CN209454496U - 一种带平衡架的行走装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带平衡架的行走装置，包括：底盘；连接件，连接件设置在所述底盘端部；行走机构，行走机构设为两组，且对称设置在底盘的两侧；平衡架，平衡架与连接件活动连接，且平衡架还分别与两个行走机构活动连接；其中，平衡架包括横梁和连接杆；横梁转动连接在连接件上，横梁的两端均铰接有连接杆，两个连接杆远离横梁的一端均与同侧的行走机构铰接。本实用新型通过设置与底盘和行走机构均活动连接的平衡架，在跨越障碍物时通过车身姿态的改变来调整平衡架的扭转，可以保证两侧行走机构始终与路面有接触，保持车身的稳定，防止车辆发生侧翻，提高对路面的适应性和障碍物穿越性能。

Description

一种带平衡架的行走装置

技术领域

本实用新型涉及机器人底盘技术领域，更具体的说是涉及一种带平衡架的行走装置。

背景技术

机器人底盘驱动，是机器人行走部件，包含底盘结构、驱动电机、驱动板、电源板等，目前机器人底盘大都采用4轮、6轮。其优缺点描述如下：

4轮布局：驱动轮2个，随动轮2个，十字轴布局，优点原地转弯，缺点4 点接触，驱动轮有离地风险，从而导致行驶牵引力不足；

悬架方式：驱动轮采用悬架结构，2个随动轮刚性连接底盘基板，在机器人越过垂直台阶时，会导致驱动轮与地面接触点不确定，因两驱动轮的垂直载荷靠弹簧等悬架原件传递，因弹性元件传递不均以及地面局部不平，会导致驱动轮与地面接触不充分，最后导致打滑、偏航等风险。

随动轮悬架：驱动轮无悬架、底盘垂直负载靠两驱动轮和后随动轮支撑，前随动轮为辅助轮，带单轮悬架；优点驱动轮不离地，并保持一定驱动力，缺点垂直负载应分配在2个驱动轮以及后随动轮上，必须靠后，平地行驶时机器人会有轻微的连续俯仰姿态，减速避障模式、下坡驻坡等实际场景更为明显，靠配重块解决增加机器人负载，带来的是电池能耗和成本。

6轮结构同4轮驱动轮悬架，2个驱动轮，4个随动轮，6轮全部为负载轮，多点与地面接触极易造成驱动轮离地，弹簧等悬架原件传递给驱动轮负载以及地面局部不平，极易打滑、偏航等风险。

因此，如何提供一种带平衡架的行走装置，能满足机器人地面通过性以及行走姿态的稳定性，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种带平衡架的行走装置，使机器人面对凹凸不平的的路面时有很好的自调整性能，驱动轮与地面接触充分，具有很好的稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种带平衡架的行走装置，包括：

底盘；

连接件，所述连接件固定在所述底盘端部；

行走机构，所述行走机构设为两组，且对称固定连接在所述底盘的两侧；

平衡架，所述平衡架包括横梁和连接杆；所述横梁中部转动连接在所述连接件上；所述连接杆为两个，所述横梁的两端分别与两个所述连接杆的一端铰接，两个所述连接杆远离所述横梁的一端均与同侧的所述行走机构铰接。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种带平衡架的行走装置，通过设置与底盘和行走机构均活动连接的平衡架，在跨越障碍物时通过车身姿态的改变来调整平衡架的扭转，可以保证两侧行走机构始终与路面有接触，保持车身的稳定，防止车辆发生侧翻，提高对路面的适应性和障碍物穿越性能。

进一步的，所述连接件开设有连接孔，所述横梁中部开设有与所述连接孔对应的通孔，通过连接轴依次穿设所述轴孔与所述通孔，将所述横梁与所述连接件转动连接。

进一步的，还包括多个关节轴承，多个所述关节轴承分别对应设置在所述连接杆与所述横梁和所述行走机构的连接处。

进一步的，关节轴承包括套管、轴衬和轴承杆，所述套管一端内嵌在所述轴衬中，并与所述轴衬一体式连接，所述套管内壁设有螺纹，所述轴承杆的一端设有凸形轴承头，所述凸形轴承头内嵌在所述轴衬中，并与其铰接。

进一步的，每个所述连接杆均包括拉杆和两个调节螺柱，所述拉杆两端为中空结构，且内壁设有螺纹，所述拉杆的两端分别螺纹连接有所述调节螺柱，每个所述调节螺柱远离所述拉杆的一端与所述套管远离所述轴衬的一端螺纹连接。

进一步的，所述调节螺柱和所述套管的连接处还设有预紧螺母，所述预紧螺母套套设在所述调节螺柱的端部，并与其螺纹连接。

进一步的，每组所述行走机构包括：

传动箱，所述传动箱设置在所述底盘的一侧，内部设有传动组件；

驱动电机，所述驱动电机安装在所述传动箱的外侧，其动力输出轴贯穿所述传动箱侧壁与所述传动组件转动连接；

两个行走轮，所述两个行走轮位于所述底盘架的同侧，通过所述传动组件与所述动力输出轴传动连接。

进一步的，所述轴承杆远离所述调节螺柱的一端与所述传动箱固定连接经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型平衡架与两侧行走机构可相对转动，同时横梁与底盘可转动连接，实现了车身在路面的姿态扭转，能保证四个轮子在各种路面上均可同时着地。同时，位于底盘同侧的行走轮通过驱动电机传递转矩，前后轮传动比相同，当同侧车轮只有一个车轮发生打滑，另一个车轮未发生打滑现象时，这种传动方式会使大部分甚至全部转矩传给不打滑的车轮，并充分利用这一车轮的附着力来产生足够的驱动力，使汽车顺利起步或继续行驶，提高了车辆在凹凸路面条件下的通过性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型一种带平衡架的行走装置的结构示意图；

图2附图为本实用新型平衡架的结构爆炸图；

图3附图为本实用新型关节轴承的结构示意图；

图4附图为本实用新型行走机构的结构示意图。

其中：

1-底盘；

2-连接件；21-连接孔；22-连接轴；

3-行走机构；31-传动箱；

4-平衡架；41-横梁；42-连接杆；43-关节轴承；421-拉杆；422-调节螺柱； 423-预紧螺母；431-套管；432-轴衬；433-轴承杆；434-凸形轴承头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，本实用新型实施例公开了一种带平衡架的行走装置，包括：底盘1；

连接件2，连接件2固定在底盘1端部；

行走机构3，行走机构3设为两组，且对称转动连接在底盘1的两侧；

平衡架4，平衡架4包括横梁41和连接杆42；横梁41中部转动连接在连接件2上；连接杆42为两个，横梁41的两端分别与两个连接杆42的一端铰接，两个连接杆42远离横梁41的一端均与同侧的行走机构3铰接。

具体的，连接件2上开设有连接孔21，连接孔21内设有轴承，横梁41 中部开设有与连接孔21对应的通孔，通过连接轴22依次穿设连接孔21内的轴承与通孔，将横梁41与连接件2转动连接，其中，连接轴22通过连接套和螺栓与横梁41固定。

如图3所示，在一个具体的实施例中，还包括多个关节轴承43，多个关节轴承43分别对应设置在连接杆42与横梁41和行走机构3的连接处。关节轴承43包括套管431、轴衬432和轴承杆433，套管431一端内嵌在轴衬432 中，并与轴衬432一体式连接，套管431内壁设有螺纹，轴承杆433的一端设有凸形轴承头434，凸形轴承头434内嵌在轴衬432中，并与其铰接。

在一个具体的实施例中，每个连接杆42均包括拉杆421和两个调节螺柱 422，拉杆421两端为中空结构，且内壁设有螺纹，拉杆421的两端分别螺纹连接有调节螺柱422，每个调节螺柱422远离拉杆421的一端与套管431远离轴衬432的一端螺纹连接，调整调节螺柱422可以改变整个平衡架的长度。

在一个具体的实施例中，调节螺柱422和套管431的连接处还设有预紧螺母423，预紧螺母423套设在调节螺柱422的端部，并与其螺纹连接。

如图4所示，具体的，每组行走机构3包括：传动箱31，传动箱31设置在底盘1的一侧，内部设有传动组件；驱动电机，驱动电机安装在传动箱的外侧，其动力输出轴贯穿传动箱31侧壁与传动组件传动连接；两个行走轮，两个行走轮位于底盘1的同侧，通过传动组件与动力输出轴传动连接。本实用新型同侧驱动电机只驱动位于同侧的行走轮，传动箱内可设有减速器，驱动电机的输出轴端通过链条或齿轮经减速器带动带动行走轮同步转动。

具体的，轴承杆433远离调节螺柱422的一端与传动箱31固定连接。轴承杆433与横梁41连接处，横梁41通过螺母和垫圈与轴承杆433固定连接。

本实用新型在行走过程中当位于一侧的行走轮遇到障碍物抬升时，传动箱随之发生转动，并驱动与之相连接的关节轴承转动，传递给连接杆发生转动，通过横梁进一步旋转，带动另一侧行走机构发生相对转动，从而实现整车平衡的目的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种带平衡架的行走装置，其特征在于，包括：

底盘(1)；

连接件(2)，所述连接件(2)固定在所述底盘(1)端部；

行走机构(3)，所述行走机构(3)设为两组，且对称固定连接在所述底盘(1)的两侧；

平衡架(4)，所述平衡架(4)包括横梁(41)和连接杆(42)；所述横梁(41)中部转动连接在所述连接件(2)上；所述连接杆(42)为两个，所述横梁(41)的两端分别与两个所述连接杆(42)的一端铰接，两个所述连接杆(42)远离所述横梁(41)的一端均与同侧的所述行走机构(3)铰接。

2.根据权利要求1所述的一种带平衡架的行走装置，其特征在于，所述连接件(2)上开设有连接孔(21)，所述横梁(41)中部开设有与所述连接孔(21)对应的通孔，通过连接轴(22)依次穿设所述连接孔(21)与所述通孔，将所述横梁(41)与所述连接件(2)转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种带平衡架的行走装置，其特征在于，还包括多个关节轴承(43)，多个所述关节轴承(43)分别对应设置在所述连接杆(42)与所述横梁(41)和所述行走机构(3)的连接处。

4.根据权利要求3所述的一种带平衡架的行走装置，其特征在于，所述关节轴承(43)包括套管(431)、轴衬(432)和轴承杆(433)，所述套管(431)一端内嵌在所述轴衬(432)中，并与所述轴衬(432)一体式连接，所述套管(431)内壁设有螺纹，所述轴承杆(433)的一端设有凸形轴承头(434)，所述凸形轴承头(434)内嵌在所述轴衬(432)中，并与其铰接。

5.根据权利要求4所述的一种带平衡架的行走装置，其特征在于，每个所述连接杆(42)均包括拉杆(421)和两个调节螺柱(422)，所述拉杆(421)两端为中空结构，且内壁设有螺纹，所述拉杆(421)的两端分别螺纹连接有所述调节螺柱(422)，每个所述调节螺柱(422)远离所述拉杆(421)的一端与所述套管(431)远离所述轴衬(432)的一端螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种带平衡架的行走装置，其特征在于，所述调节螺柱(422)和所述套管(431)的连接处还设有预紧螺母(423)，所述预紧螺母(423)套设在所述调节螺柱(422)的端部，并与其螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种带平衡架的行走装置，其特征在于，每组所述行走机构(3)包括：

传动箱(31)，所述传动箱(31)设置在所述底盘(1)的一侧，内部设有传动组件；

驱动电机，所述驱动电机安装在所述传动箱的外侧，其动力输出轴贯穿所述传动箱(31)侧壁与所述传动组件传动连接；

两个行走轮，所述两个行走轮位于所述底盘(1)的同侧，通过所述传动组件与所述动力输出轴传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种带平衡架的行走装置，其特征在于，所述轴承杆(433)远离所述调节螺柱(422)的一端与所述传动箱(31)固定连接。