CN210364142U - 一种悬挂机构、移动底盘和服务机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种悬挂机构、移动底盘和服务机器人，其中悬挂机构包括：安装座，其用于安装驱动轮；该安装座的正面具有一向外延伸的压件；转动组件，其邻设于安装座的侧面并固定设置；所述转动组件具有一贯穿安装座的转动轴，且转动轴位于压件与驱动轮之间；安装座可绕所述转动轴摆动；弹性组件，其邻设于安装座的正面并固定设置，所述弹性组件与所述压件连接。该悬挂机构额结构设计简单合理，体积小而负载能力强，可确保驱动轮在各种路面上持续着地。

Description

一种悬挂机构、移动底盘和服务机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人组件技术领域，具体涉及为一种悬挂机构、移动底盘和服务机器人。

背景技术

轮式移动机器人常用的驱动方式为：在移动底盘的底部中间对立安装两个驱动轮作差速驱动，同时在各驱动轮的前后各设有万向轮作从动导向。机器人在行走过程中，六个轮子均需保持与地面接触，以使驱动轮主动旋转后带动万向轮从动旋转。

目前机器人的驱动轮与万向轮一般采用螺栓连接进行固定安装，使各轮子在水平地面上保持接地。但行走时由于地面凹凸不平，机器人在跨越较高的路面或障碍物时，容易发生前后两端万向轮着地、中间驱动轮不着地的现象，致使驱动轮在半空中自转或打滑。因此在移动底盘上设置有悬挂装置，用于保持驱动轮着地。但现有的悬挂装置的结构复杂、体积大，间接增大了机器人的体积和使安装变得复杂。

实用新型内容

为了克服上述悬挂装置的结构复杂、体积较大的技术缺陷，本实用新型提供一种悬挂机构，其结构设计简单合理，体积小而负载能力强，可确保驱动轮在各种路面上持续着地。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述一种悬挂机构，包括：

安装座，其用于安装驱动轮；该安装座的正面具有一向外延伸的压件；

转动组件，其邻设于安装座的侧面并固定设置；所述转动组件具有一贯穿安装座的转动轴，且转动轴位于压件与驱动轮之间；安装座可绕所述转动轴摆动；

弹性组件，其邻设于安装座的正面并固定设置，所述弹性组件与所述压件连接。

进一步地，所述转动轴水平设置。

进一步地，所述安装座由若干个安装板刚性连接而成，所述安装座的中部设有开口内腔，该内腔用于安装驱动轮；

在所述安装座的两侧面的安装板上开设有贯穿转动轴的转动孔，所述转动孔中嵌装有轴承。

进一步地，所述转动组件还包括连接在转动轴两端的第一支撑架，所述第一支撑架固定设置在安装座的侧面外部。

进一步地，所述弹性组件包括伸缩杆、套筒和弹簧；

所述套筒设有伸缩孔，所述伸缩杆套接在伸缩孔后作往复伸缩运动；

所述伸缩杆的顶部与压件垂直连接；

所述伸缩杆的中部外侧周向设有第一限位凸台，所述套筒的底部外侧周向设有第二限位凸台；

所述弹簧套接在套筒的外圆周，所述弹簧的一端抵接第一限位凸台，另一端抵接第二限位凸台。

优选地，所述伸缩杆的顶部开设有嵌装压件的凹槽，所述压件与凹槽的两侧铰接。

进一步地，所述弹性组件还包括用于固定套筒的第二支撑架，该第二支撑架与第二限位凸台固定连接。

一种移动底盘，包括上面所述的悬挂机构，所述悬挂机构设置在移动底盘的底部。

一种服务机器人，包括上面所述的移动底盘。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

当轮式移动机器人在水平路面正常行驶时，由于移动底盘的底部中间的驱动轮预设有预压量，路面对驱动轮的支撑力带动安装座绕转动轴作垂直于地面向上的摆动，从而带动压件相对安装座作反向摆动(垂直于地面向下的摆动)，摆动的压件带动弹性组件进行压缩或拉伸，使弹性组件具有一定的弹性势能。当机器人在跨越较高的路面或障碍物时，由于前端的万向轮架空了中间的驱动轮，此时驱动轮处于半空状态，弹性组件释放弹性势能，带动压件绕转动轴作垂直于地面向上的摆动，从而带动安装座绕转动组件作垂直于地面向下的摆动，使驱动轮快速着地，使机器人在水平路面行驶和越坎时驱动轮始终着地，避免驱动轮空转或打滑的想象，以持续地给机器人提供动力。

当机器人持续地行驶在凹凸不平的路面时，通过转动轴使压件对弹性组件进行压缩或拉伸，有效吸收路面对驱动轮的冲击能量，进而减小路面对底盘的振动，提高机器人行走移动的稳定性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型的悬挂机构的立体结构图；

图2是本实用新型的安装座的立体结构图；

图3是本实用新型的压件与弹性组件连接的立体结构示意图；

图4是本实用新型的压件与伸缩杆铰接处的结构图；

图5是本实用新型的伸缩杆与套筒套接的结构图；

图6是本实用新型的应用悬挂机构的移动底盘的立体结构图；

图7是本实用新型的应用了悬挂机构的移动底盘的侧视图。

图中：

1-安装座；11-安装板；111-转动孔；

2-压件；21-槽孔；

3-转动组件；31-转动轴；32-第一支撑架；321-横板；322-立板；

4-弹性组件；

41-伸缩杆；411-第一限位凸台；412-凹槽；

42-套筒；421-伸缩孔；422-第二限位凸台；

43-弹簧；

44-第二支持架；

5-驱动轮；

6-万向轮。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1～图5所示，其为本实用新型所述的一种悬挂机构的优选结构。

所述悬挂机构包括安装座1、压件2、转动组件3和弹性组件4，其中，安装座1用于安装驱动轮5，驱动轮5可安装在安装座1的内部或外侧面；压件2连接在安装座1的正面(此处的正面为安装座1的任意一面，并非限制压件2的连接位置，如图1该正面为安装座1的左端，与正面相连接的为安装座1的侧面)向外的一端；转动组件3邻设于安装座1的侧面并固定设置，且转动组件3具有一贯穿安装座1的转动轴31，且转动轴31位于压件2与驱动轮5之间，使得安装座1可绕所述转动轴31摆动；弹性组件4邻设于安装座1的正面并固定设置，所述弹性组件4与所述压件2连接。

具体地，如图1～2所示，本实施例的安装座1采用若干个安装板11刚性连接而成，且安装座1的中部设有开口内腔。作为优选地，安装板11的数量为4个，各安装板11采用螺纹连接或粘接的方式将首尾相连地围成一个中空框架，框架的内部为开口内腔。需要说明的是，本实用新型并不限制安装座1的具体结构或成型工艺，如由一体成型工艺形成的带开口内腔的安装座1均在本实施例的保护范围之内。

所述内腔用于安装驱动轮5，作为优选地，与驱动轮5传动连接的电机和/或减速器等驱动组件通过螺纹固定在安装座1侧面的安装板11上，电机和/或减速器的输出轴穿设安装板11后与驱动轮5传动连接，以实现驱动轮5在安装座1内部的转动。

具体地，所述压件2的一端设有带螺纹的盲孔，安装座1正面的安装板11开设有通孔，通过采用螺栓穿设通孔连接螺纹孔后实现压件2固定连接在安装座1的一侧。

进一步的，所述安装座1侧面的安装板11上开设有转动孔111，作为优选地，与压件2连接的安装板11的两相邻的安装板11均开设有同一轴线的转动孔111，且在各转动孔111中嵌装有轴承，优选为深沟球轴承，其可同时承受较大的轴向载荷和径向载荷。所述转动轴31水平地穿设两个转动孔111中轴承的内孔，使得安装座1可绕转动轴31摆动。

作为优选地，在转动轴31的两端均连接有第一支撑架32，且第一支撑架32设置在安装座1的侧面外部，第一支撑架32可提高转动轴31转动的稳定性。

作为一实施例，所述第一支撑架32包括相互垂直连接的横板321和立板322，横板321和立板322之间设有增大强度的加强筋，所述第一支撑架32为一体成型构件。立板322上开设有穿设转动轴31的轴孔，转动轴31的两端均设有带螺纹的盲孔，转动轴31穿设轴孔后采用螺栓和垫片连接盲孔，即可将转动轴31锁紧在第一支撑架32上。

具体地，如图3～5所示，所述弹性组件4包括伸缩杆41、套筒42和弹簧43，所述套筒42开设有伸缩孔421，该伸缩孔421可为盲孔或通孔，伸缩杆41套入伸缩孔421后中作往复伸缩运动。

伸缩杆41的顶部与压件2垂直连接，伸缩杆41的中部外侧周向设有第一限位凸台411，套筒42底部外侧周向设有第二限位凸台422，所述弹簧43套接在伸缩杆41和套筒42的外圆周，弹簧43的一端抵接第一限位凸台411，另一端抵接第二限位凸台422，压件2带动伸缩杆41在伸缩孔421往复伸缩运动后，第一限位凸台411带动弹簧43压缩或放松。

作为一实施例，如图4所示，伸缩杆41的顶部开设有凹槽412，凹槽412的两侧设有通孔，压件2的中部设有槽孔21，采用一铰接杆依次穿设通孔和槽孔21，在铰接杆的两端连接有卡环，即可实现伸缩杆41的顶部与压件2的固定连接。作为优选地，绕铰接杆转动伸缩杆41以使伸缩杆41垂直于压件2，使得压件2垂直于伸缩杆41运动时，弹簧43受到的压缩力为沿伸缩杆41的轴向，使弹簧43的受力方向为单一方向，受力均匀，提高弹簧43的使用寿命。

进一步的，所述弹性组件4还包括用于固定套筒42的第二支撑架44，该第二支撑架44与第二限位凸台422固定连接。作为优选地，所述第二支撑架44的结构与第一支撑架32的结构相似，且第二支撑架44的数量优选为两个，采用螺栓将各第二支撑架44与第二限位凸台422的相对侧壁进行固定连接。

一种移动底盘，其包括上面所述的悬挂机构，所述悬挂机构可设置在移动底盘的顶部或底部，其根据驱动轮5在移动底盘的安装位置进行选择。作为一实施例，如图6～7所示，两个所述悬挂机构设置在移动底盘的底部中间，其可避免悬挂机构设置在移动底盘顶部时存在占据机器人内部空间的缺陷；移动底盘的底部前后均设有万向轮6。其中，各第一支撑架32和第二支撑架44采用螺栓固定连接移动底盘，以使转动组件3和弹性组件4与移动底盘固定连接，使得安装座1和压件2可绕转动轴31在转动轴31的两侧作反向同步地摆动，进而使弹簧43压缩或放松。

一种服务机器人，其包括上面所述的移动底盘。当机器人行走在水平的路面时，驱动轮5与底面预设有预压量，使得安装座1绕转动轴31作垂直于地面向上摆动，从而带动压件2绕转动轴31作垂直于地面向下摆动，摆动的压件2带动伸缩杆41垂直于地面向下移动，进而使弹簧43处于压缩状态。当机器人在跨越较高的路面或障碍物时，由于前端的万向轮6架空了中间的驱动轮5，此时驱动轮5处于半空状态，压缩的弹簧43释放弹性势能，带动伸缩杆41垂直于地面向上移动，进而在带动压件2绕转动组件3作垂直于地面向上摆动，从而带动安装座1绕转动组件3作垂直于地面向下摆动，使驱动轮5快速着地，使机器人在水平路面行驶和越坎过程中驱动轮5始终着地，避免驱动轮5空转或打滑的想象，以持续地给机器人提供动力。

本实施例所述一种悬挂机构、移动底盘和服务机器人的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种悬挂机构，其特征在于，包括：

安装座(1)，其用于安装驱动轮(5)；该安装座(1)的正面具有一向外延伸的压件(2)；

转动组件(3)，其邻设于安装座(1)的侧面并固定设置；所述转动组件(3)具有一贯穿安装座(1)的转动轴(31)，且转动轴(31)位于压件(2)与驱动轮(5)之间；安装座(1)可绕所述转动轴(31)摆动；

弹性组件(4)，其邻设于安装座(1)的正面并固定设置，所述弹性组件(4)与所述压件(2)连接。

2.根据权利要求1所述的悬挂机构，其特征在于：

所述转动轴(31)水平设置。

3.根据权利要求2所述的悬挂机构，其特征在于：

所述安装座(1)由若干个安装板(11)刚性连接而成，所述安装座(1)的中部设有开口内腔，该内腔用于安装驱动轮(5)；

在所述安装座(1)的两侧面的安装板(11)上开设有贯穿转动轴(31)的转动孔(111)，所述转动孔(111)中嵌装有轴承。

4.根据权利要求1所述的悬挂机构，其特征在于：

所述转动组件(3)还包括连接在转动轴(31)两端的第一支撑架(32)，所述第一支撑架(32)固定设置在安装座(1)的侧面外部。

5.根据权利要求1所述的悬挂机构，其特征在于：

所述弹性组件(4)包括伸缩杆(41)、套筒(42)和弹簧(43)；

所述套筒(42)设有伸缩孔(421)，所述伸缩杆(41)套接在伸缩孔(421)后作往复伸缩运动；

所述伸缩杆(41)的顶部与压件(2)垂直连接；

所述伸缩杆(41)的中部外侧周向设有第一限位凸台(411)，所述套筒(42)的底部外侧周向设有第二限位凸台(422)；

所述弹簧(43)套接在套筒(42)的外圆周，所述弹簧(43)的一端抵接第一限位凸台(411)，另一端抵接第二限位凸台(422)。

6.根据权利要求5所述的悬挂机构，其特征在于：

所述伸缩杆(41)的顶部开设有嵌装压件(2)的凹槽(412)，所述压件(2)与凹槽(412)的两侧铰接。

7.根据权利要求6所述的悬挂机构，其特征在于：

所述弹性组件(4)还包括用于固定套筒(42)的第二支撑架(44)，该第二支撑架(44)与第二限位凸台(422)固定连接。

8.一种移动底盘，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的悬挂机构，所述悬挂机构设置在移动底盘的底部。

9.一种服务机器人，其特征在于，包括如权利要求8所述的移动底盘。

Images