹弧形结构,使得其与内圈筒701连接位置处的连接面积更大,同时内凹形结构又增大了两个延展翼缘706之间的空间,避免了弹性件扭转时的干涉和碰撞,使得减振更平稳。
小腿电机4的转动端传动连接有轴13,轴13靠近小腿电机4的一端通过第一轴承5设置于大腿外侧臂6上,轴13上套设有主动带轮12,主动带轮12远离小腿电机4的一端通过第二轴承10设置于与大腿内侧臂9连接的轴承座11上,主动带轮12用于通过同步带与位于小腿2上的被动带轮传动连接;内圈筒701套设于轴13上,且内圈筒701位于主动带轮12和第一轴承5之间。大腿电机安装在车身上,通过输出法兰直驱大腿1,小腿电机4安装在大腿1外侧,通过主动带轮-同步带-被动带轮驱动小腿2转动,本发明扭转减振机构集成在大腿关节中。本发明工作原理为:轮式状态下,三个呈120°布置的电磁销8处于下电状态,即放开状态与外圈定位环705相连接,锁死外圈定位环705,电机控制转角以控制结合精度,结合后,车身依靠减振机构支撑,电磁销8安装在大腿内侧臂9上,减振机构安装在轴13上。在车辆处于高速运动时,受地面激励,车轮3受迫上跳带动小腿2转动,通过小腿被动带轮、同步带、主动带轮12传递到扭转减振机构处(反传),此时,减振机构的内圈筒701与主动带轮12通过轴13连接实现转动,外圈定位环705通过电磁销8固定,形成扭转阻尼减振。腿式状态下,电磁销8上电收缩,外圈定位环705处于自由状态,内圈筒701随轴13转动,外圈定位环705跟随内圈筒701转动,不产生阻尼减振。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,其特征在于:包括能够与小腿电机传动连接的内圈筒,所述内圈筒外壁上通过弹性件铰接有外圈定位环,所述外圈定位环能够与安装于大腿内侧臂上的电磁销固定卡接,所述大腿内侧臂能够通过限位装置与车身固定连接;所述大腿内侧臂一侧固定连接有大腿外侧臂,所述小腿电机的固定端设置于所述大腿外侧臂的外侧。
2.根据权利要求1所述的能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,其特征在于:所述弹性件包括与所述外圈定位环内壁铰接的套筒,所述套筒远离所述外圈定位环的一端活动套设有连杆,所述连杆远离所述套筒的一端与所述内圈筒通过延展翼缘铰接。
3.根据权利要求2所述的能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,其特征在于:所述弹性件还包括弹簧,所述弹簧套设于所述套筒和连杆外部,且所述弹簧一端与所述套筒靠近所述外圈定位环的一端固定连接,所述弹簧另一端与所述连杆远离套筒的一端固定连接。
4.根据权利要求3所述的能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,其特征在于:所述内圈筒和外圈定位环之间均匀设置有三个所述弹性件。
5.根据权利要求1所述的能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,其特征在于:所述外圈定位环内壁上开设有定位孔,所述电磁销末端能够插入所述定位孔内与所述外圈定位环固定连接。
6.根据权利要求5所述的能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,其特征在于:所述外圈定位环内壁上均匀开设有三个所述定位孔,三个所述定位孔一侧对应设置有三个所述电磁销。
7.根据权利要求4所述的能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,其特征在于:所述内圈筒外壁上固定设置有三个所述延展翼缘,相邻两个所述延展翼缘之间为平滑的内凹弧形结构。
8.根据权利要求2所述的能够应用于轮腿式车辆的可分离式扭转减振机构,其特征在于:所述小腿电机的转动端传动连接有轴,所述轴靠近所述小腿电机的一端通过第一轴承设置于所述大腿外侧臂上,所述轴上套设有主动带轮,所述主动带轮远离小腿电机的一端通过第二轴承设置于与所述大腿内侧臂连接的轴承座上,所述主动带轮用于通过同步带与位于小腿上的被动带轮传动连接;所述内圈筒套设于所述轴上,且所述内圈筒位于所述主动带轮和第一轴承之间。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150316123A1 (en) * | 2012-10-17 | 2015-11-05 | Zf Friedrichshafen Ag | Torsional Vibration Damper Assembly |
CN106114671A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-16 | 吉林大学 | 一种刚度函数化的被动减振关节 |
EP3275602A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-01-31 | ETH Zurich | Joint unit, joint system, robot for manipulation and/or transportation, robotic exoskeleton system and method for manipulation and/or transportation |
CN107651041A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-02-02 | 山东大学 | 一种电动四足机器人的单腿结构 |
CN111173887A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-19 | 埃夫特智能装备股份有限公司 | 一种振动抑制装置及机器人 |
WO2020176542A1 (en) * | 2019-02-25 | 2020-09-03 | Agility Robotics, Inc. | Method and system for improving legged locomotion in a robot |
FR3093353A1 (fr) * | 2019-02-28 | 2020-09-04 | Valeo Embrayages | Dispositif d’amortissement pendulaire |
CN113022735A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-25 | 北京理工大学 | 一种足式机器人关节储能与释放机构 |
-
2021
- 2021-07-12 CN CN202110783028.7A patent/CN113306645B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150316123A1 (en) * | 2012-10-17 | 2015-11-05 | Zf Friedrichshafen Ag | Torsional Vibration Damper Assembly |
CN106114671A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-16 | 吉林大学 | 一种刚度函数化的被动减振关节 |
EP3275602A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-01-31 | ETH Zurich | Joint unit, joint system, robot for manipulation and/or transportation, robotic exoskeleton system and method for manipulation and/or transportation |
CN107651041A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-02-02 | 山东大学 | 一种电动四足机器人的单腿结构 |
WO2020176542A1 (en) * | 2019-02-25 | 2020-09-03 | Agility Robotics, Inc. | Method and system for improving legged locomotion in a robot |
FR3093353A1 (fr) * | 2019-02-28 | 2020-09-04 | Valeo Embrayages | Dispositif d’amortissement pendulaire |
CN111173887A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-19 | 埃夫特智能装备股份有限公司 | 一种振动抑制装置及机器人 |
CN113022735A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-25 | 北京理工大学 | 一种足式机器人关节储能与释放机构 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
董莹: "六轮足复合式移动机器人的设计与研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113306645B (zh) | 2022-06-07 |
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