CN219821146U - 一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构及机器人，减震机构包括驱动轮回转组件、驱动轮导向减震组件以及驱动轮，驱动轮回转组件包括驱动电机、减速齿轮箱以及回转轴；所述导向减震组件包括上支撑板、驱动轮安装板、减震器、滑动轴承、导向轴，所述上支撑板与回转轴固定连接，所述驱动轮安装板连接于驱动轮，所述滑动轴承安装于驱动轮安装板，所述减震器两端分别固定于上支撑板以及驱动轮安装板，所述导向轴一端固定连接于上支撑板，另一端与所述滑动轴承滑动配合；所述驱动轮与地面接触点处于所述回转轴的轴线上。本实用新型通过将导向结构与减震结构相结合，减少驱动轮原地回转阻力，降低原地回转时驱动轮与地面的摩擦。

Description

一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构及机器人

技术领域

本实用新型主要涉及机器人相关技术领域，具体是一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构及机器人。

背景技术

当前主要用于巡检、运维、应急、消防、搬运等使用的全向移动机器人主要包括底盘、设置于底盘下的驱动轮，设置于底盘上的检测传感器等。

当前，全向移动机器人领域主要采用平行四边形结构形式的减震系统，驱动轮在原地回转时，轮地接触点与回转轴线有一定距离，导致在回转时轮胎磨损严重，同时需要较大的回转力矩才能实现驱动轮原地回转。因此上述结构的全向移动机器人对于不平路面、转弯或某些障碍物时磨损大、通过能力有限。

实用新型内容

为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构以及机器人，通过将导向结构与减震结构相结合，减少驱动轮原地回转阻力，降低原地回转时驱动轮与地面的摩擦。

本实用新型的技术方案如下：

根据本实用新型的其中一个方面，提供一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构，包括驱动轮回转组件、驱动轮导向减震组件以及驱动轮，

所述驱动轮回转组件上端用于安装在底盘本体上，下端通过回转轴与驱动轮导向减震组件连接，驱动轮回转组件包括驱动电机、减速齿轮箱以及回转轴；

所述导向减震组件包括上支撑板、驱动轮安装板、减震器、滑动轴承、导向轴，所述上支撑板与回转轴固定连接，所述驱动轮安装板连接于驱动轮，所述滑动轴承安装于驱动轮安装板，所述减震器两端分别固定于上支撑板以及驱动轮安装板，所述导向轴一端固定连接于上支撑板，另一端与所述滑动轴承滑动配合；

所述驱动轮与地面接触点处于所述回转轴的轴线上。

进一步，所述驱动轮安装板设置于所述驱动轮中心端面一侧，驱动轮安装板与所述驱动轮的轮轴固定连接，所述减震器设置于所述导向轴外侧。

进一步，所述导向轴为两个，两个导向轴在驱动轮中心两侧对称设置，所述减震器为两个，两个减震器在驱动轮中心两侧对称设置。

进一步，所述导向轴下端穿过所述滑动轴承并连接有限位挡板，所述限位挡板位于所述驱动轮安装板下方。

进一步，所述上支撑板以及驱动轮安装板上均设有连接耳部，所述减震器两端安装于对应的连接耳部。

进一步，所述驱动轮回转组件还包括角度传感器，所述角度传感器安装于所述减速齿轮箱上，所述角度传感器连接于回转轴用于测量回转轴转动角度。

根据本实用新型另一方面，提供一种机器人，所述机器人包括底盘本体，所述底盘本体的四角处分别安装有一个上述的全向移动机器人驱动轮垂直减震机构。

进一步，所述驱动轮为轮毂电机或其它形式的动力轮。

进一步，所述机器人包括检测组件、云台、升降杆、激光导航传感器以及GPS导航传感器；

所述检测组件、云台、升降杆依次固定连接后安装在底盘本体上，激光导航传感器以及GPS导航传感器均安装于底盘本体，底盘本体内部容纳控制单元、通讯单元、电池。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过四组回转驱动轮组的组合运动实现机器人全向运动，每组回转驱动轮组均具有独立减震功能，机器人在运动过程中，回转驱动轮组分别原地回转，通过导向轴确保轮地接触点位于回转轴线上，同时限制减震器只在垂直方向具有减震作用，减少驱动轮与地面的摩擦及驱动轮原地回转阻力，同时在四组独立减震器作用下，四组驱动轮均与地面接触，提高了整个机器人的运动性能，减少地面不平对底盘上部零部件的冲击。

附图说明

附图1为本实用新型实施例1减震机构立体结构示意图一。

附图2为本实用新型实施例1减震机构立体结构示意图二。

附图3为本实用新型实施例1减震机构侧视图结构示意图。

附图4为本实用新型实施例1减震机构主视图结构示意图。

附图5为本实用新型实施例2机器人结构示意图一。

附图6为本实用新型实施例2机器人结构示意图二。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

实施例1：

本实施例提供一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构。主要用于解决传统平行四边形形式的减震系统，驱动轮在原地回转时，轮地接触点与回转轴线有一定距离，导致在回转时轮胎磨损严重，同时需要较大的回转力矩才能实现驱动轮原地回转的问题。

在本实施例中，通过将导向结构与减震结构相结合，导向机构确保轮地接触点位于回转轴线上且只有垂直运动的自由度，减震结构使得上下运动具有减震功能，减少驱动轮原地回转阻力，降低原地回转时驱动轮与地面的摩擦，从而保证驱动轮的可操控性、通过性以及使用寿命。

如图1、2、3、4所示，为本实施例所提供的减震机构具体结构。本减震机构主要包括驱动轮回转组件、驱动轮导向减震组件以及驱动轮5。

其中，驱动轮回转组件上端用于安装在底盘本体13上，下端通过回转轴11与下方的驱动轮导向减震组件连接。具体的，驱动轮回转组件包括驱动电机3、减速齿轮箱2以及回转轴11。驱动电机3连接在减速齿轮箱2上方，用于驱动减速齿轮箱2转动，减速齿轮箱2的输出轴连接回转轴11用于驱动回转轴11进行转动转向。在减速齿轮箱2上设置相应的安装孔，用于使本驱动轮回转组件固定在底盘本体13上。

其中，导向减震组件包括上支撑板4、驱动轮安装板8、减震器6、滑动轴承12、导向轴7等。其中，上支撑板4与回转轴11固定连接，用于在回转轴11转动时能够驱动所述导向减震组件以及驱动轮5进行相应角度的转向。驱动轮安装板8连接于驱动轮5，滑动轴承12安装于驱动轮安装板8，减震器6两端分别固定于上支撑板4以及驱动轮安装板8，导向轴7上端固定连接于上支撑板4下端与滑动轴承12滑动配合。

因与驱动轮5连接的驱动轮安装板8通过滑动轴承12与导向轴7呈滑动状态，因此在垂直方向上，使得驱动轮5能够上下移动，而减震器6上端是固定，下端是与驱动轮安装板8连接，因此在驱动轮5上下移动时，可以通过减震器6进行相应的减震缓冲，故而实现垂直方向的减震。在本实施例中，减震器6可以采用常规的弹簧减震器或气囊减震器等。

本实施例的上述结构布局安装，能够使得驱动轮5与回转轴11之间形成如下的关系：即通过合理设计各零部件的尺寸，使得驱动轮5与地面接触点处于回转轴11的轴线上，以减少驱动轮与地面的摩擦及驱动轮原地回转阻力。

优选的，在本实施例中，驱动轮安装板8设置于驱动轮5中心端面一侧，且驱动轮安装板8与驱动轮5的轮轴固定连接。如此，可以使得在不影响驱动轮5自由转动的情况下，能够通过驱动轮安装板8带动驱动轮5进行转动。驱动轮5采用轮毂电机或其它形式的动力轮，能够自行转动。减震器6设置在导向轴7外侧，即驱动轮5一侧依次设置导向轴7以及减震器6。且导向轴7为两个，两个导向轴7在驱动轮5中心两侧对称设置，减震器6为两个，两个减震器6在驱动轮5中心两侧对称设置。通过以上结构保证驱动轮5运动以及转向的稳定性。

在本实施例中，使导向轴7下端穿过滑动轴承12并连接有限位挡板10，限位挡板10位于驱动轮安装板8下方。通过设置的限位挡板10避免驱动轮5与导向轴7分离。进一步的，在上支撑板4以及驱动轮安装板8上均设有连接耳部9用于方便减震器6的安装。

在本实施例中，驱动轮回转组件还包括角度传感器1，角度传感器1安装于减速齿轮箱2上，角度传感器1连接于回转轴11用于测量回转轴11转动角度，进而确定对应驱动轮5的转向角度。

实施例2：

如图5、6所示，本实施例提供一种机器人，具有减震功能的全向移动机器人系统包括：检测组件16、云台15、升降杆14、激光导航传感器17、GPS导航传感器18、底盘本体13、回转驱动轮组组成。

检测组件16、云台15、升降杆14依次固定连接后固定在底盘本体13上，使检测组件16具有回转、俯仰、升降功能。激光导航传感器17、GPS导航传感器18分别固定在底盘本体13上，通过两种传感器融合实现机器人自主运动。底盘本体13内部容纳控制单元、通讯单元、电池等功能部件，实现对机器人的控制。

回转驱动轮组一共四组，四组回转驱动轮组结构形式相同，采用实施例1的结构，均固定在底盘本体13上，通过四组回转驱动轮组的组合运动实现底盘本体13全向运动。

本实施例通过四组回转驱动轮组的组合运动实现机器人全向运动，每组回转驱动轮组均具有独立减震功能。机器人在运动过程中，回转驱动轮组分别原地回转，通过导向轴确保轮地接触点位于回转轴线上，同时限制减震器只在垂直方向具有减震作用，减少驱动轮与地面的摩擦及驱动轮原地回转阻力，同时在四组独立减震器作用下，四组驱动轮均与地面接触，提高了整个机器人的运动性能，减少地面不平对底盘上部零部件的冲击。

Claims (9)

1.一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构，包括驱动轮回转组件、驱动轮导向减震组件以及驱动轮，其特征在于，

所述驱动轮回转组件上端用于安装在底盘本体上，下端通过回转轴与驱动轮导向减震组件连接，驱动轮回转组件包括驱动电机、减速齿轮箱以及回转轴；

所述导向减震组件包括上支撑板、驱动轮安装板、减震器、滑动轴承、导向轴，所述上支撑板与回转轴固定连接，所述驱动轮安装板连接于驱动轮，所述滑动轴承安装于驱动轮安装板，所述减震器两端分别固定于上支撑板以及驱动轮安装板，所述导向轴一端固定连接于上支撑板，另一端与所述滑动轴承滑动配合；

所述驱动轮与地面接触点处于所述回转轴的轴线上。

2.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构，其特征在于，所述驱动轮安装板设置于所述驱动轮中心端面一侧，驱动轮安装板与所述驱动轮的轮轴固定连接，所述减震器设置于所述导向轴外侧。

3.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构，其特征在于，所述导向轴为两个，两个导向轴在驱动轮中心两侧对称设置，所述减震器为两个，两个减震器在驱动轮中心两侧对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构，其特征在于，所述导向轴下端穿过所述滑动轴承并连接有限位挡板，所述限位挡板位于所述驱动轮安装板下方。

5.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构，其特征在于，所述上支撑板以及驱动轮安装板上均设有连接耳部，所述减震器两端安装于对应的连接耳部。

6.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人驱动轮垂直减震机构，其特征在于，所述驱动轮回转组件还包括角度传感器，所述角度传感器安装于所述减速齿轮箱上，所述角度传感器连接于回转轴用于测量回转轴转动角度。

7.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括底盘本体，所述底盘本体的四角处分别安装有一个权利要求1-6任一项所述的全向移动机器人驱动轮垂直减震机构。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述驱动轮为轮毂电机。

9.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述机器人包括检测组件、云台、升降杆、激光导航传感器以及GPS导航传感器；

所述检测组件、云台、升降杆依次固定连接后安装在底盘本体上，激光导航传感器以及GPS导航传感器均安装于底盘本体，底盘本体内部容纳控制单元、通讯单元、电池。