CN215153761U - 一种悬挂减振装置、底盘及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种悬挂减振装置、底盘及机器人，悬挂减振装置包括支撑件、安装件以及减振组件。支撑件包括车轮连接部以及与其连接的竖直部；车轮连接部用于与车轮连接，竖直部位于车轮连接部背离车轮的一侧；安装件包括底座连接部以及与底座连接部连接的斜撑部；斜撑部与竖直部相对而置并朝竖直部倾斜；安装件还包括多个支撑件连接部；每个支撑件连接部的两端分别与斜撑部及竖直部铰接；减振组件一端与支撑件铰接，另一端与安装件铰接。通过支撑件及安装件的结构使得减振组件位于背离车轮的一侧，提升了车轮的越障能力；采用支撑件与安装件形成多连杆机构，使减振组件和车轮的轴线位于不同的位置，车轮的力臂大于减振组件的力臂，提升了减振效果。

Description

一种悬挂减振装置、底盘及机器人

技术领域

本申请涉及底盘技术领域，尤其涉及一种悬挂减振装置、底盘及机器人。

背景技术

随着科技的发展，可移动机器人被用于各种领域，例如服务业、生产业、建筑业等。现有技术方案中，可移动机器人的底盘具备一个重要的机构是悬挂减振装置，悬挂减振装置可以减少可移动机器人在移动过程中的振动，现有的悬挂减振装置使用直线轴承式，越障能力和减振效果较差。

实用新型内容

本申请提供一种悬挂减振装置、底盘及机器人，用于便于提高机器人的越障能力以及减振效果。

本申请提供了一种悬挂减振装置，该悬挂减振装置包括：支撑件、安装件以及减振组件，其中：

所述支撑件包括车轮连接部以及与所述车轮连接部连接的竖直部；所述支撑件的车轮连接部用于与车轮连接，所述支撑件的竖直部位于所述车轮连接部背离所述车轮的一侧；

所述安装件包括底座连接部以及与所述底座连接部连接的斜撑部；所述安装件的斜撑部与所述支撑件的竖直部相对而置，且所述斜撑部的倾斜方向朝向所述竖直部；

所述安装件还包括多个支撑件连接部；每个支撑件连接部的一端与所述安装件的斜撑部铰接，另一端与所述支撑件的竖直部铰接；

所述减振组件一端与所述支撑件铰接，另一端与所述安装件铰接。

第二方面，提供了一种底盘，该底盘包括底座以及至少一个上述任一项所述的悬挂减振装置，其中：

所述悬挂减振装置的安装件的底座连接部与所述底座固定连接。

第三方面，提供了一种机器人，该机器人包括上述任一项所述的底盘。

在上述技术方案中，通过支撑件及安装件的结构使得减振组件位于背离车轮的一侧，提升了车轮的越障能力，另外，采用支撑件与安装件形成多连杆机构，使得减振组件和车轮的轴线位于不同的位置，车轮的力臂大于减振组件的力臂，提升了减振效果。

附图说明

图1为本申请实施例提供的底盘的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的悬挂减振装置的立体图；

图3为本申请实施例提供的悬挂减振装置的侧视图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

参考图1，图1示出了本申请实施例提供的底盘100的结构示意图。底盘100可以但不限于为机器人底盘，底盘100包括底座30以及至少一个悬挂减振装置10。为方便理解本申请实施例提供的底盘100的结构，建立了XYZ坐标系。其中，X方向为底盘100的纵向方向，也为底座30的纵向方向；Y方向为底盘100的横向方向，也为底座30的横向方向；Z方向为底盘100的高度方向。

底盘100包含有多个车轮20，车轮20的数量可以为单数，例如3轮、5轮，也可以为双数，例如4轮、6轮。在本申请的一个具体实施例中，车轮20的数量可以为双数且车轮成对设置，其中沿底座30的Y方向排布的两个车轮20组成一对车轮，多对车轮20沿底座30的X方向排列。

在车轮20与底座30连接时，可以通过悬挂减振装置10与底座30连接。需要说明的是，可以是底盘100的每个车轮20均通过一个悬挂减振装置10与底座30连接，也可以是底盘100的部分车轮20通过悬挂减振装置10与底座30连接。

继续参考图1，在通过悬挂减振装置10将车轮20与底座30连接时，悬挂减振装置10与车轮20位于底座30的不同侧。悬挂减振装置10与车轮20沿Z向排列，其中，车轮20位于底座30的下方(靠近地面的一侧)，悬挂减振装置10位于底座30的上方(远离地面的一侧)。在采用上述结构时，可以使得底座30更靠近地面，降低底座30高度，提高底座30的稳定性。

另外，为使得底盘100的结构更加紧凑，在设置底座30时，底座30上设置有与悬挂减振装置10配合的缺口(图中未标示，可参考悬挂减振装置10所在的位置)，缺口与悬挂减振装置10一一对应，每个悬挂减振装置10一一对应设置在缺口内，从而使得悬挂减振装置10在XY平面没有外凸在底座30外的结构，整个底盘100结构更加紧凑。

本申请实施例提供的悬挂减振装置10包括支撑件11、安装件13以及减振组件12。其中，支撑件11用于与车轮20连接，安装件13用于与底座30连接，而减振组件12用于将支撑件11与安装件13连接，并用于提供减振效果。参考图1中所示，在悬挂减振装置10与底座30连接时，每个悬挂减振装置10的支撑件11、减振组件12及安装件13沿底座30的X方向排列。

继续参考图1，为增强安装件13与底座30连接时的可靠性，底盘100还包括加固件40，该加固件40的一端与底座30固定连接，另一端与安装件13固定连接，以通过加固件40增强安装件13与底座30之间连接的可靠性。示例性的，加固件40为两个，且两个加固件40分列在安装件13的两侧。由图1可看出，两个加固件40沿Y方向分列在安装件13的两侧，且与安装件13顶端(远离底座30的一端)固定连接，以增强安装件13与底座30连接的可靠性。

为方便理解本申请实施例提供的悬挂减振装置10，结合图2和图3对其进行说明。为方便描述，在图2和图3中沿用了在图1中建立的坐标系。

首先参考图2，悬挂减振装置10包括支撑件11、安装件13以及减振组件12。支撑件11、减振组件12和安装件13沿X方向排列，结合图1所示的结构，在悬挂减振装置10设置在底座30上时，支撑件11及安装件13位于底座30的缺口内。

支撑件11作为车轮20与悬挂减振装置10连接的连接件，支撑件11包括车轮连接部111以及与车轮连接部111连接的竖直部112，支撑件11可以为一个L型结构，L型结构的水平部作为车轮连接部111用于与车轮20连接。一并参考图3，车轮连接部111位于XY平面，且车轮连接部111的长度方向沿X方向；竖直部112位于YZ平面，且竖直部112位于车轮连接部111背离车轮20的一侧，在将悬挂减振装置10固定在底座30上时，竖直部112位于底座30背离车轮20的一侧。

在支撑件11与车轮20连接时，悬挂减振装置10还包括带动车轮20转动的转向组件，该转向组件用于控制车轮20转向。示例性的，转向组件包括固定在支撑件11的转向电机14，以及与转向电机14通过皮带17连接的带轮16，该带轮16与支撑件11转动连接，带轮16同轴连接有支撑轴18，该支撑轴18与轮毂电机21固定连接，轮毂电机21用于驱动车轮20运动。

在设置时，支撑件11的车轮连接部111设置有用于支撑转向电机14的电机支架15，电机支架15位于支撑件11背离车轮20的一侧，且电机支架15位于支撑件11的车轮连接部111远离其竖直部112的一端。

电机支架15为倒置的L型结构，电机支架15的竖直部(图中未标示)与支撑件11的车轮连接部111固定连接，电机支架15的水平部(图中未标示)平行于支撑件11的车轮连接部111。旋转电机14倒置固定在电机支架15的水平部，具体可通过螺纹连接件(螺栓或螺钉)连接。旋转电机14的输出轴穿过电机支架15的水平部，且旋转电机14的输出轴设置有小带轮(图中未示出)；带轮16与旋转电机14沿X方向排列，即小带轮与带轮16之间沿X方向排列，使得皮带17也沿X方向排列。采用旋转电机14倒置的方式，使得皮带17靠近支撑件11的车轮连接部111，且皮带17的外边沿位于支撑件11的车轮连接部111的范围内，避免皮带17受到其他的碰撞，提高安全性。

在底盘100行驶时，可通过旋转电机14进行转向。示例性的，在底盘100沿X方向行驶时，旋转电机14带动带轮16，带轮16带动车轮20转向使车轮20沿X方向，底盘100即可沿X方向运动；在底盘100沿Y方向行驶时，旋转电机14带动带轮16，带轮16带动车轮20转向使车轮20沿Y方向。

安装件13作为悬挂减振装置10与底座30连接的连接件，安装件13包括底座连接部132以及与底座连接部132连接的斜撑部131。其中，底座连接部132用于与底座30固定连接，在具体连接时，底座连接部132可通过螺纹连接件与底座30固定连接。示例性的，底座连接部132与底座30之间通过螺栓或者螺钉固定连接。

斜撑部131用于与支撑件11以及减振组件12配合。斜撑部131与底座连接部132呈大于九十度的夹角，在XYZ坐标系中，斜撑部131的倾斜方向朝向支撑件11，并与支撑件11的竖直部112相对而置。斜撑部131与竖直部112之间留有用于容纳减振组件12的空间。一并参考图1，在通过加固件40增强安装件13稳定性时，加固件40的一端与底座30固定连接，另一端与斜撑部131顶端(远离底座连接部132的一端)固定连接。

安装件13还包括多个支撑件连接部，用于连接支撑件11，具体用于将安装件13的斜撑部131与支撑件11的竖直部112连接。其中，每个支撑件连接部的一端与斜撑部131铰接，另一端与竖直部112铰接，从而使得支撑件11和安装件13之间在Z方向实现相对运动。

示例性的，在图2中示例出了两个支撑件连接部，其中，一个支撑件连接部为H型连接板134；H型连接板134的一端与竖直部112铰接，另一端与斜撑部131铰接。其中，H型连接板134的两端指代的是H型连接板134的两个竖杆，两个竖杆的同一端位于斜撑部131的两侧，并通过转轴与斜撑部131铰接，两个竖杆的另一端位于竖直部112的两侧，并通过转轴与竖直部112铰接。H型连接板132的横杆用于将两个竖杆连接，以保证该H型连接板132的两个竖杆的同步性。另外，H型连接板132上预留用于减振组件12穿过的空间。另一个支撑件连接部包括两个连接杆133，两个连接杆133的同一端位于斜撑部131的两侧，并通过转轴与斜撑部131铰接，两个连接杆133的另一端位于竖直部112的两侧，并通过转轴与竖直部112铰接。

应理解，虽然在图2中示例出了两个支撑件连接部，但是在本申请实施例中并不具体限定支撑件连接部的个数，支撑件连接部可为两个、三个、四个等不同个数。且在支撑件连接部为多个时，在多个支撑件连接部中应至少一个为上述的H型连接板132，以保证支撑件11与安装件13之间连接的稳定性。

在设置减振组件12时，减振组件12位于竖直部112与斜撑部131之间的空间。在减振组件12分别与支撑件11和安装件13连接时，减振组件12的一端与支撑件11铰接，另一端与安装件13铰接，用于在车轮20出现颠簸，支撑件11和安装件13在Z方向相对运动时，提供减振效果。

示例性的，减振组件12一端与竖直部112的底端(靠近车轮连接部111的一端)铰接，另一端与斜撑部131的顶端(远离底座连接部132的一端)铰接。

示例性的，减振组件12一端与车轮连接部111铰接，另一端与斜撑部131的顶端(远离底座连接部132的一端)铰接。

示例性的，减振组件12包括减振器121，减振器121一端与支撑件11铰接，另一端与安装件13铰接，在车轮20出现颠簸时，支撑件11和安装件13在Z方向相对运动，减振器121被压缩，以提供减振效果。

作为一个可选的方案，减振组件12还包括套装在减振器121的弹簧122，弹簧122的两端分别抵压在减振器121的两端。底盘100越障一定高度时，瞬间受到一定的冲击力，引起弹簧122的形变，弹簧122刚度系数小，弹簧122容易发生形变，因此通过减振器121的阻尼加上弹簧122自身的阻尼，使得底座30快速稳定下来，从而帮助越障和减振。

结合上述结构可看出，在底盘100进行越障时，车轮20和减振组件12都是绕着铰链转轴(支撑件11与安装件13之间铰接的转轴)旋转。示例型的，参考图3，在底盘100沿X方向行驶时，支撑件11、减振组件12、安装件13之间沿X方向排列，其中，车轮20的力臂为d1，减振组件12的力臂为d2，由图3可看出，d1远远大于d2，示例性的，车轮20的力臂d1可以为减振组件12的力臂d2的两倍长度。在越障时，轮毂电机先越障，需要克服的质量积分量相对少一些，所以在沿X方向行驶时，底盘100的越障能力更强；然后因为车轮20先越障，底座30主体后越障，因此悬挂减振装置可抵消了部分底座30上升的高度，所以减振效果更好。在底盘100沿Y方向行驶时，由于支撑件11、减振组件12、安装件13之间沿X方向排列，因此轮毂电机和减振组件12同时越障，相当于是以后轮为支点进行越障，需要克服的质量积分量更多。

通过上述描述可看出，本申请实施例提供的悬挂减振装置通过支撑件11及安装件13的结构使得减振组件12位于背离车轮20的一侧，提升了车轮20的越障能力，另外，采用支撑件11与安装件13形成多连杆机构，使得减振组件12和车轮20的轴线位于不同的位置，车轮20的力臂大于减振组件12的力臂，提升了减振效果。

本申请实施例还提供了一种机器人，该机器人包括上述任一项的底盘100。该机器人具体可以为服务机器人，也可以为递送机器人，在此不做具体限定。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种悬挂减振装置，其特征在于，包括：支撑件、安装件以及减振组件，其中：

所述支撑件包括车轮连接部以及与所述车轮连接部连接的竖直部；所述支撑件的车轮连接部用于与车轮连接，所述支撑件的竖直部位于所述车轮连接部背离所述车轮的一侧；

所述安装件包括底座连接部以及与所述底座连接部连接的斜撑部；所述安装件的斜撑部与所述支撑件的竖直部相对而置，且所述斜撑部的倾斜方向朝向所述竖直部；

所述安装件还包括多个支撑件连接部；每个支撑件连接部的一端与所述安装件的斜撑部铰接，另一端与所述支撑件的竖直部铰接；

所述减振组件一端与所述支撑件铰接，另一端与所述安装件铰接。

2.如权利要求1所述的悬挂减振装置，其特征在于，所述多个支撑件连接部中至少一个支撑件连接部为H型连接板。

3.如权利要求1所述的悬挂减振装置，其特征在于，所述减振组件一端与所述支撑件的竖直部的底端铰接，另一端与所述安装件的斜撑部的顶端铰接。

4.如权利要求1～3任一项所述的悬挂减振装置，其特征在于，所述减振组件包括减振器以及套装在所述减振器的弹簧，所述弹簧的两端分别抵压在所述减振器的两端；所述减振器一端与所述支撑件铰接，另一端与所述安装件铰接。

5.一种底盘，其特征在于，包括底座以及至少一个如权利要求1～4任一项所述的悬挂减振装置，其中：

所述悬挂减振装置的安装件的底座连接部与所述底座固定连接。

6.如权利要求5所述的底盘，其特征在于，所述底座上设置有容纳所述悬挂减振装置的支撑件及安装件的缺口。

7.如权利要求6所述的底盘，其特征在于，每个悬挂减振装置的支撑件及安装件沿所述底座的纵向方向排列。

8.如权利要求5所述的底盘，其特征在于，还包括加固件，所述加固件的一端与所述底座固定连接，另一端与所述悬挂减振装置的安装件的斜撑部的顶端固定连接。

9.如权利要求8所述的底盘，其特征在于，所述加固件为两个，且两个加固件分列在所述斜撑部的两侧。

10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求5～9任一项所述的底盘。

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