CN210882400U - 一种带悬架机构的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器人领域，公开了一种带悬架机构的机器人，包括车架和两个驱动组件，每个所述驱动组件均包括悬架机构和驱动轮，所述悬架机构的第一端与所述驱动轮连接，所述悬架机构的第二端可转动地设置在所述车架上；其中，两个所述驱动轮分别设置在所述车架的下方且沿所述车架的宽度方向对称设置在所述车架的左右两侧；两个所述悬架机构的第二端沿所述车架的长度方向分别位于所述驱动轮的前后两侧。本实用新型通过将两个悬架机构分别设置在驱动轮的前后两侧，使位于前方的悬架机构的力与位于后方的悬架机构的力可部分抵消，进而使机器人向前越障和向后越障的最小越障速度相近，以使器人前后越障能力相近，提高机器人的综合越障能力。

Description

一种带悬架机构的机器人

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，特别涉及一种带悬架机构的机器人。

背景技术

机器人，又称AGV小车，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移栽功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源，一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为。

现有的机器人一般为单摆臂悬架，机器人在向前走、向后走时，最小越障速度会有很大偏差，导致机器人的前后越障能力不同，机器人前万向轮遇到台阶时较容易越过台阶，机器人后万向轮遇到台阶时，会很难越过台阶，影响机器人向后的越障能力。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种带悬架机构的机器人，实现向前、向后过障时，最小越障速度相差较小。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种带悬架机构的机器人，包括：

车架；

两个驱动组件，每个所述驱动组件均包括悬架机构和驱动轮，所述悬架机构的第一端与所述驱动轮连接，所述悬架机构的第二端可转动地设置在所述车架上；

其中，两个所述驱动轮分别设置在所述车架的下方且沿所述车架的宽度方向对称设置在所述车架的左右两侧；

两个所述悬架机构的第二端沿所述车架的长度方向分别位于所述驱动轮的前后两侧。

一个示例中，所述悬架机构包括悬架、减速电机和转动轴；

所述减速电机设置在所述悬架的一端且与所述驱动轮连接；

所述转动轴设置在所述悬架的另一端，使所述悬架通过所述转动轴可转动地设置在所述车架上。

一个示例中，两个所述驱动组件的转动轴设置在所述车架的同一高度。

一个示例中，还包括轴承和轴承座；

所述轴承座设置在所述车架上，所述转动轴通过所述轴承可转动地设置在所述轴承座上。

一个示例中，所述车架包括框架和面板；

所述面板设置在所述框架的顶部；

所述驱动轮设置在所述框架的底部；

所述悬架机构位于所述面板的下方，且所述减速电机沿所述框架的高度方向设置。

一个示例中，还包括限位杆；

所述限位杆设置在所述悬架机构上，且位于所述悬架机构朝向所述车架的一面，用于限制所述悬架机构向上移动的位移。

一个示例中，还包括弹性件；

所述弹性件的一端与所述悬架机构连接，所述弹性件的另一端与所述车架抵接，用于向所述驱动轮提供预压力。

一个示例中，还包括两个以上万向轮；

两个以上所述万向轮分别设置在所述车架下方且沿所述车架的长度方向对称设置在所述驱动轮的前后两侧。

通过本实用新型提供的一种带悬架机构的机器人，能够带来的有益效果为：通过将两个悬架机构分别设置在驱动轮的前后两侧，使位于前方的悬架机构的力与位于后方的悬架机构的力可部分抵消，进而使机器人向前越障和向后越障的最小越障速度相近，以使器人前后越障能力相近，提高机器人的综合越障能力。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种带悬架机构的机器人的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型的一种带悬架机构的机器人的结构示意图；

图2是本实用新型的一种带悬架机构的机器人拆除一个驱动轮后的结构示意图；

图3是现有技术的机器人前轮过障时的过障分力示意图；

图4是现有技术的机器人后轮过障时的过障分力示意图；

图5是本实用新型的一种带悬架机构的机器人前轮过障时的过障分力示意图；

图6是本实用新型的一种带悬架机构的机器人后轮过障时的过障分力示意图；

图7是本实用新型的一种带悬架机构的机器人的爆炸图；

图8是本实用新型的一种带悬架机构的机器人的悬架机构与驱动轮的结构示意图；

图9是本实用新型的一种带悬架机构的机器人未设置限位杆时驱动轮向上移动时的结构示意图；

图10是机器人上设置限位杆后机器人过障时的结构示意图；

图11是机器人上设置限位杆后机器人过台阶时的结构示意图；

图12是机器人上设置限位杆后机器人下坡时的结构示意图；

图13是机器人上设置限位杆后机器人上坡时的结构示意图。

附图标号说明

1、车架；11、框架；12、面板；2、悬架机构；21、悬架；211、转动轴安装部；212、连接部；213、驱动轮安装部；22、减速电机；23、转动轴；24、轴承；25、轴承座；26、压盖；3、驱动轮；4、万向轮；5、限位杆；6、弹性件。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

本实用新型实施例提供一种带悬架机构的机器人，如图1和图2所示，包括车架1和两个驱动组件；车架1即为机器人的底盘。

每个驱动组件均包括悬架机构2和驱动轮3，悬架机构2的第一端与驱动轮3连接，悬架机构2的第二端可转动地设置在车架1上。

其中，两个驱动轮3分别设置在车架1的下方且沿车架1的宽度方向对称设置在车架1的左右两侧；两个悬架机构2的第二端沿车架1的长度方向分别位于驱动轮3的前后两侧。

悬架机构2的第二端可转动地设置在车架1上，驱动轮3通过悬架机构2与车架1连接，驱动轮3在行驶过程中，由于悬架机构2的第二端对驱动轮3的限位作用，使驱动轮3转动的驱动力被分为水平方向的力,以及悬架机构2的第二端与驱动轮3的着地点的连线方向的力。

现有技术中的单摆臂悬架机器人，两个悬架机构2均设置在驱动轮3的同一侧，即均设置在驱动轮3的前侧或均设置在驱动轮3的后侧。如图3和图4所示，假设悬架机构2设置在机器人的前侧，当机器人向悬架机构2方向移动时，驱动轮3转动的驱动力F分为力F1和力F2，力F2的方向是斜向上的，当前万向轮遇到台阶时，由于F2的方向，使机器人较容易越过台阶。当机器人向与悬架机构2相反的方向移动时，驱动力也分为F1和F2，F2的方向是斜向下的，当遇到台阶时，会很难越过台阶，造成机器人前后越障能力差别较大。

本实用新型的机器人的悬架机构2的第二端分别位于驱动轮3的前后两侧，如图5所示，当机器人向前移动(如图5中箭头所示方向)时，驱动力F分为水平方向的力F1、前方悬架机构2的力F2和后方悬架机构2的力F3，力F2的方向是斜向上的；力F3的方向是斜向下的。同理，如图6所示，当机器人向后移动(如图6中箭头所示方向)时，驱动力F分为水平方向的力F1、前方悬架机构2的力F2和后方悬架机构2的力F3，力F2的方向是斜向下的，力F3的方向是斜向上的。F2与F3抵消，使得机器人过台阶时向前移动、向后移动的力相近，进而使得机器人前后越障的速度也相近。

实验表明，现有技术中的单摆臂悬架机器人在向悬架机构2方向移动越障时的最小越障速度大致为0.05m/s，在向与悬架机构2相反的方向移动越障时的越障速度大致为0.25m/s；而本实用新型的机器人在向前越障和向后越障时，其最小越障速度均大致为0.15m/s，使得机器人向前和向后移动都具有较好的越障能力。

优选地，如图1所示，还包括两个以上万向轮4；两个以上万向轮4分别设置在车架1下方且沿车架1的长度方向对称设置在驱动轮3的前后两侧。在车架1的前后两侧分别设置万向轮4，可提高车架1的稳定性。优选地，车架1的前后两侧均设有两个万向轮4，两个万向轮4分别位于车架1的左右两侧。

在一个示例中，如图7所示，悬架机构2包括悬架21、减速电机22和转动轴23；减速电机22设置在悬架21的一端且与驱动轮3连接；转动轴23设置在悬架21的另一端，使悬架21通过转动轴23可转动地设置在车架1上。

减速电机22包括驱动电机和减速机，驱动电机与减速机连接，减速机与驱动轮3连接，以驱动该驱动轮3转动。

如图8所示，悬架21包括转动轴安装部211、连接部212和驱动轮安装部213，转动轴安装部211通过连接部212与驱动轮安装部213连接。转动轴安装部211上设有通孔，转动轴23穿过该通孔，且转动轴23的两端可转动地设置在车架1上。驱动轮3安装在驱动轮安装部213上，减速机的输出轴穿过驱动轮安装部213并与驱动轮3连接。

优选地，两个驱动组件的转动轴23设置在车架1的同一高度。位于车架1左右两侧的两个驱动组件完全相同，即两个悬架机构2完全相同，当两个转动轴23设置在车架1的同一高度时，两个转动轴23到各自连接的驱动轮3的距离相等，使得前后转动轴23的力F2与力F3相等，进而使得机器人过台阶时向前移动、向后移动的力相同，机器人前后越障的速度也相同，可进一步缩小前后越障的最小越障速度差，使前后越障的最小越障速度接近相同。

优选地，如图7所示，还包括轴承24和轴承座25；轴承座25设置在车架1上，转动轴23通过轴承24可转动地设置在轴承座25上。轴承座25和轴承24均为两个，转动轴23的两端分别设置一个轴承24，两个轴承24分别固定在轴承座25上。设置轴承24，可降低转动轴23的磨损，提高转动轴23的使用寿命。两个轴承座25之间还设有压盖26。

在一个示例中，车架1包括框架11和面板12；面板12设置在框架11的顶部；驱动轮3设置在框架11的底部；悬架机构2位于面板12的下方，且减速电机22沿框架11的高度方向设置。相比于将减速电机22横着摆放，将减速电机22竖着摆放，可减小整个车架1的宽度，以避免车架1宽度过大，不利于机器人的小型化。

优选地，如图2所示，还包括限位杆5；限位杆5设置在悬架机构2上，且位于悬架机构2朝向车架1的一面，用于限制悬架机构2向上移动的位移。

如图9所示，由于减速电机22竖直摆放，驱动轮3在过障时，驱动轮3会向上移动，驱动轮3向上移动会带动悬架机构2向上移动，使得悬架机构2上的减速电机22向上活动，减速电机22向上活动时会顶到车架1上方的面板12，引起减速电机22与面板12的碰撞。

为了解决这个问题，本方案在悬架机构2上设置了限位杆5，驱动轮3过障时，驱动轮3向上移动并带动悬架机构2向上移动，若悬架机构2向上移动的距离超过预设距离，限位杆5向上移动会顶住框架11，可防止悬架机构2继续向上移动，进而使减速电机22不会继续向上移动而与面板12发生干涉。或者机器人在初始状态时，限位杆5顶住车架1，使驱动轮3不能向上移动，并且只能向下移动，同样可以达到悬架的效果。

如图10所示，机器人前万向轮过障时，地势上升，驱动轮3会向下移动，由于悬架机构2的存在，驱动轮3可正常向下移动。驱动轮3过障时，正常情况下驱动轮3应向上移动，由于限位杆5的存在，驱动轮3无法向上移动，此时机器人的前万向轮会离开地面，机器人的驱动轮3和后万向轮着地，保持机器人的稳定性，且驱动轮3着地提供驱动力，使机器人可正常移动。驱动轮3过障完成后，后万向轮过障时，后万向轮离开地面，前万向轮和驱动轮3着地保持机器人的稳定性，且驱动轮3着地提供驱动力。

如图11所示，机器人的前万向轮过台阶时，地势上升，驱动轮3会向下移动，由于悬架机构2的存在，驱动轮3可正常向下移动。驱动轮3过台阶时，若未设置限位杆5，驱动轮3会向上移动，设置限位杆5后，驱动轮3无法向上移动，此时机器人的前万向轮会向离开地面，机器人的驱动轮3和后万向轮着地，保持机器人的稳定性，且驱动轮3着地提供驱动力，使机器人可正常移动。

如图12所示，机器人的前万向轮下坡时，地势下降，驱动轮3会向上移动，由于限位杆5的存在，驱动轮3无法向上移动，此时机器人的前万向轮离开地面，机器人的驱动轮3和后万向轮着地，保持机器人的稳定性，且驱动轮3着地提供驱动力，使机器人正常移动。同理，机器人上坡时的示意图如图13所示。

在一个示例中，如图2所示，还包括弹性件6；弹性件6的一端与悬架机构2连接，弹性件6的另一端与车架1抵接，用于向驱动轮3提供预压力。在悬架机构2上设置一与车架1抵接的弹性件6，弹性件6可为弹簧，由于弹性件6处于压缩状态，可为驱动轮3提供预压力，提高驱动轮3与地面的抓地力，防止驱动轮3打滑或刹车后继续向前滑行。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种带悬架机构的机器人，其特征在于，包括：

车架；

两个驱动组件，每个所述驱动组件均包括悬架机构和驱动轮，所述悬架机构的第一端与所述驱动轮连接，所述悬架机构的第二端可转动地设置在所述车架上；

其中，两个所述驱动轮分别设置在所述车架的下方且沿所述车架的宽度方向对称设置在所述车架的左右两侧；

两个所述悬架机构的第二端沿所述车架的长度方向分别位于所述驱动轮的前后两侧。

2.根据权利要求1所述的一种带悬架机构的机器人，其特征在于，

所述悬架机构包括悬架、减速电机和转动轴；

所述减速电机设置在所述悬架的一端且与所述驱动轮连接；

所述转动轴设置在所述悬架的另一端，使所述悬架通过所述转动轴可转动地设置在所述车架上。

3.根据权利要求2所述的一种带悬架机构的机器人，其特征在于，

两个所述驱动组件的转动轴设置在所述车架的同一高度。

4.根据权利要求2所述的一种带悬架机构的机器人，其特征在于，

还包括轴承和轴承座；

所述轴承座设置在所述车架上，所述转动轴通过所述轴承可转动地设置在所述轴承座上。

5.根据权利要求2所述的一种带悬架机构的机器人，其特征在于，

所述车架包括框架和面板；

所述面板设置在所述框架的顶部；

所述驱动轮设置在所述框架的底部；

所述悬架机构位于所述面板的下方，且所述减速电机沿所述框架的高度方向设置。

6.根据权利要求5所述的一种带悬架机构的机器人，其特征在于，

还包括限位杆；

所述限位杆设置在所述悬架机构上，且位于所述悬架机构朝向所述车架的一面，用于限制所述悬架机构向上移动的位移。

7.根据权利要求1所述的一种带悬架机构的机器人，其特征在于，

还包括弹性件；

所述弹性件的一端与所述悬架机构连接，所述弹性件的另一端与所述车架抵接，用于向所述驱动轮提供预压力。

8.根据权利要求1所述的一种带悬架机构的机器人，其特征在于，

还包括两个以上万向轮；

两个以上所述万向轮分别设置在所述车架下方且沿所述车架的长度方向对称设置在所述驱动轮的前后两侧。

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