CN219857420U - 一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，涉及到机械技术领域，包括基台，基台的底部安装有圆底座，圆底座之间安装有安装轴，安装轴的两端延伸至圆底座外侧，安装轴上转动安装有套环，套环的底部安装有前支撑腿，套环远离前支撑腿的一侧安装有后支撑腿，前支撑腿的底部设置有触发机构，触发机构的底部安装有前水平台，前水平台的底部开设有避让槽，避让槽的侧部转动安装有车轮，后支撑腿的底部安装有后水平台，后水平台上设置有缓冲机构，缓冲机构与基台相连接。通过缓冲机构的设置，使得装置能够有很好的缓冲效果，通过爬升机构的设置，使得装置面对较大的障碍也能顺利通过。

Description

一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置

技术领域

本实用新型涉及机械技术领域，特别涉及一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置。

背景技术

摆渡机器人是一种双足机器人，它可以在不同的地形和环境中行走，具有较高的灵活性和适应性，为了保持平衡和稳定，摆渡机器人需要在行走结构上安装平衡装置，以调节重心位置和抵抗外界干扰，平衡装置通常包括多个平衡单元，每个平衡单元由一个主支撑和若干个副支撑组成，还有一个测量单元用来测量支撑的压力，平衡装置可以抽象成倒立摆模型，利用动力学方程和控制理论来分析和调节其运动和稳定性，摆渡机器人的平衡控制策略一般分为实时平衡控制、步行模式控制和行动预测控制，每种策略都包含了多种在线控制器，根据不同的行走阶段和状态进行切换，摆渡机器人的平衡装置是一种高难度的技术挑战，也是一种具有广阔前景的技术创新，常见的摆渡机器人往往采用轮胎来进行平衡与行走。

市面上常见的轮胎平衡装置，往往只能在安全平顺的路面行走，当遇到较为崎岖复杂的路面时，通过性和稳定性都较差，遇到障碍物容易卡死或者剧烈颠簸，容易对安装于装置上的摆渡机器人造成损伤，因此，针对上述问题，我们设计并公开了一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，包括基台，所述基台的底部安装有两个圆底座，两个所述圆底座之间安装有安装轴，所述安装轴的两端延伸至两个所述圆底座外侧，所述安装轴上转动安装有两个套环，两个所述套环的均底部安装有前支撑腿，两个所述套环远离两个所述前支撑腿的一侧均安装有后支撑腿，两个所述前支撑腿的底部均设置有触发机构，所述触发机构的底部安装有前水平台，两个所述前水平台的底部均开设有避让槽，两个所述避让槽的侧部均转动安装有车轮，两个所述后支撑腿的底部均安装有后水平台，两个所述后水平台的顶部均安装有触发从动机构，两个所述后水平台上均设置有缓冲机构，所述缓冲机构与所述基台相连接。

优选的，所述触发机构包括开设于所述前支撑腿底部的T形滑槽，所述前水平台的顶部安装有T形滑条，所述T形滑条与所述前水平台相配合，所述T形滑条靠近所述前支撑腿的顶部安装有限位块，所述前支撑腿的侧部安装有复位机构。

优选的，所述复位机构包括安装于所述前支撑腿顶部的凸台，所述T形滑条远离所述前支撑腿的顶部安装有立柱，所述凸台远离所述前支撑腿的侧部安装有第一弹簧的一端，所述第一弹簧的另一端与所述立柱靠近所述前支撑腿的侧部相连接，所述立柱的顶部安装有爬升机构。

优选的，所述爬升机构包括安装于所述立柱顶部的延伸板，所述延伸板靠近所述基台的顶部安装有斜板。

优选的，所述斜板的底部为斜面设置。

优选的，所述触发从动机构包括安装于所述后水平台顶部的后立柱，所述后立柱的顶部为斜面设置，所述斜板与所述后立柱相匹配。

优选的，所述缓冲机构包括开设于所述后水平台顶部的圆滑槽，所述圆滑槽内滑动安装有圆滑套，所述圆滑套的底部安装有限位环，所述圆滑套的顶部安装有减震机构，所述圆滑套内开设有液压机构。

优选的，所述液压机构包括开设于所述圆滑套内的液压腔，所述液压腔的顶侧内壁上开设有液压滑槽，所述液压滑槽内滑动安装有液压杆，所述液压杆的底部设置有液压头。

优选的，所述液压杆的顶部安装有支撑杆，所述基台的侧部设置有凸板，所述凸板的底部与所述支撑杆的顶部相连接。

优选的，所述减震机构包括安装于所述圆滑套顶部的顶环，所述顶环的顶部安装有第二弹簧，所述第二弹簧的底部与所述后水平台的顶部相连接。

综上，本实用新型的技术效果和优点：

1、本实用新型中，通过顶环的顶部安装有第二弹簧，第二弹簧的底部与后水平台的顶部相连接的设置，使得后水平台在前支撑腿的作用下也围绕安装轴转动，进而使得后水平台拉动第二弹簧运动，进而使得第二弹簧带动顶环运动，由于第二弹簧，使得后水平台的转动传递到顶环上时，得到缓解，通过液压滑槽内滑动安装有液压杆，液压杆的底部设置有液压头的设置，使得圆滑套带动液压杆运动，由于液压腔内设置有缓冲液，进而使得液压杆的运动因为液压头被缓冲液影响而减缓，进而使得液压杆受到的影响更小，通过基台的侧部设置有凸板，凸板的底部与支撑杆的顶部相连接的设置，使得支撑杆的运动更小，进而使得凸板的运动更小，进而使得位于凸板顶部的机器人的上下移动更小，即可使得车轮受到的颠簸被很好的缓解。

2、本实用新型中，通过前水平台的顶部安装有T形滑条，T形滑条与前水平台相配合的设置，使得前水平台可以在前支撑腿上滑动，通过T形滑条靠近前支撑腿的顶部安装有限位块，前支撑腿的侧部安装有复位机构的设置，使得限位块可以使得T形滑条不会轻易脱落，通过T形滑条远离前支撑腿的顶部安装有立柱，凸台远离前支撑腿的侧部安装有第一弹簧的一端，第一弹簧的另一端与立柱靠近前支撑腿的侧部相连接的设置，使得在第一弹簧的作用下，车轮会回复到遇到障碍物之前的状态，过后立柱的顶部为斜面设置，斜板与后立柱相匹配的设置，使得斜板往后立柱的方向移动，当斜板的底部与后立柱的顶部相接触后，随着车轮继续被挤压，斜板继续移动，使得后立柱在斜板的作用下向下移动，进而使得后水平台围绕安装轴转动，进而使得前支撑腿围绕安装轴转动，即可使得前支撑腿带动车轮逐渐沿着障碍物侧面上升，当车轮上升到能够跨过障碍物时，即可完成对较高的障碍物的自动跨越过程，随后在第一弹簧的作用下，车轮会回复到遇到障碍物之前的状态，即可实现机器人遇到较高障碍物的自动跨越与回复过程。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例中一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置的立体结构示意图；

图2为本申请实施例中一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置的正视结构示意图；

图3为本申请实施例中一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置的剖面立体结构示意图；

图4为图3中A处放大结构示意图；

图5为本申请实施例中一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置的剖面侧视结构示意图；

图6为图5中B处放大结构示意图。

图中：1、基台；2、圆底座；3、安装轴；4、套环；5、前支撑腿；6、T形滑槽；7、T形滑条；8、前水平台；9、限位块；10、凸台；11、避让槽；12、车轮；13、立柱；14、延伸板；15、斜板；16、后支撑腿；17、后水平台；18、后立柱；19、圆滑槽；20、圆滑套；21、限位环；22、液压腔；23、液压杆；24、液压头；25、液压滑槽；26、顶环；27、支撑杆；28、凸板；29、第二弹簧；30、第一弹簧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：参考图1-6所示的一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，包括基台1，基台1的底部安装有两个圆底座2，两个圆底座2之间安装有安装轴3，安装轴3的两端延伸至两个圆底座2外侧，安装轴3上转动安装有两个套环4，两个套环4的均底部安装有前支撑腿5，两个套环4远离两个前支撑腿5的一侧均安装有后支撑腿16，两个前支撑腿5的底部均设置有触发机构，触发机构的底部安装有前水平台8，两个前水平台8的底部均开设有避让槽11，两个避让槽11的侧部均转动安装有车轮12，两个后支撑腿16的底部均安装有后水平台17，两个后水平台17的顶部均安装有触发从动机构，两个后水平台17上均设置有缓冲机构，缓冲机构与基台1相连接。

借由上述结构：通过基台1，基台1的底部安装有两个圆底座2，两个圆底座2之间安装有安装轴3，安装轴3的两端延伸至两个圆底座2外侧，安装轴3上转动安装有两个套环4的设置，使得套环4可以在安装轴3上转动，通过两个套环4的均底部安装有前支撑腿5，两个套环4远离两个前支撑腿5的一侧均安装有后支撑腿16的设置，使得前支撑腿5运动可以带动套环4转动，进而带动后支撑腿16运动，通过两个前水平台8的底部均开设有避让槽11，两个避让槽11的侧部均转动安装有车轮12的设置，使得该平衡装置可以在地面上滚动前进。

如图3所示，触发机构包括开设于前支撑腿5底部的T形滑槽6，前水平台8的顶部安装有T形滑条7，T形滑条7与前水平台8相配合，T形滑条7靠近前支撑腿5的顶部安装有限位块9，前支撑腿5的侧部安装有复位机构。通过前水平台8的顶部安装有T形滑条7，T形滑条7与前水平台8相配合的设置，使得前水平台8可以在前支撑腿5上滑动，通过T形滑条7靠近前支撑腿5的顶部安装有限位块9，前支撑腿5的侧部安装有复位机构的设置，使得限位块9可以使得T形滑条7不会轻易脱落。

如图3所示，复位机构包括安装于前支撑腿5顶部的凸台10，T形滑条7远离前支撑腿5的顶部安装有立柱13，凸台10远离前支撑腿5的侧部安装有第一弹簧30的一端，第一弹簧30的另一端与立柱13靠近前支撑腿5的侧部相连接，立柱13的顶部安装有爬升机构。通过T形滑条7远离前支撑腿5的顶部安装有立柱13，凸台10远离前支撑腿5的侧部安装有第一弹簧30的一端，第一弹簧30的另一端与立柱13靠近前支撑腿5的侧部相连接的设置，使得在第一弹簧30的作用下，车轮12会回复到遇到障碍物之前的状态。

如图5所示，爬升机构包括安装于立柱13顶部的延伸板14，延伸板14靠近基台1的顶部安装有斜板15。通过延伸板14靠近基台1的顶部安装有斜板15的设置，使得当机器人在运动时遇到高于轮子高度的障碍时，此时障碍物会挤压车轮12，进而使得车轮12带动T形滑条7在T形滑槽6内滑动，进而使得立柱13向前支撑腿5的方向移动，进而使得立柱13带动延伸板14移动，进而使得斜板15往后立柱18的方向移动。

如图1所示，斜板15的底部为斜面设置。通过斜板15的底部为斜面设置，使得斜板15可以挤压目标。

如图5所示，触发从动机构包括安装于后水平台17顶部的后立柱18，后立柱18的顶部为斜面设置，斜板15与后立柱18相匹配。通过后立柱18的顶部为斜面设置，斜板15与后立柱18相匹配的设置，使得斜板15往后立柱18的方向移动，当斜板15的底部与后立柱18的顶部相接触后，随着车轮12继续被挤压，斜板15继续移动，使得后立柱18在斜板15的作用下向下移动。

如图4所示，缓冲机构包括开设于后水平台17顶部的圆滑槽19，圆滑槽19内滑动安装有圆滑套20，圆滑套20的底部安装有限位环21，圆滑套20的顶部安装有减震机构，圆滑套20内开设有液压机构。通过圆滑槽19内滑动安装有圆滑套20，圆滑套20的底部安装有限位环21的设置，使得限位环21可以防止圆滑套20脱落。

如图4所示，液压机构包括开设于圆滑套20内的液压腔22，液压腔22的顶侧内壁上开设有液压滑槽25，液压滑槽25内滑动安装有液压杆23，液压杆23的底部设置有液压头24。通过液压滑槽25内滑动安装有液压杆23，液压杆23的底部设置有液压头24的设置，使得圆滑套20带动液压杆23运动，由于液压腔22内设置有缓冲液，进而使得液压杆23的运动因为液压头24被缓冲液影响而减缓，进而使得液压杆23受到的影响更小。

如图4所示，液压杆23的顶部安装有支撑杆27，基台1的侧部设置有凸板28，凸板28的底部与支撑杆27的顶部相连接。通过基台1的侧部设置有凸板28，凸板28的底部与支撑杆27的顶部相连接的设置，使得支撑杆27的运动更小，进而使得凸板28的运动更小，进而使得位于凸板28顶部的机器人的上下移动更小，即可使得车轮12受到的颠簸被很好的缓解。

如图4所示，减震机构包括安装于圆滑套20顶部的顶环26，顶环26的顶部安装有第二弹簧29，第二弹簧29的底部与后水平台17的顶部相连接。通过顶环26的顶部安装有第二弹簧29，第二弹簧29的底部与后水平台17的顶部相连接的设置，使得后水平台17在前支撑腿5的作用下也围绕安装轴3转动，进而使得后水平台17拉动第二弹簧29运动，进而使得第二弹簧29带动顶环26运动，由于第二弹簧29，使得后水平台17的转动传递到顶环26上时，得到缓解。

本实用新型工作原理：本装置在使用时，首先应将摆渡机器人安装于凸板28上并固定，随后将摆渡机器人设置到基台1的顶部，使得凸板28可以运动，当摆渡机器人开始运动时，使得车轮12滚动，使得机器人能够前进，当遇到颠簸路段时，车轮12在颠簸路面的作用下，使得车轮12上下移动，进而使得前水平台8上下移动，进而使得前支撑腿5围绕安装轴3转动，进而使得后水平台17在前支撑腿5的作用下也围绕安装轴3转动，进而使得后水平台17拉动第二弹簧29运动，进而使得第二弹簧29带动顶环26运动，由于第二弹簧29，使得后水平台17的转动传递到顶环26上时，得到缓解，进而使得顶环26带动圆滑套20运动，进而使得圆滑套20带动液压杆23运动，由于液压腔22内设置有缓冲液，进而使得液压杆23的运动因为液压头24被缓冲液影响而减缓，进而使得液压杆23受到的影响更小，进而使得液压杆23的运动更小，进而使得支撑杆27的运动更小，进而使得凸板28的运动更小，进而使得位于凸板28顶部的机器人的上下移动更小，即可使得车轮12受到的颠簸被很好的缓解。

当机器人在运动时遇到高于轮子高度的障碍时，此时障碍物会挤压车轮12，进而使得车轮12带动T形滑条7在T形滑槽6内滑动，进而使得立柱13向前支撑腿5的方向移动，进而使得立柱13带动延伸板14移动，进而使得斜板15往后立柱18的方向移动，当斜板15的底部与后立柱18的顶部相接触后，随着车轮12继续被挤压，斜板15继续移动，使得后立柱18在斜板15的作用下向下移动，进而使得后水平台17围绕安装轴3转动，进而使得前支撑腿5围绕安装轴3转动，即可使得前支撑腿5带动车轮12逐渐沿着障碍物侧面上升，当车轮12上升到能够跨过障碍物时，即可完成对较高的障碍物的自动跨越过程，随后在第一弹簧30的作用下，车轮12会回复到遇到障碍物之前的状态，即可实现机器人遇到较高障碍物的自动跨越与回复过程。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，包括基台（1），其特征在于：所述基台（1）的底部安装有两个圆底座（2），两个所述圆底座（2）之间安装有安装轴（3），所述安装轴（3）的两端延伸至两个所述圆底座（2）外侧，所述安装轴（3）上转动安装有两个套环（4），两个所述套环（4）的均底部安装有前支撑腿（5），两个所述套环（4）远离两个所述前支撑腿（5）的一侧均安装有后支撑腿（16），两个所述前支撑腿（5）的底部均设置有触发机构，所述触发机构的底部安装有前水平台（8），两个所述前水平台（8）的底部均开设有避让槽（11），两个所述避让槽（11）的侧部均转动安装有车轮（12），两个所述后支撑腿（16）的底部均安装有后水平台（17），两个所述后水平台（17）的顶部均安装有触发从动机构，两个所述后水平台（17）上均设置有缓冲机构，所述缓冲机构与所述基台（1）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，其特征在于：所述触发机构包括开设于所述前支撑腿（5）底部的T形滑槽（6），所述前水平台（8）的顶部安装有T形滑条（7），所述T形滑条（7）与所述前水平台（8）相配合，所述T形滑条（7）靠近所述前支撑腿（5）的顶部安装有限位块（9），所述前支撑腿（5）的侧部安装有复位机构。

3.根据权利要求2所述的一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，其特征在于：所述复位机构包括安装于所述前支撑腿（5）顶部的凸台（10），所述T形滑条（7）远离所述前支撑腿（5）的顶部安装有立柱（13），所述凸台（10）远离所述前支撑腿（5）的侧部安装有第一弹簧（30）的一端，所述第一弹簧（30）的另一端与所述立柱（13）靠近所述前支撑腿（5）的侧部相连接，所述立柱（13）的顶部安装有爬升机构。

4.根据权利要求3所述的一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，其特征在于：所述爬升机构包括安装于所述立柱（13）顶部的延伸板（14），所述延伸板（14）靠近所述基台（1）的顶部安装有斜板（15）。

5.根据权利要求4所述的一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，其特征在于：所述斜板（15）的底部为斜面设置。

6.根据权利要求5所述的一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，其特征在于：所述触发从动机构包括安装于所述后水平台（17）顶部的后立柱（18），所述后立柱（18）的顶部为斜面设置，所述斜板（15）与所述后立柱（18）相匹配。

7.根据权利要求1所述的一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，其特征在于：所述缓冲机构包括开设于所述后水平台（17）顶部的圆滑槽（19），所述圆滑槽（19）内滑动安装有圆滑套（20），所述圆滑套（20）的底部安装有限位环（21），所述圆滑套（20）的顶部安装有减震机构，所述圆滑套（20）内开设有液压机构。

8.根据权利要求7所述的一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，其特征在于：所述液压机构包括开设于所述圆滑套（20）内的液压腔（22），所述液压腔（22）的顶侧内壁上开设有液压滑槽（25），所述液压滑槽（25）内滑动安装有液压杆（23），所述液压杆（23）的底部设置有液压头（24）。

9.根据权利要求8所述的一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，其特征在于：所述液压杆（23）的顶部安装有支撑杆（27），所述基台（1）的侧部设置有凸板（28），所述凸板（28）的底部与所述支撑杆（27）的顶部相连接。

10.根据权利要求7所述的一种应用于摆渡机器人行走结构上的平衡装置，其特征在于：所述减震机构包括安装于所述圆滑套（20）顶部的顶环（26），所述顶环（26）的顶部安装有第二弹簧（29），所述第二弹簧（29）的底部与所述后水平台（17）的顶部相连接。