CN211390876U - 锁止机构、转向轮系装置、移动底盘及建筑机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锁止机构、转向轮系装置、移动底盘及建筑机器人，包括：支座；摆架，所述摆架转动设置于所述支座上；弹性减震组件，所述弹性减震组件的一端设置于所述支座上，所述弹性减震组件的另一端设置于所述摆架上；及锁止开关，所述锁止开关设置于所述支座上并用于锁定或释放所述摆架。但当建筑机器人抵到施工地点并进行施工作业时，锁止开关随即关闭，此时锁止开关可将摆架锁定在当前位置，摆架无法相对支座自由摆转，如此一来，摆架便能够限制弹性减震组件进行伸缩上下浮动，即限制移动底盘上的上装执行设备发生上下浮动，可保证上装执行设备位姿稳定，确保加工精度和施工质量。

Description

锁止机构、转向轮系装置、移动底盘及建筑机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种锁止机构、转向轮系装置、移动底盘及建筑机器人。

背景技术

目前，在建筑施工行业中，为了提高施工效率和质量，同时降低建筑工人劳动强度，出现了越来越多的能够自动完成各项施工作业的机器人。机器人安装有移动底盘，因而具备较强的机动能力，能够满足不同场合和区域施工需要。但考虑到机器人会经常行驶在凹凸不平的坑洼路面上，为保证机身平稳，同时减轻刚性振动冲击损害，移动底盘上通常安装有弹簧减震器。然而弹簧减震器存在被动性缺点，其容易受底盘所受负载、地形条件等外界因素发生上下浮动，导致移动底盘上的上装执行设备进行工作时，也容易跟随上下浮动而无法保证位姿稳定，严重影响作业精度和施工质量。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种锁止机构、转向轮系装置、移动底盘及建筑机器人，旨在解决现有技术上装执行设备容易受弹簧减震器的浮动影响，导致加工精度差的问题。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种锁止机构，其包括：

支座；

摆架，所述摆架转动设置于所述支座上；

弹性减震组件，所述弹性减震组件的一端设置于所述支座上，所述弹性减震组件的另一端设置于所述摆架上；及

锁止开关，所述锁止开关设置于所述支座上并用于锁定或释放所述摆架。

上述方案的锁止机构用于与移动轮组装并应用安装到建筑机器人的移动底盘上，使建筑机器人行走时具备良好的浮动缓冲减震能力，使建筑机器人作业时保持位姿固定，保证加工精度。具体而言，建筑机器人行走时，锁止开关处于开启状态，此时摆架不受到锁止开关的锁紧而能够相对摆架自由摆转，如此，当行走在凹凸不平的坑洼地面上时，弹性减震组件通过自身伸缩上下浮动可起到良好的减振缓冲作用，保证建筑机器人的通过能力和自身结构安全，此时摆架跟随弹性减震组件的伸缩上下浮动而上下摆转。但当建筑机器人抵到施工地点并进行施工作业时，锁止开关随即关闭，此时锁止开关可将摆架锁定在当前位置，摆架无法相对支座自由摆转，如此一来，摆架便能够限制弹性减震组件进行伸缩上下浮动，即限制移动底盘上的上装执行设备发生上下浮动，可保证上装执行设备位姿稳定，确保加工精度和施工质量。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述支座设有凹部，所述摆架布置于所述凹部的相对侧，且所述摆架与所述凹部之间间隔形成用于容置移动轮的容置空间。

在其中一个实施例中，所述摆架为U型，所述摆架的两端分别通过销轴铰接于所述支座上，所述摆架的相对两侧壁分别开设有用于安装所述移动轮的安装孔。

在其中一个实施例中，所述锁止开关为电磁开关。

在其中一个实施例中，所述弹性减震组件包括相互滑动组装的伸缩座和伸缩杆，及套装于所述伸缩座和所述伸缩杆外部的减震弹簧，所述伸缩座远离所述伸缩杆的端部铰接于所述支座上，所述伸缩杆远离所述伸缩座的端部铰接于所述摆架上，所述伸缩座的外壁凸设有第一挡板，所述伸缩杆的外壁凸设有第二挡板，所述减震弹簧的两端分别抵接所述第一挡板和第二挡板，且所述减震弹簧与竖直方向呈夹角布置。

此外，本申请还提供一种转向轮系装置，包括至少三个轮系单元，所述轮系单元包括移动轮、驱动电机和如上所述的锁止机构，所述移动轮设置于所述摆架上，所述驱动电机设置于所述摆架的侧部并与所述移动轮驱动连接。

在其中一个实施例中，所述轮系单元还包括安装件，所述安装件设置于所述支座的顶面。

在其中一个实施例中，所述轮系单元还包括联动杆，所述联动杆设置于所述支座的侧面。

此外，本申请还提供一种移动底盘，其包括如上所述的转向轮系装置。

此外，本申请还提供一种建筑机器人，其包括如上所述的移动底盘。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的轮系单元的结构示意图；

图2为图1的前视结构示意图；

图3为图1的右视结构示意图。

附图标记说明：

10、支座；20、摆架；30、弹性减震组件；31、伸缩座；32、伸缩杆；33、减震弹簧；34、第一挡板；35、第二挡板；40、锁止开关；50、容置空间；60、移动轮；70、驱动电机；80、安装件；90、联动杆。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

此外，本申请还提供一种建筑机器人，其可以是能够完成建筑物施工建造各个施工作业工序的机器人装置，例如打磨机器人、布料机器人、砂浆摊铺机器人、铺砖机器人、喷漆机器人等。以打磨机器人为例，该打磨机器人包括移动底盘，安装在移动底盘上表面的打磨执行设备(也即上装执行设备)，安装在移动底盘下表面的转向轮系装置。移动底盘用于承载打磨执行设备，并与转向轮系装置协同配合提供打磨机器人行走动力；打磨执行设备用于完成相应的打磨动作；而转向轮系装置除提供行走动力之外，还使打磨机器人具备零转向半径和全方位移动的能力。

如图1至图3所示，一实施例中，转向轮系装置包括至少三个轮系单元，三个轮系单元呈三角形安装在移动底盘的底面，此时移动底盘形成为三轮底盘。但考虑到稳定性因素，较佳地，转向轮系装置包括四个轮系单元构成，四个轮系单元呈矩形布置在移动底盘的底面，保证移动底盘站立和行驶更加平稳，通过坑洼路面时不易发生侧向倾倒。具体地，四个轮系单元的结构完全相同(当然，其它实施例中也可以不完全相同)且均包括移动轮60、驱动电机70和如上所述的锁止机构，所述移动轮60设置于所述摆架20上，所述驱动电机70设置于所述摆架20的侧部并与所述移动轮60驱动连接。驱动电机70布置在摆架20的侧面，可充分利用移动底盘下方且与摆架20平行的空间，有效降低建筑机器人的重心高度，减小倾倒可能性，提升狭小空间通过能力。驱动电机70输出动力给移动轮60，移动轮60便能相对摆架20自由旋转，使移动底盘能够移动行走。

请继续参阅图1和图3，四个轮系单元较佳地安装在矩形移动底盘的四个转角处，一实施例中，所述轮系单元还包括安装件80，所述安装件80设置于所述支座10的顶面。因而轮系单元可通过安装件80组装到移动底盘上。可选地，安装件80可以是但不限于交叉滚子轴承，安装操作简单，且具备优良且顺滑的旋转自由度，使移动底盘具备灵活的转向能力。

此外，所述轮系单元还包括联动杆90，所述联动杆90设置于所述支座10的侧面。前排的两个轮系单元之间的联动杆90相互连接固定，后排的两个联动杆90相互连接固定，通过拉动各联动杆90并借助交叉滚子轴承能够实现移动底盘的零转向半径再低转弯以及全方位移动需求，大大提升建筑机器人的机动能力。

需要说明的是，为避免转向驱动时受到刚性扭矩过大而发生形变甚至折断，联动杆90上设计有能在一定角度内旋转的转动关节，并且每排两个联动杆90也通过转动连接件连接固定。可选地，该转动连接件可以是联轴器、万向节等。

请继续参阅图1至图3，为本申请一实施例展示的轮系单元的装配结构图，其中锁止机构包括：支座10、摆架20、弹性减震组件30及锁止开关40。所述摆架20转动设置于所述支座10上；所述弹性减震组件30的一端设置于所述支座10上，所述弹性减震组件30的另一端设置于所述摆架20上；所述锁止开关40设置于所述支座10上并用于锁定或释放所述摆架20。

综上，实施本申请技术方案将具有如下有益效果：上述方案的锁止机构用于与移动轮60组装并应用安装到建筑机器人的移动底盘上，使建筑机器人行走时具备良好的浮动缓冲减震能力，使建筑机器人作业时保持位姿固定，保证加工精度。具体而言，建筑机器人行走时，锁止开关40处于开启状态，此时摆架20不受到锁止开关40的锁紧而能够相对摆架20自由摆转，如此，当行走在凹凸不平的坑洼地面上时，弹性减震组件30通过自身伸缩上下浮动可起到良好的减振缓冲作用，保证建筑机器人的通过能力和自身结构安全，此时摆架20跟随弹性减震组件30的伸缩上下浮动而上下摆转。但当建筑机器人抵到施工地点并进行施工作业时，锁止开关40随即关闭，此时锁止开关40可将摆架20锁定在当前位置，摆架20无法相对支座10自由摆转，如此一来，摆架20便能够限制弹性减震组件30进行伸缩上下浮动，即限制移动底盘上的上装执行设备发生上下浮动，可保证上装执行设备位姿稳定，确保加工精度和施工质量。

一实施例中，所述锁止开关40为电磁开关。电磁开关与建筑机器人的电控箱连接，通电时电磁开关处于解锁状态，此时摆动件不被约束而能够跟随弹簧减振组件上下浮动；断电时电磁开关处于锁紧状态，摆动件便不再能够进行上下浮动而保持断电瞬间的位姿状态，此时移动轮60只要抱闸，整个轮系单元便会处于锁定状态，保证移动底盘稳定和上装执行设备加工精度。通过电磁开关的电控锁定或解锁方式，响应速度快、可靠性高。

请继续参阅图1和图3，在本方案中，所述支座10设有凹部，例如支座10可以是L型板体结构，L型板体的凹面形成为该凹部。所述摆架20为U型，所述摆架20布置于所述凹部的相对侧，所述摆架20的两端分别通过销轴铰接于所述支座10上，此时所述摆架20与所述凹部之间间隔形成用于容置移动轮60的容置空间50。所述摆架20的相对两侧壁分别开设有用于安装所述移动轮60的安装孔。如此，移动轮60可充分利用支座10和摆架20的结构特点，直接插置在容置空间50中，利于实现轮系单元紧凑化和小型化设计，减少占用空间。移动轮60的轮轴可通过轴承插装在两侧的安装孔内并保证转动顺滑，安装结构简单，装拆方便。此外，移动轮60被约束在摆架20内部，能够更好适应坑洼地形并与摆架20一同上下摆动，而由于驱动电机70也是安装在摆架20上的，因而驱动电机70也会跟随摆架20上下摆动，不会造成驱动电机70与移动轮相互靠近或远离，影响驱动电机70的动力传输至移动轮60上。

请继续参阅图1和图3，此外，本方案中，所述弹性减震组件30包括相互滑动组装的伸缩座31和伸缩杆32，及套装于所述伸缩座31和所述伸缩杆32外部的减震弹簧33，所述伸缩座31远离所述伸缩杆32的端部铰接于所述支座10上，所述伸缩杆32远离所述伸缩座31的端部铰接于所述摆架20上，所述伸缩座31的外壁凸设有第一挡板34，所述伸缩杆32的外壁凸设有第二挡板35，所述减震弹簧的两端分别抵接所述第一挡板34和第二挡板35。如此，当行经坑洼路面时，受地形环境影响减震弹簧33会发生伸缩形变浮动，相应的移动轮60和摆架20跟随发生上下摆动(浮动)，此时第一挡板34、第二挡板35、伸缩座31和伸缩杆32能够很好的限制减震弹簧33各个方向的自由度，保证减震弹簧33稳定工作不发生卡死；而随着减震弹簧33伸缩变形，伸缩杆32也与伸缩座31发生伸缩移动，可很好的适配减震弹簧33的运动。

请继续参阅图3，进一步地，所述减震弹簧33与竖直方向呈夹角布置，具体的减震弹簧33朝远离电磁开关的方向倾斜。该倾斜布置方式可以更好的适配摆架20的旋转摆动，即实现减震弹簧33的伸缩形变与摆架20的摆动轨迹相切，使减震弹簧33能够发挥更好的减震缓冲效能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种锁止机构，其特征在于，包括：

支座；

摆架，所述摆架转动设置于所述支座上；

弹性减震组件，所述弹性减震组件的一端设置于所述支座上，所述弹性减震组件的另一端设置于所述摆架上；及

锁止开关，所述锁止开关设置于所述支座上并用于锁定或释放所述摆架。

2.根据权利要求1所述的锁止机构，其特征在于，所述支座设有凹部，所述摆架布置于所述凹部的相对侧，且所述摆架与所述凹部之间间隔形成用于容置移动轮的容置空间。

3.根据权利要求2所述的锁止机构，其特征在于，所述摆架为U型，所述摆架的两端分别通过销轴铰接于所述支座上，所述摆架的相对两侧壁分别开设有用于安装所述移动轮的安装孔。

4.根据权利要求1所述的锁止机构，其特征在于，所述锁止开关为电磁开关。

5.根据权利要求1至4任一项所述的锁止机构，其特征在于，所述弹性减震组件包括相互滑动组装的伸缩座和伸缩杆，及套装于所述伸缩座和所述伸缩杆外部的减震弹簧，所述伸缩座远离所述伸缩杆的端部铰接于所述支座上，所述伸缩杆远离所述伸缩座的端部铰接于所述摆架上，所述伸缩座的外壁凸设有第一挡板，所述伸缩杆的外壁凸设有第二挡板，所述减震弹簧的两端分别抵接所述第一挡板和第二挡板，且所述减震弹簧与竖直方向呈夹角布置。

6.一种转向轮系装置，其特征在于，包括至少三个轮系单元，所述轮系单元包括移动轮、驱动电机和如上述权利要求1至5任一项所述的锁止机构，所述移动轮设置于所述摆架上，所述驱动电机设置于所述摆架的侧部并与所述移动轮驱动连接。

7.根据权利要求6所述的转向轮系装置，其特征在于，所述轮系单元还包括安装件，所述安装件设置于所述支座的顶面。

8.根据权利要求7所述的转向轮系装置，其特征在于，所述轮系单元还包括联动杆，所述联动杆设置于所述支座的侧面。

9.一种移动底盘，其特征在于，包括如上述权利要求6至8任一项所述的转向轮系装置。

10.一种建筑机器人，其特征在于，包括如上述权利要求9所述的移动底盘。

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