CN216833103U - 一种机器人底盘悬挂系统及具有其的送餐机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及了一种机器人底盘悬挂系统及具有其的送餐机器人。该机器人底盘悬挂系统包括集成底板、设置于集成底板的驱动轮悬挂组件和万向轮悬挂组件；驱动轮悬挂组件设置有第一减震机构，第一减震机构包括一竖向设置的压簧、一横向设置的摆杆，摆杆的一端铰接于集成底板，另一端抵接于压簧的下端；轮毂电机的轮轴以与摆杆横向垂直的角度抵靠于摆杆的下侧面；万向轮悬挂组件设置有第二减震机构，第二减震机构能够通过挤压一竖向设置的缓冲弹簧来吸收机器人运动中的震动。该送餐机器人底盘悬挂系统中的第一减震机构和第二减震机构协同作用，吸收机器人运动中的震动，可以更好地保持机器人底盘的稳定性。

Description

一种机器人底盘悬挂系统及具有其的送餐机器人

技术领域

本实用新型属于送餐机器人技术领域，具体涉及了一种机器人底盘悬挂系统及具有其的送餐机器人。

背景技术

在餐厅、酒店、KTV等室内运行环境下，移动式机器人在运行时面临着以高频、低幅为主要形式的震动工况的危害，严重影响了机器人的服务体验，现有的机器人底盘悬挂系统仅设置有连接于主动轮或从动轮的一个减震机构，稳定性差，遇到震动工况时，送餐机器人餐盘中的食物容易发生晃动甚至溢洒。

实用新型内容

本实用新型提供了一种机器人底盘悬挂系统，以缓解现有的机器人底盘悬挂系统仅有一个减震机构，稳定性较差、在不平稳的地面时容易晃动的问题。

为了缓解上述技术问题，本实用新型提供的技术方案在于：

一种机器人底盘悬挂系统包括集成底板、设置于集成底板的驱动轮悬挂组件和万向轮悬挂组件；驱动轮悬挂组件设置有第一减震机构，第一减震机构包括一竖向设置的压簧、一横向设置的摆杆，摆杆的一端铰接于集成底板，另一端抵接于压簧的下端；轮毂电机的轮轴以与摆杆横向垂直的角度抵靠于摆杆的下侧面；万向轮悬挂组件设置有第二减震机构，第二减震机构能够通过挤压一竖向设置的缓冲弹簧来吸收机器人运动中的震动。

更进一步地，第一减震机构还包括罩设于压簧外部的弹簧限位框，弹簧限位框朝向摆杆的一侧开口。

更进一步地，第一减震机构还包括底板和设置于底板上的防撞胶垫，防撞胶垫位于轮轴的下方。

更进一步地，第二减震机构还包括套设于缓冲弹簧的导向柱、套设于导向柱并与导向柱滑动连接的导向滑套；万向轮设置于导向柱下方，导向柱顶部开口且正对导向滑套的内腔顶壁，导向柱在震动工况时沿缓冲弹簧的轴线方向运动。

更进一步地，导向滑套底部设置有横向延伸的环形壁体，位于环形壁体下方的导向柱的侧方设置有安装空间，安装空间内设置有缓冲垫组件。

更进一步地，缓冲垫组件包括第一缓冲垫和设置于第一缓冲垫下方的第二缓冲垫；第一缓冲垫设置为发泡橡胶垫，第二缓冲垫设置为普通橡胶垫。

更进一步地，导向柱包括上部本体和设置于上部本体下方的下部本体，且下部本体的外径小于上部本体的外径；环形壁体的底部固定连接有一限位圆环，限位圆环套装于下部本体，用于防止导向柱从导向滑套中脱落。

更进一步地，第二减震机构还包括防护壳体，防护壳体的下部延伸至与集成底板连接，防护壳体的上部延伸至连接于环形壁体的上表面。

更进一步地，导向柱和导向滑套均由具有自润滑特性的工程高强度塑料制成。

一种具有上述的机器人底盘悬挂系统的送餐机器人，还包含轮毂电机和万向轮，轮毂电机的数量为2个，左右对称设置；万向轮的数量为4个，分布对称设置于轮毂电机的前后侧。

本实用新型中机器人底盘悬挂系统的有益效果分析如下：

一种机器人底盘悬挂系统包括集成底板、设置于集成底板的驱动轮悬挂组件和万向轮悬挂组件；驱动轮悬挂组件设置有第一减震机构，第一减震机构包括一竖向设置的压簧、一横向设置的摆杆，摆杆的一端铰接于集成底板，另一端抵接于压簧的下端；轮毂电机的轮轴以与摆杆横向垂直的角度抵靠于摆杆的下侧面；万向轮悬挂组件设置有第二减震机构，第二减震机构能够通过挤压一竖向设置的缓冲弹簧来吸收机器人运动中的震动。

在运动过程中遇到震动工况时，轮毂电机的轮轴带动摆杆上下移动压簧上下移动，摆杆挤压或者拉伸压簧从而使压簧发生形变，压簧吸收震动从而大大减小了悬挂系统的集成底盘上下震动，万向轮悬挂组件通过第二减震机构纵向挤压竖向设置的缓冲弹簧以吸收机器人运动中的震动，第一减震机构和第二减震机构协同作用，可以更好地保持机器人底盘的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。

图1本实用新型实施方式提供的机器人底盘悬挂系统的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3本实用新型实施方式提供的机器人底盘悬挂系统的俯视图；

图4本实用新型实施方式提供的机器人底盘悬挂系统的左视图；

图5是图4中B-B处的剖视图；

图6本实用新型实施方式提供的万向轮悬挂组件的爆炸图。

附图标记：

100-集成底板；200-驱动轮悬挂组件；210-第一减震机构；211-支撑架；212-弹簧限位框；213-压簧；214-摆杆；215-防撞胶垫；220-轮毂电机；221-轮轴；230-底板；300-万向轮悬挂组件；310-第二减震机构；311-导向柱；312-导向滑套；312-1-环形壁体；313-缓冲弹簧；314-限位圆环；315-缓冲垫组件；315-1-第一缓冲垫；315-2-第二缓冲垫；320-万向轮；400-防护壳体。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。

在本实用新型的描述中，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。

实施例一

本实施例提供了一种送餐机器人底盘悬挂系统，请一并参考图1至图5，该送餐机器人底盘悬挂系统包括集成底板100、设置于集成底板100的驱动轮悬挂组件200和万向轮悬挂组件300，驱动轮悬挂组件200设置有第一减震机构210，第一减震机构210包括一竖向设置的压簧213、一横向设置的摆杆214，摆杆214的一端铰接于集成底板100，另一端抵接于压簧213的下端；轮毂电机220的轮轴221以与摆杆214横向垂直的角度抵靠于摆杆214的下侧面；万向轮悬挂组件300设置有第二减震机构310，第二减震机构310能够通过挤压一竖向设置的缓冲弹簧313来吸收机器人运动中的震动，第一减震机构210和第二减震机构310协同作用，可以更好地保持机器人底盘的稳定性。

在运动过程中遇到震动工况时，轮毂电机220的轮轴221带动第一减震机构210的摆杆214上下移动，摆杆214挤压或者拉伸压簧213从而使压簧213发生形变，压簧213吸收震动从而大大减小了悬挂系统的集成底盘100上下震动，万向轮悬挂组件300通过第二减震机构310纵向挤压竖向设置的缓冲弹簧313以吸收机器人运动中的震动，第一减震机构210和第二减震机构310协同作用，可以更好地保持机器人底盘的稳定性。

第一减震机构210还包括连接于摆杆214的支撑架211，摆杆214的一端铰接于支撑架211的顶部，摆杆214的另一端连接于压簧213的底部。

本实施例的可选方案中，第一减震机构210还包括罩设于压簧213外部的弹簧限位框212，弹簧限位框212的顶壁连接于压簧213的顶部，弹簧限位框212朝向摆杆214的一侧开口。弹簧限位框212对压簧213起到保护和限制压簧213仅能纵向运动。

本实施例的可选方案中，第一减震机构210还包括一底板230和设置于底板230上的防撞胶垫215，防撞胶垫215位于轮轴221的下方。第一减震机构210通过底板230固定于送餐机器人底盘悬挂系统的集成底板100上，防撞胶垫215一般是泡沫材料或橡胶材料，在震动工况中对轮轴221的碰撞起到良好的吸能缓冲效果，避免轮轴221和底板230的损伤。

关于第一减震机构210的工作原理，具体说明如下：

机器人在遇到下凹地面时，轮毂电机220通过轮轴221带动摆杆214向下运动，从而带动压簧213向下运动，压簧213在弹簧限位框212和轮轴221的作用下处于拉伸状态，压簧213的形变吸收了机器人的震动，同时，轮轴221向下运动至接触到防撞胶垫215时，防撞胶垫215能够起到吸能缓冲的效果，从而减小或者避免了机器人集成底盘100的震动，保证了底盘上餐盘不会发生晃动，避免了菜品的溢洒。

机器人在遇到障碍物时，轮毂电机220通过轮轴221带动摆杆214向上运动，压簧213在弹簧限位框212和轮轴221的作用下处于压缩状态，压簧213的形变吸收了机器人的震动，从而减小或者避免了机器人集成底盘100的震动，保证了底盘上餐盘不会发生晃动，避免了菜品的溢洒。

关于万向轮悬挂组件300设置的第二减震机构310的形状和结构，请一并参考图4至图6，具体说明如下：

第二减震机构310还包括套设于缓冲弹簧313的导向柱311、套设于导向柱311并与导向柱311滑动连接的导向滑套312；万向轮320设置于导向柱311下方，导向柱311顶部开口且正对导向滑套312的内腔顶壁，缓冲弹簧313的顶部连接于导向滑套312的顶壁，缓冲弹簧313的底部连接于导向柱311的底壁，导向柱311在震动工况时沿缓冲弹簧313的轴线方向运动。

为了能够更好地吸收机器人运动中的震动，缓冲弹簧313选择弹性形变量较大的弹簧，从而能够更好地抵消震动工况中机器人的上下震动。

本实施例的可选方案中，请一并参考图5和图6，导向滑套312底部设置有环形壁体312-1，万向轮320的上部罩设有一防护壳体400，防护壳体400的上部延伸至与环形壁体312-1的上表面连接，防护壳体400的下部延伸至与集成底板100连接，防护壳体400的顶部设置有一环形开口，导向滑套312从环形开口中伸出防护壳体400。防护壳体400既对万向轮悬挂组件300起到保护作用，又将导向滑套312固定连接于集成底板100。

本实施例的可选方案中，位于环形壁体312-1下方的导向柱311的侧方设置有安装空间，安装空间内设置有缓冲垫组件315。缓冲垫组件315位于万向轮320和导向柱311之间，当万向轮320在震动工况上下运动时，缓冲垫组件315可以起到良好的吸能缓冲的效果，避免导向柱311和万向轮320直接碰撞导致零件的损坏。

本实施例的可选方案中，缓冲垫组件315包括第一缓冲垫315-1和设置于第一缓冲垫315-1下方的第二缓冲垫315-2；第一缓冲垫315-1设置为发泡橡胶垫，发泡橡胶垫硬度低，弹性大，第二缓冲垫315-2设置为普通橡胶垫，硬度较高。

因为缓冲弹簧313较软，在机器人运行中急刹车时，车身容易出现侧倾的问题。

第一缓冲垫315-1相当于一个二级弹簧，可以平衡缓冲弹簧313的弹性形变，可以避免机器人在急刹车时车体出现前倾的问题。

第二缓冲垫315-2的作用是在震动工况中起到吸能缓冲作用，避免万向轮320和导向滑套312发生碰撞导致零件损坏的问题。

本实施例的可选方案中，导向柱311包括上部本体和设置于上部本体下方的下部本体，且下部本体的外径小于上部本体的外径；环形壁体312-1的底部固定连接有一限位圆环314，限位圆环314套装于下部本体上；限位圆环314防止导向柱311从导向滑套312中脱落。

万向轮悬挂组件300设置在集成底板100的四个角上，当其中一个万向轮320遇到下凹地面时，万向轮320带动导向柱311向下运动，导向柱311在导向滑套312内向下滑动，当限位圆环314抵接于上部本体的底部时，导向柱311停止向下运动，万向轮320向下运动的压力通过导向柱311、限位圆环314和防护壳体400分散至集成底板100上，从而避免这个万向轮320继续向下运动甚至陷在凹坑中，同时保持了机器人底盘的稳定性。

本实施例的可选方案中，导向柱311和导向滑套312均由具有自润滑特性的工程高强度塑料制成，其好处是减小导向柱311和导向滑套312相对滑动时的阻力，并且，导向柱311和导向滑套312的强度高，不会因为震动工况中受到冲击而损坏。

关于第二减震机构310的工作原理，具体说明如下：

当遇到下凹地面时，万向轮320带动导向柱311向下运动，导向柱311带动缓冲弹簧313向下运动，当导向柱311在导向滑套312内向下滑动至导向柱311底部抵接于限位圆环时，导向柱311停止向下运动。缓冲弹簧313在导向滑套312和导向柱311的作用下处于拉伸状态，缓冲弹簧313的形变吸收了机器人的震动，从而保持了底盘上餐盘的稳定性，避免了菜品的溢洒。

当地面上有障碍物时，万向轮320带动导向柱311在导向滑套312内向上滑动，导向柱311挤压缓冲弹簧313，缓冲弹簧313在导向滑套312和导向柱311的作用下处于压缩状态，缓冲弹簧313的形变吸收了机器人的震动，机器人底盘不会向上，从而保持了底盘上餐盘的稳定性，避免了菜品的溢洒。

综上，万向轮悬挂组件300在震动工况中通过第二减震机构310带动缓冲弹簧313上下伸缩运动，从而吸收机器人运动中的震动以更好地保持机器人底盘的稳定性，防止食物的溢洒。

综上，本实施例中的机器人底盘悬挂系统可以实现如下技术效果：

1、驱动轮悬挂组件200中第一减震机构210通过带动压簧213上下伸缩从而吸收机器人运动中的震动，保持机器人底盘的稳定性；

2、万向轮悬挂组件300中第二减震机构310通过挤压缓冲弹簧313可以很好地吸收震动工况中的震动，从而保持机器人底盘的稳定性；

3、第二减震机构310中的缓冲垫组件315可以避免机器人在急刹车时出现车体前倾的问题：

4、第二减震机构310中的限位圆环314可以避免万向轮320陷在地面凹坑中，减少向下的震动；

5、本实用新型中的各个悬挂组件都设计成易组装的模块形式，可以根据要求快速组装、更换，根据机器人的工况设计的集成安装件的集成底板，将各个悬挂组件按最优方案进行分布、集成为一个完整的机器人底盘悬挂系统。

实施例二

一种具有实施例一中述及的机器人底盘悬挂系统的送餐机器人，还包含轮毂电机220和万向轮320。

本实施例的可选方案中，轮毂电机220的数量为2个，左右对称设置，2个轮毂电机220与2个驱动轮悬挂组件200一一对应设置。

本实施例的可选方案中，万向轮320的数量为4个，分布对称设置于轮毂电机220的前后侧。4个万向轮悬挂组件300与4个万向轮320一一对应设置。较为优选的，万向轮320设置为静音万向轮，在平坦地面上行走不会有声音，静音效果好。

关于送餐机器人的工作过程说明如下：

当遇到震动工况时，轮毂电机220通过轮轴221带动摆杆214上下运动，压簧213在弹簧限位框212和轮轴221的作用下处于压缩或者拉伸的状态，压簧213的形变吸收了机器人的震动，从而减小或者避免了机器人集成底盘100的震动；万向轮320带动导向柱311上下运动，导向柱311带动缓冲弹簧313上下运动，缓冲弹簧313在导向滑套312和导向柱311的作用下处于压缩或者拉伸状态，缓冲弹簧313的形变吸收了机器人的震动。

最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种机器人底盘悬挂系统，其特征在于：包括集成底板(100)、设置于所述集成底板(100)的驱动轮悬挂组件(200)和万向轮悬挂组件(300)；

所述驱动轮悬挂组件(200)设置有第一减震机构(210)，所述第一减震机构(210)包括一竖向设置的压簧(213)、一横向设置的摆杆(214)，所述摆杆(214)的一端铰接于所述集成底板(100)，另一端抵接于所述压簧(213)的下端；轮毂电机(220)的轮轴(221)以与所述摆杆(214)横向垂直的角度抵靠于所述摆杆(214)的下侧面；

所述万向轮悬挂组件(300)设置有第二减震机构(310)，所述第二减震机构(310)能够通过挤压一竖向设置的缓冲弹簧(313)来吸收机器人运动中的震动。

2.根据权利要求1所述的机器人底盘悬挂系统，其特征在于，

所述第一减震机构(210)还包括罩设于所述压簧(213)外部的弹簧限位框(212)，所述弹簧限位框(212)朝向所述摆杆(214)的一侧开口。

3.根据权利要求2所述的机器人底盘悬挂系统，其特征在于，

所述第一减震机构(210)还包括底板(230)和设置于所述底板(230)上的防撞胶垫(215)，所述防撞胶垫(215)位于所述轮轴(221)的下方。

4.根据权利要求1所述的机器人底盘悬挂系统，其特征在于，

所述第二减震机构(310)还包括套设于所述缓冲弹簧(313)的导向柱(311)、套设于所述导向柱(311)并与所述导向柱(311)滑动连接的导向滑套(312)；

所述万向轮(320)设置于所述导向柱(311)下方，所述导向柱(311)顶部开口且正对所述导向滑套(312)的内腔顶壁，所述导向柱(311)在震动工况时沿所述缓冲弹簧(313)的轴线方向运动。

5.根据权利要求4所述的机器人底盘悬挂系统，其特征在于，

所述导向滑套(312)底部设置有横向延伸的环形壁体(312-1)，位于所述环形壁体(312-1)下方的所述导向柱(311)的侧方设置有安装空间，所述安装空间内设置有缓冲垫组件(315)。

6.根据权利要求5所述的机器人底盘悬挂系统，其特征在于，

所述缓冲垫组件(315)包括第一缓冲垫(315-1)和设置于所述第一缓冲垫(315-1)下方的第二缓冲垫(315-2)；

所述第一缓冲垫(315-1)设置为发泡橡胶垫，所述第二缓冲垫(315-2)设置为普通橡胶垫。

7.根据权利要求5所述的机器人底盘悬挂系统，其特征在于，

所述导向柱(311)包括上部本体和设置于所述上部本体下方的下部本体，且所述下部本体的外径小于所述上部本体的外径；

所述环形壁体(312-1)的底部固定连接有一限位圆环(314)，所述限位圆环(314)套装于所述下部本体，用于防止所述导向柱(311)从所述导向滑套(312)中脱落。

8.根据权利要求5所述的机器人底盘悬挂系统，其特征在于，

所述第二减震机构(310)还包括防护壳体(400)，所述防护壳体的下部延伸至与所述集成底板(100)连接，所述防护壳体(400)的上部延伸至连接于所述环形壁体(312-1)的上表面。

9.根据权利要求4所述的机器人底盘悬挂系统，其特征在于，

所述导向柱(311)和所述导向滑套(312)均由具有自润滑特性的工程高强度塑料制成。

10.一种具有如权利要求1-9任一项所述的机器人底盘悬挂系统的送餐机器人，其特征在于，

还包含轮毂电机(220)和万向轮(320)，所述轮毂电机(220)的数量为2个，左右对称设置；所述万向轮(320)的数量为4个，分布对称设置于所述轮毂电机(220)的前后侧。

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