CN207106080U - 用于行走装置的悬挂机构和具有其的行走机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于行走装置的悬挂机构和具有其的行走机器人，所述悬挂机构包括：支撑体；至少一对行走轮，每个所述行走轮通过悬挂支架安装在所述支撑体上且适于驱动所述行走装置行走，其中，所述悬挂支架的一端可枢转地连接至所述支撑体，且所述悬挂支架的另一端沿着大体垂直于所述行走轮的行走方向的竖直方向可弹性位移地连接至所述支撑体；以及所述悬挂支架的枢转轴线设置成大体上与所述行走轮的行走方向一致。根据本实用新型的用于行走装置的悬挂机构，行走轮可以始终与地面接触以抓取地面，保证行走装置可以正常行驶，同时还具有减震效果，使行走装置运行更加平稳。

Description

用于行走装置的悬挂机构和具有其的行走机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种用于行走装置的悬挂机构和具有其的行走机器人。

背景技术

相关技术中的室内四轮或六轮车，当其主动轮或者从动轮遇到地面不平整有台阶，造成轮子无法抓地而打滑的情况，致使车子无法运动。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种用于行走装置的悬挂机构，所述悬挂机构结构简单、性能可靠且成本低。

本实用新型还提出一种具有上述悬挂机构的行走机器人。

根据本实用新型第一方面的用于行走装置的悬挂机构，包括：支撑体；至少一对行走轮，每个所述行走轮通过悬挂支架安装在所述支撑体上且适于驱动所述行走装置行走，其中所述悬挂支架的一端可枢转地连接至所述支撑体，且所述悬挂支架的另一端沿着大体垂直于所述行走轮的行走方向的竖直方向可弹性位移地连接至所述支撑体；以及所述悬挂支架的枢转轴线设置成大体上与所述行走轮的行走方向一致。

根据本实用新型的用于行走装置的悬挂机构，通过将安装有行走轮的悬挂支架的一端与支撑体可枢转相连且另一端沿上下方向可弹性位移地与支撑体相连，当行走装置行走的地面不平时，行走轮可随悬挂支架一起绕悬挂支架的枢转轴线上下摆动，以适应凹凸不平的路况，从而保证行走轮始终可以与地面接触以抓取地面，保证行走装置可以正常行驶，同时还具有减震效果，使行走装置运行更加平稳。

在一些实施例中，所述支撑体包括：支撑板，所述支撑板上设置有用于容纳所述行走轮的容纳槽。

在一些示例中，所述悬挂支架的所述另一端设置有竖直的销轴，且所述销轴上套设有弹性件且所述弹性件被弹性地压缩设置，以使所述悬挂支架绕所述枢转轴线可弹性地位移。

有利地，所述的悬挂机构进一步包括：拱形支架，所述拱形支架横跨所述悬挂支架，且所述弹性件被弹性压缩地设置在所述拱形支架和所述悬挂支架之间。

优选地，所述拱形支架上设置有至少一个通孔，所述销轴的一端穿设所述通孔。

在一些实施例中，所述悬挂支架大致呈环形跑道形状且套设所述行走轮，所述行走轮的枢转轴固定连接至所述悬挂支架。

在一些示例中，所述行走轮为驱动轮。

进一步地，所述支撑板的下表面上设置有至少一个从动轮。

在一些示例中，所述支撑体上形成有多个容纳腔，所述容纳腔朝向所述支撑板的上表面一侧凹陷，且所述从动轮容纳在所述容纳腔内。

根据本实用新型第二方面的行走机器人，包括根据本实用新型第一方面的用于行走装置的悬挂机构。

根据本实用新型的行走机器人，通过设置上述第一方面的用于行走装置的悬挂机构，从而提高了行走机器人的整体性能。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的用于行走装置的悬挂机构的示意图；

图2是图1中圈示的A处的放大图；

图3是图1中所示的用于行走装置的悬挂机构的另一个角度的示意图；

图4是图1中所示的用于行走装置的悬挂机构的爆炸图；

图5是图1中所示的用于行走装置的悬挂机构的在一个角度的示意图。

附图标记：

悬挂机构100，

支撑体1，支撑板11，容纳槽111，固定座112，轴杆113，容纳腔114，

行走轮2，枢转轴21，

悬挂支架3，枢转连接部31，支架本体32，悬挂肢部33，

销轴4，弹性件5，从动轮6，安装板61，拱形支架7，水平板71，通孔72。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图5描述根据本实用新型第一方面实施例的用于行走装置的悬挂机构100。

如图1所示，根据本实用新型第一方面实施例的用于行走装置的悬挂机构100，包括：支撑体1和至少一对行走轮2。

具体地，一对行走轮2包括关于支撑体1左右对称布置的两个行走轮2。每个行走轮2通过悬挂支架3安装在支撑体1上，且行走轮2适于驱动行走装置行走。

其中，悬挂支架3的一端(例如图1中所示的悬挂支架3的内端，即：图1中所示的位于支撑体1左侧的悬挂支架3的右端和图1中所示的位于支撑体1右侧的悬挂支架3的左端)可枢转地连接至支撑体1，且悬挂支架3的另一端(例如图1中所示的悬挂支架3的外端)沿着大体垂直于行走轮2的行走方向(例如图1中所示的前后方向)的竖直方向(例如图1中所示的上下方向)可弹性位移地连接至支撑体1。也就是说，悬挂支架3的一端与支撑体1可枢转连接，另一端沿上下方向可弹性位移地与支撑体1相连。

由于行走轮2安装在悬挂支架3上，例如，行走轮2可以绕其枢转轴21可转动地安装在悬挂支架3上，因此，行走轮2相对支撑体1也沿上下方向可发生弹性位移，换言之，行走轮2的中心轴线相对支撑体1可沿上下方向具有弹性位移，这样，当行走轮2行走于地面不平或具有台阶的地面时，行走轮2可以和悬挂支架3一起随地面起伏绕悬挂支架3的枢转轴线上下摆动，不会出现行走轮2悬空导致无法抓取地面的情况，由此，可以保证行走轮2始终与地面接触以获取抓取力，保证行走装置正常行驶。另外，由于悬挂支架3的另一端可弹性位移地连接至支撑体1，还可以减少行走轮2传递至支撑体1的震动，起到减震的效果，使行走装置行走更加平稳。

进一步地，悬挂支架3的枢转轴线设置成大体上与行走轮2的行走方向(例如图1中所示的前后方向)一致。此时，悬挂支架3的枢转轴线与行走轮2的枢转轴21垂直，由此，可以减少悬挂支架3带动行走轮2枢转摆动对行走轮2的里程计的影响，结构更加简单、合理。

根据本实用新型实施例的用于行走装置的悬挂机构100，通过将安装有行走轮2的悬挂支架3的一端与支撑体1可枢转相连且另一端沿上下方向可弹性位移地与支撑体1相连，当行走装置行走的地面不平时，行走轮2可随悬挂支架3绕悬挂支架3的枢转轴线上下摆动，以适应凹凸不平的路况，从而保证行走轮2始终可以与地面接触以抓取地面，保证行走装置可以正常行驶，同时还具有减震效果，使行走装置运行更加平稳。

下面结合图2详细描述本实用新型一个具体实施例的悬挂机构的结构。

如图2所示的悬挂机构100包括：支撑体1、行走轮2、悬挂支架3、销轴4和弹性件5，其中支撑体1的边沿形成有容纳槽111，容纳槽的内侧边沿设有安装座112。行走轮2位于容纳槽内且固定在悬挂支架3上，销轴4向上延伸并外套有弹性件5，且销轴4固定在悬挂支架3上，悬挂支架3与固定座112可枢转连接，且销轴4与悬挂支架3的枢转轴线沿图1中所示的左右方向间隔开。简言之，行走轮2、销轴44和弹性件5均固定在悬挂支架3上，而悬挂支架3可枢转地连接支撑体1，由此，行走轮2、销轴4、弹性件5和悬挂支架3可为一体相对悬挂支架3的枢转轴线枢转。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，支撑体1可以包括：支撑板11，支撑板11上设置有用于容纳行走轮2的容纳槽111。通过将行走轮2容纳在容纳槽111内，可以使支撑板11与行走轮2避让开，避免支撑板11干涉行走轮2运动，此外，还可以节省行走轮2的安装空间。结合图1，支撑板11沿左右方向相对的两侧边沿对称布置有至少两个容纳槽111，悬挂支架3连接在容纳槽111的边沿，且行走轮2容纳在容纳槽111内。

在一些示例中，如图1所示，悬挂支架3的一端可枢转地连接在支撑板11上。具体地，支撑板11的上表面上设有固定座112，固定座112在水平平面上的投影呈U型，且固定座112的相对的两个侧壁上设有安装孔，安装孔内穿设有轴杆113；悬挂支架3的一端设有枢转连接部31，枢转连接部31套设在轴杆113上，从而实现枢转连接部31与固定座112可枢转相连。

有利地，悬挂支架3的内端形成有两个间隔布置的枢转连接部31，两个枢转连接部31关于行走轮2的枢转轴21前后对称，固定座112包括与枢转连接部31一一对应的两个。这样，当悬挂支架3枢转摆动时，可以保持悬挂支架3位于行走轮2前后两侧的受力更为平衡，进一步提高行走装置行走的平稳性。

在一些示例中，如图1所示，悬挂支架3的另一端(例如图1中所示的悬挂支架3的外端)设置有竖直的销轴4，销轴4可以与悬挂支架3的另一端一体成型或固定连接。且销轴4上套设有弹性件5，且弹性件5被弹性地压缩设置，以使悬挂支架3绕其枢转轴线可弹性地位移。也就是说，弹性件5可以驱动悬挂支架3绕其枢转轴线弹性位移，或悬挂支架3可以在外力的作用下使弹性件5发生形变(例如进一步压缩弹性件5)，以实现悬挂支架3绕其枢转轴21线发生弹性位移。

例如，当行走轮2经过凹坑时，被弹性压缩的弹性件5可以推动悬挂支架3带动行走轮2向下移动，使行走轮2紧抓地面，避免行走轮2悬空而无法抓取地面获力；当行走轮2经过凸起时，行走轮2带动悬挂支架3向上移动，悬挂支架3进一步压缩弹性件5，减震效果佳。

优选地，弹性件5为弹簧。

如图1所示，本实用新型的用于行走装置的悬挂机构100还可以进一步包括：拱形支架7，拱形支架7横跨悬挂支架3，且弹性件5被弹性压缩地设置在拱形支架7和悬挂支架3之间。由此，可以方便布置以及压缩弹性件5。

结合图1，拱形支架7包括：第一支板、第二支板和水平板71，第一支板和第二支板沿竖向方向延伸并沿前后方向间隔布置，水平板71连接在第一支板和第二支板的上端，第一支板和第二支板均固定连接在支撑板11上且分别位于悬挂支架3的沿前后方向的两侧，水平板71沿前后方向横跨在悬挂支架3的上方，弹性件5沿上下方向被弹性压缩地设在水平板71与悬挂支架3之间。当悬挂支架3与支撑板11产生沿上下方向的相对移动时，在水平板71与悬挂支架3之间的弹性件5会被进一步压缩或释放部分压缩，以便于行走轮2可以随路面起伏。

进一步地，拱形支架7上设置有至少一个通孔72，通孔72沿上下方向贯通拱形支架7的水平板71，销轴4的一端(例如图1中所示的销轴4的上端)穿设通孔72。且销轴4的一端相对通孔72可沿上下移动。当行走轮2行走路面不平时，行走轮2带动悬挂支架3以及销轴4上下移动，销轴4相对支撑板11沿上下方向移动，在此过程中，位于拱形支架7与悬挂支架3之间的弹性件5被进一步压缩或释放部分压缩，以保证行走轮2始终接触并抓取地面，且对行走装置起到减震效果。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，悬挂支架3大致呈环形跑道形状，且悬挂支架3套设行走轮2，这样，悬挂支架3可以将行走轮2与其他零部件间隔开，避免其他零部件干涉行走轮2运动。

进一步地，行走轮2的枢转轴21固定连接至悬挂支架3，此时，行走轮2的枢转轴21与悬挂支架3固定连接为一体，当悬挂支架3沿上下方向摆动时，行走轮2的枢转轴21也会随悬挂支架3沿上下方向摆动。由此，可以提高行走轮2与悬挂支架3之间力传递的稳定性。

另外，需要说明的是，行走轮2与其枢转轴21之间可设置轴承以实现行走轮2绕其枢转轴21旋转，实现行走轮2转动行走。

此外，由于行走轮2的枢转轴21与悬挂支架3固定连接，因此，此时的行走轮2为行走装置的从动轮6。

参照图1和图3，悬挂支架3包括呈环形跑道形状的支架本体32，支架本体32具有沿前后方向延伸，并包括沿左右方向间隔布置的第一直线段和第二直线段，第一直线段和第二直线段的两端分别通过第一弧段和第二弧段相连，且第一弧段和第二弧段均朝远离第一直线段和第二直线段的方向凸出。行走轮2套设在支架本体32的内侧，且行走轮2的枢转轴21的两端分别固定在第一直线段和第二直线段上。

在本实用新型的一些实施例中，行走轮2为驱动轮。由此，可以保证作为驱动轮的行走轮2始终能够抓住地面，保证驱动轮具有驱动力，能够驱动行驶装置正常行驶。

进一步地，支撑板11的下表面上设置有至少一个从动轮6。从动轮6可以在作为驱动轮的行走轮2的驱动下转动，实现行走装置的行走移动，通过设置从动轮6，可以在简化行走装置的驱动结构的前提下，使行走装置行走更加平稳。

在本实用新型的一些实施例中，支撑板11的上表面上设置有控制器。控制器可以控制行走装置的启动、行走、转向等操作，从而方便控制行走装置。

在一些实施例中，支撑体1上形成有多个容纳腔114，容纳腔114朝向支撑板11的上表面一侧凹陷，且从动轮6容纳在所述容纳腔114内。由此，可以方便布置从动轮6，节省安装空间。

下面将参考图1-图3描述根据本实用新型一个具体实施例的用于行走装置的悬挂机构100。

参照图1，本实用新型实施例的悬挂机构100包括：支撑体1、一对作为驱动轮的行走轮2、悬挂支架3、销轴4、弹性件5、从动轮6和拱形支架7，其中，弹性件5为弹簧。

具体地，如图1所示，支撑体1包括支撑板11，支撑板11大体呈四角倒圆角的矩形板状。支撑板11左右两侧的边沿的相对位置形成有容纳槽111，容纳槽111包括关于支撑板11左右对称布置的两个。

支撑体1上形成有朝上凹陷的容纳腔114，容纳腔114包括关于支撑体1前后左右对称布置的四个，从动轮6与容纳腔114一一对应，从动轮6上设有安装板6161，安装板61与容纳腔114的顶壁螺栓连接。

悬挂支架3一体成型。悬挂支架3包括：枢转连接部31、支架本体32和悬挂肢部33，支架本体32呈环形跑道形状，且支架本体32的环形跑道的直线段沿前后方向延伸，行走轮2沿其枢转轴21可转动地固定在支架本体32上且位于支架本体32内侧。

悬挂肢部33与支架本体32的朝向另一个行走轮2的一侧相连，并朝向另一个行走轮2水平延伸。优选地，悬挂肢部33包括关于行走轮2的枢转轴21前后对称布置的两个。两个悬挂肢部33的自由端均设有枢转连接部31，枢转连接部31与支撑板11上的固定座112可枢转地相连。两个悬挂肢部33的临近支架本体32的一端均固定连接有竖直向上延伸的销轴4，销轴4的外侧套设有弹簧。

拱形支架7固定在支撑板11上并沿前后方向横跨两个悬挂肢部33，且拱形支架7位于悬挂肢部33的与支架本体32相连的一端。拱形支架7的水平板71上形成有与两个销轴4对应的通孔72，销轴4的上端穿过对应的通孔72并相对拱形支架7的水平板71可上下移动。弹簧的至少部分被弹性压缩在拱形支架7的水平板71与悬挂肢部33之间。

下面描述行走装置的工作过程。

行走装置可以由控制器发出指令，驱动电机启动并通过驱动轴驱动行走轮2行走。

当行走装置在作为驱动轮的行走轮2的驱动下行驶时，如图1所示，由于行走轮2固定在悬挂支架3的支架本体32上，同时套设有弹簧5的销轴4固定在悬挂支架3的悬挂肢部33靠近支架本体32的一端，而连接在悬挂肢部33另一端的枢转连接部31与固定座112可枢转连接。简言之，行走轮2固定在悬挂支架31上，同时销轴4和弹簧5也固定在悬挂支架3上，而悬挂支架3的内端通过枢转轴连接部31与固定座112枢转连接。其中，悬挂支架3的枢转轴线平行于行走轮2的行走方向。

由此，行走轮2、悬挂支架3、销轴4以及弹簧5可作为一个整体相对枢转连接部31与固定座112的枢转轴线可枢转，也就是说，行走轮2、悬挂支架3、销轴4以及弹簧5可作为一个整体一起沿上下方向枢转。从而使行走轮2可以适应起伏不平的路况，保证行走轮2始终与地面接触并抓取地面获得驱动力。

具体地，当至少一个行走轮2行走至凹坑时，此时，弹簧将释放部分压缩并推动悬挂支架3向下摆动，悬挂支架3带动行走轮2向下移动，利用行走装置自身的重量可以使得行走轮2获得抓取地面的力，保证行走轮2可以正常驱动行走装置行走。当至少一个行走轮2经过地面的凸起时，行走轮2被地面的凸起顶起，行走轮2带动悬挂支架3向上移动，悬挂肢部33与拱形支架7水平板71之间的距离减小，此时，会进一步压缩位于拱形支架7的水平板71和悬挂肢部33之间的弹簧。这样，可以保证行走装置在凹凸不平的路面上行走时，作为驱动轮的两个行走轮2可以始终与地面紧密接触，并通过行走装置自身重力获取抓取力，驱动行走装置行走。

根据本实用新型实施例的用于行走装置的悬挂机构100，行走轮2可以通过悬挂支架3与支撑板11可枢转连接，并且行走轮2能随悬挂支架3绕悬挂支架3的枢转轴线上下摆动，且悬挂支架3的枢转轴线大体平行于行走轮2的行走方向，这样，不会对行走轮2的里程计造成干扰。此外，行走轮2的抓取地面的力来自自身的重量，行走装置的重力作用在行走轮2上，从而保证行走轮2抓地的力能够带动行走装置本身行走移动。

根据本实用新型第二方面实施例的行走机器人，包括根据本实用新型上述第一方面实施例的用于行走装置的悬挂机构100。

根据本实用新型实施例的行走机器人的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

根据本实用新型实施例的行走机器人，通过设置上述第一方面实施例的用于行走装置的悬挂机构100，从而提高了行走机器人的整体性能。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于行走装置的悬挂机构，其特征在于，包括：

支撑体；

至少一对行走轮，每个所述行走轮通过悬挂支架安装在所述支撑体上且适于驱动所述行走装置行走，其中

所述悬挂支架的一端可枢转地连接至所述支撑体，且所述悬挂支架的另一端沿着大体垂直于所述行走轮的行走方向的竖直方向可弹性位移地连接至所述支撑体；以及

所述悬挂支架的枢转轴线设置成大体上与所述行走轮的行走方向一致。

2.根据权利要求1所述的悬挂机构，其特征在于，所述支撑体包括：

支撑板，所述支撑板上设置有用于容纳所述行走轮的容纳槽。

3.根据权利要求2所述的悬挂机构，其特征在于，所述悬挂支架的所述另一端设置有竖直的销轴，且所述销轴上套设有弹性件且所述弹性件被弹性地压缩设置，以使所述悬挂支架绕所述枢转轴线可弹性地位移。

4.根据权利要求3所述的悬挂机构，其特征在于，进一步包括：

拱形支架，所述拱形支架横跨所述悬挂支架，且所述弹性件被弹性压缩地设置在所述拱形支架和所述悬挂支架之间。

5.根据权利要求4所述的悬挂机构，其特征在于，所述拱形支架上设置有至少一个通孔，所述销轴的一端穿设所述通孔。

6.根据权利要求1所述的悬挂机构，其特征在于，所述悬挂支架大致呈环形跑道形状且套设所述行走轮，所述行走轮的枢转轴固定连接至所述悬挂支架。

7.根据权利要求2所述的悬挂机构，其特征在于，所述行走轮为驱动轮。

8.根据权利要求7所述的悬挂机构，其特征在于，所述支撑板的下表面上设置有至少一个从动轮。

9.根据权利要求8所述的悬挂机构，其特征在于，所述支撑体上形成有多个容纳腔，所述容纳腔朝向所述支撑板的上表面一侧凹陷，且所述从动轮容纳在所述容纳腔内。

10.一种行走机器人，包括：如权利要求1-9任一所述的悬挂机构。