CN220972376U - 一种轮组装置及其机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于轮组领域，具体是涉及到一种轮组装置及其机器人，包括轮架、弹性件、拉力传感器和直线驱动件；轮架包括摆臂和连接杆，摆臂的一端用于安装轮体，另一端与车架铰接，且铰接侧与连接杆一端连接；弹性件、拉力传感器和直线驱动件三个部件沿同一直线设置，且位于直线一端的部件与连接杆另一端连接，位于直线另一端的部件与车架连接，本实用新型所提供的轮组装置，其轮架可以带动轮体相对于车架转动，同时，轮架中的连接杆受到弹性件的拉力，可以保证轮体处于与地面始终接触状态，而且可以根据拉力传感器所检测到的拉力数据控制直线驱动件的伸长和缩短量，进而调节弹性件的拉力，最终调节轮体的预压力。

Description

一种轮组装置及其机器人

技术领域

本实用新型属于轮组领域，具体是涉及到一种轮组装置及其机器人。

背景技术

目前的服务型机器人一般在布局在室内，室内地面平坦便于机器人的行走而移动，而室外布局机器人将会是一种趋势，机器人布局在户外，对机器人的行走能力提出了较高的要求，例如防滑性能和行走的稳定性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单可靠且可实现自适应轮体预压力调节的轮组装置及其机器人。

本实用新型本实用新型提供一种轮组装置，包括轮架、弹性件、拉力传感器和直线驱动件；

所述轮架包括摆臂和连接杆，所述摆臂的一端用于安装轮体，另一端与车架铰接，且铰接侧与所述连接杆一端连接；

所述弹性件、拉力传感器和直线驱动件三个部件沿同一直线设置，且三个部件中，位于直线一端的部件与所述连接杆另一端连接，位于直线另一端的部件与所述车架连接。

更进一步地，所述摆臂和连接杆呈“L”型结构连接。

更进一步地，所述摆臂位于所述车架下端，所述车架上设置有通孔，所述连接杆穿过所述通孔置于所述车架上端，所述弹性件、拉力传感器和直线驱动件均位于所述车架上端。

更进一步地，所述弹性件、拉力传感器和直线驱动件三个部件依次设置，所述弹性件的首端套设在所述连接杆端部，所述直线驱动件的机体固定设置在所述车架上。

更进一步地，所述弹性件为拉簧。

更进一步地，所述连接杆一端设置有卡槽，所述弹性件一端的拉环套设在所述卡槽内。

更进一步地，所述直线驱动件为直线电机。

更进一步地，本轮组装置还包括控制器，所述控制器与所述拉力传感器和所述直线驱动件电连接。

本实用新型还提供一种机器人，包括机器人本体、轮体、车架以及轮组装置。

本实用新型的有益效果是，本实用新型所提供的轮组装置，其轮架可以带动轮体相对于车架转动，同时，轮架中的连接杆受到弹性件的拉力，可以保证轮体处于与地面始终接触状态，而且可以根据拉力传感器所检测到的拉力数据控制直线驱动件的伸长和缩短量，进而调节弹性件的拉力，最终调节轮体的预压力，以此，可以实现根据实时路况自动调节轮体的预压力，弹性件提供轮体的预压力，在轮体经过坑洼时，直线驱动件拉长弹性件补偿轮架下摆时弹性件的缩短量来减弱或避免打滑，同时在地面不平时可以通过直线驱动件调节预压力减轻车架的晃动，而弹性件、拉力传感器和直线驱动件三个部件沿同一直线设置，相互连接形成一个拉力构件，同时实现对拉力的监控、直线驱动件的调节以及弹性件的拉力调节，整体结构简单可靠，拆装也方便快捷。

附图说明

附图1为本实用新型中轮组装置的第一角度结构示意图；

附图2为本实用新型中轮组装置的第二角度结构示意图；

附图3为本实用新型中轮组装置的正剖视图；

附图4为本实用新型中机器人的结构示意图。

在图中，1-轮架；11-摆臂；12-连接杆；121-卡槽；2-弹性件；3-拉力传感器；4-直线驱动件；5-轮体；6-车架；61-通孔；7-机器人本体。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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，还可以是物理连接或无线通信连接；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。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如附图1-附图4所示，本实用新型提供一种轮组装置，包括轮架1、弹性件2、拉力传感器3和直线驱动件4，其中轮架1用于连接轮体5和车架6；

所述轮架1包括摆臂11和连接杆12，所述摆臂11的一端用于安装轮体5，另一端与车架6铰接，且铰接侧与所述连接杆12一端连接，即连接杆12和摆臂11在端部相互连接，可以是通过紧固件固定连接，也可以采用一体成型，在连接杆12和摆臂11的连接处与车架6铰接，使得轮体5可以绕铰接处进行转动，此时摆臂11铰接点与轮体5的轮轴的距离为转动半径；

所述弹性件2、拉力传感器3和直线驱动件4三个部件沿同一直线设置，即存在共六种排布方式，包括：

弹性件2、拉力传感器3和直线驱动件4依次布置；

弹性件2、直线驱动件4和拉力传感器3依次布置；

拉力传感器3、弹性件2、和直线驱动件4依次布置；

拉力传感器3、直线驱动件4和弹性件2依次布置；

直线驱动件4、拉力传感器3和弹性件2依次布置；

直线驱动件4、弹性件2和拉力传感器3依次布置；

且三个部件中，位于直线一端的部件与所述连接杆12另一端连接，位于直线另一端的部件与所述车架6连接。

本实用新型所提供的轮组装置，其轮架1可以带动轮体5相对于车架6转动，同时，轮架1中的连接杆12受到弹性件2的拉力，可以保证轮体5处于与地面始终接触状态，而且可以根据拉力传感器3所检测到的拉力数据控制直线驱动件4的伸长和缩短量，进而调节弹性件2的拉力，最终调节轮体5的预压力，以此，可以实现根据实时路况自动调节轮体5的预压力，弹性件2提供轮体5的预压力，在轮体5经过坑洼时，直线驱动件4拉长弹性件2补偿轮架1下摆时弹性件2的缩短量来减弱或避免打滑，同时在地面不平时可以通过直线驱动件4调节预压力减轻车架6的晃动，而弹性件2、拉力传感器3和直线驱动件4三个部件沿同一直线设置，相互连接形成一个拉力构件，同时实现对拉力的监控、直线驱动件4的调节以及弹性件2的拉力调节，整体结构简单可靠，拆装也方便快捷。

参考图3，在其中一个实施例中，所述摆臂11和连接杆12呈“L”型结构连接，L型的连接处即为与车架6的铰接位置，在其中一个实施例中，摆臂11和连接杆12的连接处设置有圆柱形的铰接柱，在车架6的对应位置设置有铰接座。

在其中一个实施例中，所述摆臂11位于所述车架6下端，所述车架6上设置有通孔61，所述连接杆12穿过所述通孔61置于所述车架6上端，所述弹性件2、拉力传感器3和直线驱动件4均位于所述车架6上端，即连接杆12大部分结构、弹性件2、拉力传感器3和直线驱动件4均位于车架6的上方，位于车体的内部，可以极大的提高弹性件2、拉力传感器3和直线驱动件4的防护能力，避免处于车架6下端的恶劣环境内，提高使用寿命和稳定性。

在其中一个优选实施例中，所述弹性件2、拉力传感器3和直线驱动件4三个部件依次设置，所述弹性件2的首端套设在所述连接杆12端部，所述直线驱动件4的机体固定设置在所述车架6上，此时，直线驱动件4固定在车架6上，可以避免其产生晃动，而拉力传感器3处于中间，其两端设置有拉钩连接直线驱动件4的输出端和弹性件2的一端连接。

在其中一个实施例中，所述弹性件2为拉簧，拉簧具有调节区间大，调节方便快捷等优势，且拉簧的两端便于设置拉钩，方便与连接杆12和拉力传感器3连接。

在其中一个实施例中，所述连接杆12一端设置有卡槽121，所述弹性件2一端的拉环套设在所述卡槽121内，以此可以很方便的完成拉簧与连接杆12的拆装，便于组装和维护。

在其中一个实施例中，所述直线驱动件4可以采用气缸或者液压缸，在一个优选实施例中，所述直线驱动件4为直线电机，采用电机而非气缸或者液压缸，可以通过电能进行驱动，便于轮组的控制。

在其中一个实施例中，本轮组装置还包括控制器，所述控制器与所述拉力传感器3和所述直线驱动件4电连接，控制器可以根据拉力传感器3的检测数值为依据实时控制直线驱动件4的伸长量，进而实现自适应的预压力控制，具体地，轮组装置在通过坑洼路况时，在弹性件2作用下摆臂11向下摆动使得轮体5始终与地面接触，此时弹性件2长度相对缩短，拉力传感器3检测到预压力下降，控制器随即通过三角函数转换控制直线驱动件4拉长弹性件2增加拉力来补偿弹性件2相对缩短量及轮架1转角度导致的分力损失，在轮体5作为驱动轮使用时防止轮体5打滑；在通过凸起障碍物时，控制器适当减少弹性件2长度减小轮体5预压力，提高轮体5越障能力；爬坡状态下控制器通过监测轮体5是否有打滑适当增加弹性件2的拉长量，防止轮体5打滑。

本实用新型还提供一种机器人，包括机器人本体7、轮体5、车架6以及轮组装置，机器人本体7设置在车架6上，轮组装置中的轮架1铰接设置在车架6上，弹性件2、拉力传感器3和直线驱动件4三个部件中其中一个与车架6连接，轮体5设置在摆臂11的端部，作为机器人的驱动轮使用。

以上所述，仅是本实施例，并非对本实用新型做任何限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动、修饰或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种轮组装置，其特征是，包括轮架(1)、弹性件(2)、拉力传感器(3)和直线驱动件(4)；

所述轮架(1)包括摆臂(11)和连接杆(12)，所述摆臂(11)的一端用于安装轮体(5)，另一端与车架(6)铰接，且铰接侧与所述连接杆(12)一端连接；

所述弹性件(2)、拉力传感器(3)和直线驱动件(4)三个部件沿同一直线设置，且三个部件中，位于直线一端的部件与所述连接杆(12)另一端连接，位于直线另一端的部件与所述车架(6)连接。

2.如权利要求1所述的轮组装置，其特征是，所述摆臂(11)和连接杆(12)呈“L”型结构连接。

3.如权利要求1所述的轮组装置，其特征是，所述摆臂(11)位于所述车架(6)下端，所述车架(6)上设置有通孔(61)，所述连接杆(12)穿过所述通孔(61)置于所述车架(6)上端，所述弹性件(2)、拉力传感器(3)和直线驱动件(4)均位于所述车架(6)上端。

4.如权利要求1所述的轮组装置，其特征是，所述弹性件(2)、拉力传感器(3)和直线驱动件(4)三个部件依次设置，所述弹性件(2)的首端套设在所述连接杆(12)端部，所述直线驱动件(4)的机体固定设置在所述车架(6)上。

5.如权利要求4所述的轮组装置，其特征是，所述弹性件(2)为拉簧。

6.如权利要求5所述的轮组装置，其特征是，所述连接杆(12)一端设置有卡槽(121)，所述弹性件(2)一端的拉环套设在所述卡槽(121)内。

7.如权利要求1所述的轮组装置，其特征是，所述直线驱动件(4)为直线电机。

8.如权利要求1-7任一项所述的轮组装置，其特征是，还包括控制器，所述控制器与所述拉力传感器(3)和所述直线驱动件(4)电连接。

9.一种机器人，其特征是，包括机器人本体(7)、轮体(5)、车架(6)以及如权利要求1-8任一项所述的轮组装置。