CN213413433U - 一种机器人用悬架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人底盘悬架技术领域，具体涉及一种机器人用悬架，包括：底座、减震器、上摆臂、下摆臂、摆臂支架、稳定连杆、万向节传动轴、上球头和下球头；减震器底端与底座铰接，上端自由；上球头位于摆臂支架上方，并与摆臂支架固定连接；下球头位于摆臂支架下方，并与摆臂支架固定连接；上摆臂一端与上球头固定连接；下摆臂一端与下球头固定连接；万向节传动轴位于摆臂支架上部分的下方，且位于摆臂支架下部分的上方；摆臂支架内部设有传动轴，万向节传动轴一端与传动轴固定连接；稳定连杆位于摆臂支架侧方，稳定连杆一端与摆臂支架铰接。本实用新型解决了现有技术结构复杂，生产、安装难度大的技术问题。

Description

一种机器人用悬架

技术领域

本实用新型涉及机器人底盘悬架技术领域，具体涉及一种机器人用悬架。

背景技术

轮式机器人在运行过程中，如果在不平的路面或者崎岖的路面运行，颠簸的路面会引起机器人的抖动，机器人抖动则会影响搭载在机器人上的各种传感器的工作性能或输出效果。此外，频繁的冲击载荷对电机、机器人本体、机器人搭载的精密仪器等的使用寿命也会产生不利影响。

因此，为了降低路面状况对机器人平稳运行的影响，需使用一种悬架结构来连接机器人底盘与机器人轮子，以提高机器人运行时应对复杂路面的平稳性。比如，文件CN104085266A公开了一种用于四轮移动机器人底盘的悬架，包括：至少一对弹性支撑装置及连接该弹性支撑装置的连接组件，弹性支撑装置包括上连杆、下连杆、第一行程限位结构、压缩弹簧，连接组件包括第二行程限位结构和至少一个拉伸弹簧，悬架安装在四轮移动机器人的车架与车桥之间，用于传递作用在车轮与车架之间的力和力扭。

现有技术中，采用三自由度弹性并联机构可以减轻在不平扭曲路面上行驶时的侧倾，分散了在颠簸、震动状态时冲击力的集中，并减轻了扭转负荷，从而提高了车轮与地面的附着性和行驶平顺性。但是，结构复杂，生产、安装的难度大，四个轮子的悬挂零件也不具有互换性。

实用新型内容

本实用新型提供一种机器人用悬架，解决了现有技术结构复杂，生产、安装的难度大，四个轮子的悬挂零件也不具有互换性的技术问题。

本实用新型提供的基础方案为：一种机器人用悬架，包括：底座、减震器、上摆臂、下摆臂、摆臂支架、稳定连杆、万向节传动轴、上球头和下球头；

减震器底端与底座铰接，上端自由；上球头位于摆臂支架上方，并与摆臂支架固定连接；下球头位于摆臂支架下方，并与摆臂支架固定连接；摆臂支架的形状为L形，上部分为水平段，下部分为竖直段，竖直段的宽度从上到下逐渐增大；上摆臂一端与上球头固定连接，另一端自由；下摆臂一端与下球头固定连接，另一端自由；万向节传动轴位于摆臂支架上部分的下方，且位于摆臂支架下部分的上方；摆臂支架内部设有传动轴，万向节传动轴一端与传动轴固定连接，另一端自由；稳定连杆位于摆臂支架侧方，稳定连杆一端与摆臂支架铰接，另一端自由。

本实用新型的工作原理及优点在于：当机器人在运行过程中经过不平的路面或者崎岖的路面时，颠簸的路面会引起机器人的抖动，减震器可以降低冲击载荷；而摆臂支架、上摆臂、下摆臂是为悬架提供上下浮动的连接机构，可以通过调节上摆臂、下摆臂的球头位置来调节轮子的垂直倾角；稳定连杆连接摆臂支架与机器人底盘，可以保证轮子与底盘侧壁的平行；万向节传动轴将电机输出力矩传递到轮子的同时，能够避免轮子的冲击载荷直接添加到电机上，从而提高电机的使用寿命。可见，悬架的结构简单，同时具有互换性，这可以有效地降低备件生产成本；上摆臂、下摆臂和稳定连杆通过相对运动可调整长度，便于实现四个轮子的矫正工作；采用万向节传动轴，降低了电机所承受的冲击载荷，提高了电机使用寿命。

本实用新型结构简单、具有互换性，同时便于实现四个轮子的矫正工作，解决了现有技术结构复杂，生产、安装难度大，四个轮子的悬挂零件也不具有互换性的技术问题。

进一步，还包括安装板，安装板的形状为J形板，左部分水平，右部分向下倾斜一定角度；安装板上开设有安装孔，安装板位于底座左侧，与底座铰接。

有益效果在于：通过这样的设计，将安装板固定到车架上，既可以为底座提供必要的支撑，铰接的结构又有利于缓冲底座的运动。

进一步，还包括第一安装块，第一安装块为凹字形，第一安装块上开设有安装孔，第一安装块与减震器的自由端铰接。

有益效果在于：通过这样的设计，便于将减震器的自由端安装到车架，同时也有利于缓冲减震器的运动。

进一步，还包括第二安装块，第二安装块为凹字形，第二安装块上开设有安装孔，第二安装块与上摆臂的自由端铰接。

有益效果在于：通过这样的设计，便于将上摆臂的自由端安装到车架，同时也有利于缓冲上摆臂的运动。

进一步，还包括第三安装块，第三安装块为T字形，第三安装块上开设有安装孔，第三安装块与稳定连杆的自由端铰接。

有益效果在于：通过这样的设计，稳定连杆连接摆臂支架与机器人底盘可保证轮子与底盘侧壁平行。

进一步，还包括螺栓，螺栓贯穿摆臂支架，并与万向节传动轴固定连接。

有益效果在于：通过这样的设计，用螺栓将万向节传动轴固定在摆臂支架上，便于安装拆卸。

进一步，还包括法兰，法兰上开设有安装孔，法兰位于摆臂支架的右方，与螺栓同轴，并与摆臂支架固定连接。

有益效果在于：通过这样的设计，便于安装轮胎，同时确保轮子与底盘侧壁平行。

进一步，还包括垫片，垫片位于螺栓与法兰之间。

有益效果在于：通过这样的设计，在螺栓与法兰之间放置垫片，有利于缓冲应力，避免零部件损伤。

进一步，垫片由黄铜制成。

有益效果在于：通过这样的设计，有利于缓冲螺栓与法兰之间受到压力。

进一步，减震器由减震弹簧、液压阻尼器两部分组成。

有益效果在于：通过这样的设计，弹簧部分可以降低冲击载荷，阻尼器可用来控制弹簧的振幅，从而便于提高运行平稳性。

附图说明

图1为本实用新型一种机器人用悬架实施例的空间结构示意图。

图2为本实用新型一种机器人用悬架实施例的结构俯视图。

图3为本实用新型一种机器人用悬架实施例的结构侧视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座1、减震器2、上摆臂3、下摆臂4、摆臂支架5、稳定连杆6、万向节传动轴7、上球头8、下球头9、安装板10、第一安装块11、第二安装块12、第三安装块13、法兰14、螺栓15和垫片16。

实施例1

本实用新型一种机器人用悬架实施例基本如附图1、附图2和附图3所示，包括底座1、减震器2、上摆臂3、下摆臂4、摆臂支架5、稳定连杆6、万向节传动轴7、上球头8、下球头9、安装板10、第一安装块11、第二安装块12、第三安装块13、法兰14、螺栓15和垫片16。

安装板10的形状为J形板，左部分水平，右部分向下倾斜一定角度，本实施例中右部分向下倾斜15度。安装板10上加工有安装孔，通过安装孔用螺栓将安装板10固定在车架上；安装板10位于底座1的左侧，并与底座1铰接。减震器2底端铰接在底座1上，减震器2上端自由，与第一安装块11铰接；第一安装块11为凹字形，第一安装块11上加工有安装孔，通过安装孔用螺栓将第一安装块11固定在车架上。

上球头8位于摆臂支架5上方，并通过螺丝固定在摆臂支架5上；下球头9位于摆臂支架5下方，并通过螺丝固定在摆臂支架5上。摆臂支架5的形状为L形，上部分为水平段，下部分为竖直段，竖直段的宽度从上到下逐渐增大。上摆臂3一端与上球头8固定连接，也即将上摆臂3一端的凸球放入到上球头8的球碗中，另一端与第二安装块12铰接；第二安装块12为凹字形，第二安装块12上加工有安装孔，通过安装孔用螺栓将第二安装块12固定在车架上。下摆臂4一端与下球头9固定连接，也即将下摆臂4一端的凸球放入下球头9的球碗中。

万向节传动轴7位于摆臂支架5上部分的下方，且位于摆臂支架5下部分的上方；摆臂支架5内部还有一根传动轴，万向节传动轴7一端与传动轴固定连接，万向节传动轴7另一端连接电机。法兰14位于摆臂支架5的右方，与螺栓15同轴；垫片16由黄铜制成，垫片16位于螺栓15与法兰14之间；也即，螺栓15将法兰14与传动轴连接起来，法兰14上开设有安装孔，通过螺栓将轮胎安装到法兰14上。通过这样的设计，可将万向节传动轴7传递过来的动力输出到轮子上。

稳定连杆6位于摆臂支架5的侧方，稳定连杆6一端与摆臂支架5铰接，另一端与第三安装块13铰接，第三安装块13为T字形，第三安装块13上开设有安装孔，通过安装孔用螺栓将第三安装块13固定在车架上。

具体实施过程如下：

当机器人在运行过程中经过不平的路面或者崎岖的路面时，颠簸的路面会引起机器人的抖动，减震器2可以降低冲击载荷；而摆臂支架5、上摆臂3、下摆臂4是为悬架提供上下浮动的连接机构，可以通过调节上摆臂3、下摆臂4对应的上球头8、下球头9的位置来调节轮子的垂直倾角；稳定连杆6连接摆臂支架5与机器人底盘，可以保证轮子与底盘侧壁的平行；万向节传动轴7将电机输出力矩传递到轮子的同时，能够避免轮子的冲击载荷直接添加到电机上，从而提高电机的使用寿命。

实施例2

与实施例1不同之处仅在于，减震器由减震弹簧、液压阻尼器两部分组成。这样，弹簧部分可以降低冲击载荷，阻尼器可用来控制弹簧的振幅，从而提高运行平稳性。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种机器人用悬架，其特征在于，包括：底座、减震器、上摆臂、下摆臂、摆臂支架、稳定连杆、万向节传动轴、上球头和下球头；减震器底端与底座铰接，上端自由；上球头位于摆臂支架上方，并与摆臂支架固定连接；下球头位于摆臂支架下方，并与摆臂支架固定连接；摆臂支架的形状为L形，上部分为水平段，下部分为竖直段，竖直段的宽度从上到下逐渐增大；上摆臂一端与上球头固定连接，另一端自由；下摆臂一端与下球头固定连接，另一端自由；万向节传动轴位于摆臂支架上部分的下方，且位于摆臂支架下部分的上方；摆臂支架内部设有传动轴，万向节传动轴一端与传动轴固定连接，另一端自由；稳定连杆位于摆臂支架侧方，稳定连杆一端与摆臂支架铰接，另一端自由。

2.如权利要求1所述的一种机器人用悬架，其特征在于，还包括安装板，安装板的形状为J形板，左部分水平，右部分向下倾斜一定角度；安装板上开设有安装孔，安装板位于底座左侧，与底座铰接。

3.如权利要求2所述的一种机器人用悬架，其特征在于，还包括第一安装块，第一安装块为凹字形，第一安装块上开设有安装孔，第一安装块与减震器的自由端铰接。

4.如权利要求3所述的一种机器人用悬架，其特征在于，还包括第二安装块，第二安装块为凹字形，第二安装块上开设有安装孔，第二安装块与上摆臂的自由端铰接。

5.如权利要求4所述的一种机器人用悬架，其特征在于，还包括第三安装块，第三安装块为T字形，第三安装块上开设有安装孔，第三安装块与稳定连杆的自由端铰接。

6.如权利要求5所述的一种机器人用悬架，其特征在于，还包括螺栓，螺栓贯穿摆臂支架，并与万向节传动轴固定连接。

7.如权利要求6所述的一种机器人用悬架，其特征在于，还包括法兰，法兰上开设有安装孔，法兰位于摆臂支架的右方，与螺栓同轴，并与摆臂支架固定连接。

8.如权利要求7所述的一种机器人用悬架，其特征在于，还包括垫片，垫片位于螺栓与法兰之间。

9.如权利要求8所述的一种机器人用悬架，其特征在于，垫片由黄铜制成。

10.如权利要求9所述的一种机器人用悬架，其特征在于，减震器由减震弹簧、液压阻尼器两部分组成。

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