CN219687001U - 一种行走轮安装装置和机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其是一种行走轮安装装置和机器人，包括行走轮、轮安装架、限位架、杠杆组件和弹性组件，行走轮安装于轮安装架上，杠杆组件的一端与弹性组件相连、另一端与轮安装架活动连接，轮安装架为可升降式，轮安装架和限位架构成升降导向配合，本申请行走轮安装装置中，杠杆组件的一端由弹性组件顶起，杠杆组件的另一端压住轮安装架，使行走轮始终贴紧地面，以适应地面的凹凸不平，限位架对轮安装架的升降进行导向限位，使得轮安装架沿固定方向升降，不会发生横向偏移，即保证行走轮不会发生横向偏移，不会打滑，也不会发生磨损，行走轮使用寿命较长，采用行走轮安装装置的机器人行驶过程平稳可控。

Description

一种行走轮安装装置和机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其是一种行走轮安装装置和机器人。

背景技术

自主移动机器人用于对货物进行承载运输，在仓储物流行业应用较为普遍，自主移动机器人通常包括底盘，底盘上安装驱动轮和万向轮，电机驱动驱动轮转动以带动整个底盘行驶，电机、驱动轮通过安装于浮动架上，浮动架和底盘之间连接弹簧，可以保证浮动架能够随地形变化而上下浮动，但在浮动的过程中，驱动轮容易左右移动、打滑、发生磨损。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种行走轮安装装置和机器人。

本实用新型所采用的技术方案如下：一种行走轮安装装置，包括行走轮、轮安装架、限位架、杠杆组件和弹性组件，行走轮安装于轮安装架上， 杠杆组件的一端与弹性组件相连、另一端与轮安装架活动连接，轮安装架为可升降式，轮安装架和限位架构成升降导向配合。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述杠杆组件包括中心轴和至少两个杠杆，所述行走轮安装装置还包括固定座，中心轴安装于固定座上，所有杠杆可转动式套设在中心轴上，杠杆的一端与弹性组件相连、另一端与轮安装架活动连接。

所述限位架包括两个间距布置的限位座，限位座上开设限位槽，轮安装架的两侧边缘延伸至限位槽中构成升降导向配合。

所述轮安装架上开设至少一个安插孔，所述杠杆的另一端可活动式安插至安插孔中。

所述弹性组件包括至少两个弹性单元，每个杠杆配备一个弹性单元，弹性单元包括底座、弹簧和连接组件，弹簧的一端安装在底座上、另一端通过连接组件和杠杆相连。

所述连接组件包括压盖、螺柱和至少一个螺母，螺柱固定于压盖上，弹簧的另一端抵靠在压盖上，杠杆的一端设有套筒，套筒内壁设有内螺纹，套筒套设在螺柱的外部并通过螺母锁住。

所述行走轮安装装置还包括驱动电机，驱动电机安装于轮安装架上，行走轮由驱动电机驱动。

一种机器人，包括多个行走轮安装装置，还包括底盘、门架和取放货组件，取放货组件通过门架安装于底盘上，所述行走轮安装装置设置于底盘中。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述行走轮安装装置中的行走轮为底盘的驱动轮，驱动轮由驱动电机驱动，底盘上还安装多个万向轮。

所述取放货组件配置为在门架上可升降，所述门架配置为在底盘上可侧向伸出或缩回，所述行走轮安装装置为两个且分别为第一行走轮安装装置和第二行走轮安装装置，第一行走轮安装装置、第二行走轮安装装置沿着门架伸出方向间距布置，第一行走轮安装装置和第二行走轮安装装置分布在底盘回转中心的两侧。

第一行走轮安装装置中的行走轮到底盘回转中心的距离小于第二行走轮安装装置中的行走轮到底盘回转中心的距离。

所述底盘中设有压板，压板布置于邻近弹性组件所在端的杠杆组件的上方，压板中设置螺纹孔。

本实用新型的有益效果如下：本申请行走轮安装装置中，杠杆组件的一端由弹性组件顶起，利用杠杆原理，杠杆组件的另一端压住轮安装架，从而使行走轮始终贴紧地面，以适应地面的凹凸不平。其中，杠杆组件的端部和轮安装架活动连接，并且限位架对轮安装架的升降进行导向限位，使得轮安装架沿固定方向升降，不会发生横向偏移，即保证行走轮不会发生横向偏移，不会打滑，也不会发生磨损，行走轮使用寿命较长，采用行走轮安装装置的机器人行驶过程平稳可控。

附图说明

图1是本申请行走轮安装装置的结构图。

图2是本申请行走轮安装装置的安装结构图。

图3是本申请螺柱、下螺母和压盖组合成的整体件的结构图。

图4是本申请机器人的结构图。

图5是本申请底盘的结构图。

图6是现有机器人的侧视图。

图7是本申请机器人门架伸出的侧视图。

图8是本申请机器人门架缩回的侧视图。

其中：11、驱动轮；12、万向轮；20、轮安装架；21、安插孔；30、限位架；31、限位槽；41、中心轴；42、杠杆；43、套筒；50、固定座；61、底座；62、弹簧；63、压盖；631、圆板；632、围板；64、螺柱；65、螺母；70、电机；80、底盘；81、压板；811、螺纹孔；82、槽口；83、侧板；90、门架；91、水平架；92、垂直架；911、右滚轮；912、左滚轮；100、取放货组件；110、第一行走轮安装装置；120、第二行走轮安装装置。

实施方式

下面结合附图1-8，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-3所示，本实施例的行走轮安装装置，包括行走轮、轮安装架20、限位架30、杠杆组件和弹性组件，行走轮安装于轮安装架20上，杠杆组件的一端与弹性组件相连、另一端与轮安装架20活动连接，轮安装架20为可升降式，轮安装架20和限位架30构成升降导向配合。

本申请中，杠杆组件的一端由弹性组件顶起，利用杠杆原理，杠杆组件的另一端压住轮安装架20，从而使行走轮始终贴紧地面，以适应地面的凹凸不平。其中，杠杆组件的端部和轮安装架20活动连接，并且限位架30对轮安装架20的升降进行导向限位，使得轮安装架20沿固定方向升降，不会发生横向偏移，即保证行走轮不会发生横向偏移，行走轮行驶过程中不会打滑，也不会发生磨损，行走轮使用寿命较长，行驶过程平稳可控。

进一步的，杠杆组件包括中心轴41和至少两个杠杆42，行走轮安装装置还包括固定座50，中心轴41安装于固定座50上，所有杠杆42可转动式套设在中心轴41上，杠杆42的一端与弹性组件相连、另一端与轮安装架20活动连接。作为一种实施例，杠杆42为两个，杠杆42为条板状，两个杠杆42板面平行间距布置，中心轴41水平布置，两个杠杆42同时以中心轴41为转动中心进行转动，保证轮安装架20平稳升降，固定座50包括两个块状座体，中心轴41的两端固定于两个块状座体上。

进一步的，限位架30包括两个间距布置的限位座，限位座上开设限位槽31，轮安装架20的两侧边缘延伸至限位槽31中构成升降导向配合。限位槽31为长方体槽状，限位槽31的上下两端为敞开式，两个限位座的限位槽31的槽开口朝向彼此设置，限位槽31在竖直方向上对限位架30的升降进行导向。

进一步的，轮安装架20上开设至少一个安插孔21，杠杆42的另一端可活动式安插至安插孔21中。作为其中一种实施例，安插孔21的数量和杠杆42的数量一致，每个杠杆42的端部安插至对应的安插孔21中，杠杆42端部的上表面或下表面和安插孔21的内壁之间存在空隙，使得杠杆42能在安插孔21中活动，这样既能保证杠杆42能够带动轮安装架20升降，又保证轮安装架20不会相对中心轴41转动，使得轮安装架20能够沿着限位槽31升降。

进一步的，弹性组件包括至少两个弹性单元，每个杠杆42配备一个弹性单元，弹性单元包括底座61、弹簧62和连接组件，弹簧62的一端安装在底座61上、另一端通过连接组件和杠杆42相连。通过弹簧62的弹簧力顶起杠杆42的一端。

进一步的，连接组件包括压盖63、螺柱64和至少一个螺母65，螺柱64固定于压盖63上，弹簧62的另一端抵靠在压盖63上，杠杆42的一端设有套筒43，套筒43内壁设有内螺纹，套筒43套设在螺柱64的外部并通过螺母65锁住。图3中为了附图结构清晰，省去了螺柱64外螺纹。作为其中一种实施例，压盖63是由圆板631以及围合在圆板631四周边缘的围板632组合而成，圆板631和围板632围合形成圆柱形槽，弹簧62的上端嵌设于圆柱形槽中，底座61为板块状，底座61上表面设有圆柱形的安装槽，弹簧62的下端嵌设于底座61的安装槽中。螺柱64垂直固定于圆板631的上板面中心，螺母65为两个，两个螺母65按照位置关系分别标记为上螺母和下螺母，下螺母套设于螺柱64上，螺柱64、下螺母和压盖63三者为一个整体件、一体成型，上螺母套设在螺柱64上并可以旋拧，安装时，通过安装工具（如钳子）夹住下螺母，将整体件和套筒43旋拧在一起，然后通过上螺母将套筒43锁紧固定，即实现连接组件和杠杆42的连接，较为方便。另外，可以通过调整螺柱64在套筒43的高度来调节弹簧62的弹簧力大小。

进一步的，行走轮安装装置还包括驱动电机70，驱动电机70安装于轮安装架20上，行走轮由驱动电机70驱动，根据实际需要，驱动电机70通常通过减速机和行走轮相连，减速机的输出端法兰安装在轮安装架20上，驱动电机70安装在减速机的输入端，减速机的输出轴和行走轮相连。

需要说明的是，实际应用时，本申请行走轮可以为驱动轮11，也可以为万向轮12，即驱动轮11和万向轮12均可以通过本申请描述的行走轮安装装置进行安装。当行走轮为驱动轮11时，轮安装架20为立式的平板，驱动轮11安装于平板的一侧，驱动电机70安装于平板的另一侧；当行走轮为万向轮12时，万向轮12无需驱动电机70驱动，轮安装架20包括立式平板和平板一侧悬伸的水平安装板，万向轮12安装于安装板的下板面。

本申请还公开一种机器人，包括多个行走轮安装装置，还包括底盘80、门架90和取放货组件100，取放货组件100通过门架90安装于底盘80上，行走轮安装装置设置于底盘80中。

进一步的，行走轮安装装置中的行走轮为底盘80的驱动轮11，驱动轮11由驱动电机70驱动，底盘80上还安装多个万向轮12。

进一步的，所述取放货组件100配置为在门架90上可升降，门架90配置为在底盘80上可侧向伸出或缩回，行走轮安装装置为两个且分别为第一行走轮安装装置110和第二行走轮安装装置120，第一行走轮安装装置110、第二行走轮安装装置120沿着门架90伸出方向间距布置，第一行走轮安装装置110和第二行走轮安装装置120分布在底盘80回转中心的两侧，第一行走轮安装装置110和第二行走轮安装装置120到底盘80回转中心的距离可以相同、也可以不同。

进一步的，第一行走轮安装装置110中的行走轮到底盘80回转中心的距离小于第二行走轮安装装置120中的行走轮到底盘80回转中心的距离。

更进一步的，底盘80中设有压板81，压板81布置于邻近弹性组件所在端的杠杆组件的上方，压板81中设置螺纹孔811。

作为其中一种实施例，底盘80中位于行走轮安装装置的两侧设置两个平行的侧板83，压板81水平布置，压板81的两端固定于两个侧板83上，螺纹孔811为两个，两个螺纹孔811分别和两个杠杆42一一对应，螺纹孔811布置在杠杆42的上方，当需要安装或拆卸行走轮时，向两个螺纹孔811中分别旋入螺钉，使得螺钉的端部压住杠杆42，使得行走轮所在端翘起、脱离地面，以便安装或拆卸行走轮。两个座体分别固定于两个侧板83上，两个限位座也分别固定于两个侧板83上。

取放货组件100为货叉，货叉由电机一和链轮链条等机构带动实现升降，门架90呈L型，门架90包括水平架91和垂直架92，水平架91的下端设有多个滚轮，底盘80上开设槽口82,水平架91布置于槽口82中，整个门架90由电机二、齿轮齿条等机构驱动实现侧向移动，使得水平架91移出槽口82或移进槽口82，货叉可以用来取放托盘货物，当机器人需要搬运紧邻地面的托盘或者托盘及货物时，货叉先降至最下端，货叉与水平架91一同深入到紧邻地面的托盘的川字形空隙中，货叉向上移动，抬升托盘，使托盘或者托盘及货物离开地面，然后门架90携带货叉缩回至底盘80上，完成取货，取货完成后，货叉可以下降至槽口82内，将托盘或者货盘及货物放至底盘80上，也可以由货叉托举托盘或者托盘及货物移动。

万向轮12设置4个，分布在底盘80的四个角部，行走轮安装装置设置为两个，即驱动轮11为两个，门架90可侧向伸出或缩回，驱动轮11行走方向与门架90的伸出、缩回方向垂直，第一行走轮安装装置110中的驱动轮11到底盘80回转中心的距离小于第二行走轮安装装置120中的驱动轮11到底盘80回转中心的距离，第一行走轮安装装置110和第二行走轮安装装置120首尾排列安装。门架90中水平架91的下端设有多个滚轮，多个滚轮中包括位于水平架91悬伸端（即图中右端的右滚轮911）和位于水平架91左端的左滚轮912。本申请两个驱动轮11在底盘80上的位置关系区别于现有技术，现有机器人的两个驱动轮11通常以底盘80回转中心为对称中心对称布置，参见图6，现有机器人存在以下弊端：当门架90伸出且满载状态下，底盘80在左滚轮912的重力作用下，左滚轮912的作用点到图6中底盘80右侧的万向轮12着地点之间有一个力臂，因此有绕以右侧万向轮12着地点为支点翻转的趋势，底盘80左端最有可能发生抬起。本申请为此作出改进，结合图7、8，本申请把第一行走轮安装装置110的安装位置向底盘80回转中心（即门架90伸出方向）移动一段距离后，第一行走轮安装装置110中的弹簧力对以右侧万向轮12着地点为支点的作用力臂就减小了，相应地，在原有弹簧62的弹簧力的基础上增加一定的弹簧力，仍可以使底盘80左端不抬起，从而增加了驱动轮11对地面的贴紧力。如果门架90伸出状态是空载的，由于左滚轮912对底盘80的作用力减小，底盘80左端相比满载状态则更加不容易抬起，因此该本申请驱动轮11的布置方案对门架90伸出无论是满载还是空载都是可行的，都能够防止底盘80左端抬起。

机器人在门架90空载缩回状态下的情形见图8，门架90的重量大部分作用在左滚轮912上，底盘80在左滚轮912的重力作用下，左滚轮912的作用点到图8中底盘80的左侧万向轮12着地点之间有一个力臂，从而产生一个使底盘80右端绕以左侧万向轮12着地点为支点向上的侧翻力矩，但这个侧翻力矩将被底盘80重心在底盘80回转中心处产生的力矩所抵消，并且还有很大的安全裕度。门架90在满载缩回状态时，托盘重量中的大约一半将作用在右滚轮911上，这将抵消很大一部分引起底盘80右端上抬的翻转力矩，这种情况比起空载时将更加安全。所以可以充分利用底盘80不发生侧翻的安全裕度，加大行走轮安装装置中弹簧62的弹簧力，从而增加驱动轮11与地面的贴紧力，防止满载时驱动轮11打滑。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (12)

1.一种行走轮安装装置，其特征在于：包括行走轮、轮安装架（20）、限位架（30）、杠杆组件和弹性组件，行走轮安装于轮安装架（20）上， 杠杆组件的一端与弹性组件相连、另一端与轮安装架（20）活动连接，轮安装架（20）为可升降式，轮安装架（20）和限位架（30）构成升降导向配合。

2.如权利要求1所述的行走轮安装装置，其特征在于：所述杠杆组件包括中心轴（41）和至少两个杠杆（42），所述行走轮安装装置还包括固定座（50），中心轴（41）安装于固定座（50）上，所有杠杆（42）可转动式套设在中心轴（41）上，杠杆（42）的一端与弹性组件相连、另一端与轮安装架（20）活动连接。

3.如权利要求2所述的行走轮安装装置，其特征在于：所述限位架（30）包括两个间距布置的限位座，限位座上开设限位槽（31），轮安装架（20）的两侧边缘延伸至限位槽（31）中构成升降导向配合。

4.如权利要求2所述的行走轮安装装置，其特征在于：所述轮安装架（20）上开设至少一个安插孔（21），所述杠杆（42）的另一端可活动式安插至安插孔（21）中。

5.如权利要求2所述的行走轮安装装置，其特征在于：所述弹性组件包括至少两个弹性单元，每个杠杆（42）配备一个弹性单元，弹性单元包括底座（61）、弹簧（62）和连接组件，弹簧（62）的一端安装在底座（61）上、另一端通过连接组件和杠杆（42）相连。

6.如权利要求5所述的行走轮安装装置，其特征在于：所述连接组件包括压盖（63）、螺柱（64）和至少一个螺母（65），螺柱（64）固定于压盖（63）上，弹簧（62）的另一端抵靠在压盖（63）上，杠杆（42）的一端设有套筒（43），套筒（43）内壁设有内螺纹，套筒（43）套设在螺柱（64）的外部并通过螺母（65）锁住。

7.如权利要求1所述的行走轮安装装置，其特征在于：所述行走轮安装装置还包括驱动电机（70），驱动电机（70）安装于轮安装架（20）上，行走轮由驱动电机（70）驱动。

8.一种机器人，其特征在于：包括多个如权利要求1-7任一项所述行走轮安装装置，还包括底盘（80）、门架（90）和取放货组件（100），取放货组件（100）通过门架（90）安装于底盘（80）上，所述行走轮安装装置设置于底盘（80）中。

9.如权利要求8所述的机器人，其特征在于：所述行走轮安装装置中的行走轮为底盘（80）的驱动轮（11），驱动轮（11）由驱动电机（70）驱动，底盘（80）上还安装多个万向轮（12）。

10.如权利要求9所述的机器人，其特征在于：所述取放货组件（100）配置为在门架（90）上可升降，门架（90）配置为在底盘（80）上可侧向伸出或缩回，所述行走轮安装装置为两个且分别为第一行走轮安装装置（110）和第二行走轮安装装置（120），第一行走轮安装装置（110）、第二行走轮安装装置（120）沿着门架（90）伸出方向间距布置，第一行走轮安装装置（110）和第二行走轮安装装置（120）分布在底盘（80）回转中心的两侧。

11.如权利要求10所述的机器人，其特征在于：所述第一行走轮安装装置（110）中的行走轮到底盘（80）回转中心的距离小于第二行走轮安装装置（120）中的行走轮到底盘（80）回转中心的距离。

12.如权利要求8所述的机器人，其特征在于：所述底盘（80）中设有压板（81），压板（81）布置于邻近弹性组件所在端的杠杆组件的上方，压板（81）中设置螺纹孔（811）。