CN217575340U - 一种机器人用四轮转向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人用四轮转向系统，包括车架和连接在车架上的四个轮子，每个轮子与车架之间都连有液压缸，同侧的液压缸之间通过管路连接以实现同侧液压缸方向运动，车架上还设有驱动同侧液压缸同步反向运动的驱动机构。本实用新型的优点是：通过两个驱动机构驱动同侧的车轮同步转向，解决了目前机器人四轮转向系统成本高结构复杂的问题。同侧控制车轮的液压缸利用管路连接，实现同侧两个液压缸同步反向运动，在保证同步性一致的前提下，减少了对控制机构的使用数量，成本得以大大降低，并且本系统只采用两个驱动机构，零件数量少，整体结构简单，有效控制占用空间，可以实现原地转向和阿克曼转向。

Description

一种机器人用四轮转向系统

技术领域

本实用新型涉及转向系统，具体涉及一种机器人用四轮转向系统。

背景技术

现有的轮式驱动机器人，主要采用四轮运行，其转向系统目前有两套方案：

第一种，采用舵轮车机构，利用四台转向电机和四台回转支撑减速机对每个轮子进行独立控制，但是这样的结构成本较高；

第二种，纯机械联动，采用两台转向电机和两台减速机，再通过链条、丝杆等结构进行联动控制，但是该方案零件数量多，结构复杂，并且占用空间较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机器人用四轮转向系统，能够有效解决现有机器人四轮转向系统成本高结构复杂的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种机器人用四轮转向系统，包括车架和连接在车架上的左前轮、右前轮、左后轮、右后轮，所述车架和所述左前轮之间还连有第一液压缸，所述车架和所述右前轮之间还连有第二液压缸，所述车架和所述左后轮之间还连有第三液压缸，所述车架和所述右后轮之间还连有第四液压缸；

所述第一液压缸和第三液压缸通过管路相连以实现第一液压缸和第三液压缸同步反向运动，所述第二液压缸和第四液压缸也通过管路相邻以实现第一液压缸和第三液压缸同步反向运动；

所述车架上还设有驱动第一液压缸和第三液压缸同步反向运动的第一驱动机构，所述车架上还设有驱动第二液压缸和第四液压缸同步反向运动的第二驱动机构。

优选的，所述第一液压缸和第三液压缸连接的管路上设有第一补偿油箱，所述第二液压缸和第四液压缸连接的管路上设有第二补偿油箱。通过补偿油箱，对注入液压缸内的液压油进行补偿，保证有重组的液压油进入到液压缸内推动液压缸的活塞调整轮子转向状态。

优选的，所述第一驱动机构包括第一双向齿轮泵，所述第一双向齿轮泵设置在所述第一液压缸和所述第三液压缸连接的管路上；所述第二驱动机构包括第二双向齿轮泵，所述第二双向齿轮泵设置在所述第二液压缸和第四液压缸连接的管路上。第一种控制轮子转向的驱动机构，利用双向齿轮泵，控制流入两个液压缸内液压油的量，从而达到操控同侧轮子转向的目的，该方式结构简单，只要控制液压管路内液压油的流向即可实现。

优选的，所述第一驱动机构包括第一转向动力元件和第一拉杆，所述第一转向动力元件固定在所述车架上，所述第一转向动力元件通过所述第一拉杆与左前轮或左后轮相连；所述第二驱动机构包括第二转向动力元件和第二拉杆，所述第二转向动力元件固定在所述车架上，所述第二转向动力元件通过所述第二拉杆与右前轮或者右后轮相连。第二种控制轮子转向的驱动机构，利用动力元件通过拉杆直接拉动其中一轮子的转动，通过该轮子的转动驱动与其连接液压缸内液压油的流动，从而使同侧的另一个液压缸驱动另一个轮子转动，实现同侧轮子同步转向，该方案不对液压系统做调整，而是额外增加转动动力元件和拉杆，维修和更换都较为方便。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：通过两个驱动机构驱动同侧的车轮同步转向，解决了目前机器人四轮转向系统成本高结构复杂的问题。同侧控制车轮的液压缸利用管路连接，实现同侧两个液压缸同步反向运动，在保证同步性一致的前提下，减少了对控制机构的使用数量，成本得以大大降低，并且本系统只采用两个驱动机构，零件数量少，整体结构简单，有效控制占用空间，可以实现原地转向和阿克曼转向。

附图说明

图1为本实用新型一种机器人用四轮转向系统实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型一种机器人用四轮转向系统实施例一的实现原地转向结构示意图；

图3为本实用新型一种机器人用四轮转向系统实施例一的实现阿克曼转向结构示意图；

图4为本实用新型一种机器人用四轮转向系统实施例二的结构示意图。

附图标记为：

车架1、左前轮2、右前轮3、左后轮4、右后轮5、第一液压缸6、第二液压缸7、第三液压缸8、第四液压缸9、管路10、第一补偿油箱11、第二补偿油箱12、第一双向齿轮泵13、第二双向齿轮泵14、第一转向动力元件15、第一拉杆16、第二转向动力元件17、第二拉杆18。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据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：

参阅图1为本实用新型一种机器人用四轮转向系统的实施例一，该四轮转向系统包括车架1和连接在车架1上的左前轮2、右前轮3、左后轮4、右后轮 5，一般来说左前轮2、右前轮3、左后轮4、右后轮5分别位于矩形的四个角上，所述车架1和所述左前轮2之间还连有第一液压缸6，所述车架1和所述右前轮 3之间还连有第二液压缸7，所述车架1和所述左后轮4之间还连有第三液压缸 8，所述车架1和所述右后轮5之间还连有第四液压缸9，液压缸与对应的轮子的转轴不在同一轴线上，这样才能利用液压缸推动轮子转向。

同一侧的液压缸通过管路10相连，即第一液压缸6和第三液压缸8通过管路10相连以实现第一液压缸6和第三液压缸8同步反向运动，第二液压缸7和第四液压缸9也通过管路10相邻以实现第一液压缸6和第三液压缸8同步反向运动。以第一液压缸6和第三液压缸8连接为例，第一液压缸6活塞左右两侧的缸体分别通过管路10与第三液压缸8活塞左右两侧的缸体相连，第一液压缸 6的活塞向左移动，第一液压缸6内左侧的液压油将通过管路10流道第三液压缸8左侧的缸体内，推动第三液压缸8的活塞向右运动，同时第三液压缸8活塞右侧缸体内的液压油流向第一液压缸6活塞右侧的缸体内，从而实现第一液压缸6和第三液压缸8同步反向运动，第二液压缸7和第四液压缸9也是相同的原理。

由于同侧的液压缸之间通过管路10相连，在液压油流动过程中也会存在损耗，因此，在第一液压缸6和第三液压缸8连接的管路10上设有第一补偿油箱 11，第二液压缸7和第四液压缸9连接的管路10上设有第二补偿油箱12，对管路10中损失的液压油及时进行补充。

为了推动同侧的轮子转向，车架1上还设有驱动第一液压缸6和第三液压缸8同步反向运动的第一驱动机构，第一驱动机构包括第一双向齿轮泵13，第一双向齿轮泵13设置在第一液压缸6和第三液压缸8连接的管路10上，通过第一双向齿轮泵13，就可以控制管路10内液压油的流向，从而控制左前轮2和左后轮4的同步转向。同理，车架1上还设有驱动第二液压缸7和第四液压缸9 同步反向运动的第二驱动机构，第二驱动机构包括第二双向齿轮泵14，第二双向齿轮泵14设置在第二液压缸7和第四液压缸9连接的管路10上。利用双向齿轮泵，可以较为稳定的控制管路10内液压油的流向，而且双向齿轮泵故障率低，结构简单，性能可靠。

如图2所示，通过第一双向齿轮泵13和第二双向齿轮泵14控制液压油的流向，控制四个轮子的偏转方向，实现机器人向左转向；也可以如图3所示，控制四个轮子的偏转方向，实现机器人原地转向。

实施例二：

如图4所示，与实施例一的区别在于驱动机构不同，第一驱动机构包括第一转向动力元件15和第一拉杆16，第一转向动力元件15固定在车架1上，第一转向动力元件15通过第一拉杆16与左后轮4相连；第二驱动机构包括第二转向动力元件17和第二拉杆18，第二转向动力元件17固定在车架1上，第二转向动力元件通过第二拉杆18与右后轮5相连。此时的第三液压缸8和第四液压缸9属于被动将，通过转向动力元件的驱动，带动第三液压缸8的活塞和第四液压缸9的活塞运动，然后驱动第一液压缸6和第二液压缸7带动左前轮2 和右前轮3转向，从而实现四个轮子同步转向。该方案相对于实施例一的方案，在安装时无需对液压管路10进行调整，而且驱动机构和液压机构相对独立，也利于后期维护。

本实施例未描述的其他内容可以参考实施例一。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

Claims (4)

1.一种机器人用四轮转向系统，其特征在于：包括车架和连接在车架上的左前轮、右前轮、左后轮、右后轮，所述车架和所述左前轮之间还连有第一液压缸，所述车架和所述右前轮之间还连有第二液压缸，所述车架和所述左后轮之间还连有第三液压缸，所述车架和所述右后轮之间还连有第四液压缸；

所述第一液压缸和第三液压缸通过管路相连以实现第一液压缸和第三液压缸同步反向运动，所述第二液压缸和第四液压缸也通过管路相邻以实现第一液压缸和第三液压缸同步反向运动；

所述车架上还设有驱动第一液压缸和第三液压缸同步反向运动的第一驱动机构，所述车架上还设有驱动第二液压缸和第四液压缸同步反向运动的第二驱动机构。

2.如权利要求1所述的一种机器人用四轮转向系统，其特征在于：所述第一液压缸和第三液压缸连接的管路上设有第一补偿油箱，所述第二液压缸和第四液压缸连接的管路上设有第二补偿油箱。

3.如权利要求1或2所述的一种机器人用四轮转向系统，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一双向齿轮泵，所述第一双向齿轮泵设置在所述第一液压缸和所述第三液压缸连接的管路上；

所述第二驱动机构包括第二双向齿轮泵，所述第二双向齿轮泵设置在所述第二液压缸和第四液压缸连接的管路上。

4.如权利要求1或2所述的一种机器人用四轮转向系统，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一转向动力元件和第一拉杆，所述第一转向动力元件固定在所述车架上，所述第一转向动力元件通过所述第一拉杆与左前轮或左后轮相连；

所述第二驱动机构包括第二转向动力元件和第二拉杆，所述第二转向动力元件固定在所述车架上，所述第二转向动力元件通过所述第二拉杆与右前轮或者右后轮相连。

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