CN108098733A - 一种铰连接的机器人平衡结构 - Google Patents

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金杭
张利刚
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Abstract

本发明公开了一种铰连接的机器人平衡结构包括前轮悬架、后轮悬架与连接件，所述连接件包括固定件与销轴，在所述固定件一端设有销孔，所述销轴穿过所述销孔将所述连接件与所述前轮悬架固定连接，所述固定件另一端与所述后轮悬架固定连接，所述连接件安装于所述前轮悬架与所述后轮悬架的中部。本发明中连接件一端与前轮悬架通过销轴固定，另一端与后轮悬架固定，从而将前轮悬架与后轮悬架铰接在一起，结构简单，减轻机器人自身的重量；销轴与固定件间隙配合，使机器人后轮悬架可以相对前轮悬架转动，存在约束的同时满足车身转动的需求。

Description

一种铰连接的机器人平衡结构
技术领域
本发明涉及机器人，尤其涉及一种铰连接的机器人平衡结构。
背景技术
随着机器人技术的快速发展，机器人应用场合越来越多，种类也逐渐丰富。其中，轮式机器人已成功应用于变电站巡检。通常情况下，机器人车身在经过不平整路面时，需要减轻因路面不平对底盘结构的负荷，以减轻车身能量消耗，减少车身不必要的倾斜，提高车身的地形适应能力和越障能力。因此在机器人车身设计中需要提高车身稳定性，避免机器人上的云台和激光震动过于剧烈，保证捕获的视频稳定清晰和导航的稳定。此功能配合机器人避障功能，能让机器人实现小障稳、大障避的效果。
目前，轮式机器人的平衡结构多采用减震簧的方法，每个轮胎与底盘之间都需要安装弹簧(减震簧)。该方法模仿目前汽车上的底盘装置。
但是，现有的减震弹簧设计存在以下缺陷：
减震弹簧增加了机器人的结构复杂度，不符合机器人所追求的车身轻量化，车身设计简洁化的设计理念。另外，就巡检机器人而言，其行走速度相对较慢，只能发挥减震弹簧的部分功能，经济效率差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铰连接的机器人平衡结构，减轻地面不平对底盘结构的负荷，减少车身不必要的倾斜，提高车身稳定性。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种铰连接的机器人平衡结构包括前轮悬架、后轮悬架与连接件，所述连接件包括固定件与销轴，在所述固定件一端设有销孔，所述销轴穿过所述销孔将所述连接件与所述前轮悬架固定连接，所述固定件另一端与所述后轮悬架固定连接，所述连接件安装于所述前轮悬架与所述后轮悬架的中部。
进一步地，所述前轮悬架与两前轮铰接，所述后轮悬架与两后轮铰接，所述前轮悬架与所述后轮悬架分离。
进一步地，所述铰连接的机器人平衡结构还包括缓冲压件，所述缓冲压件包括压板与弹簧，所述压板一端与所述后轮悬架固定连接，另一端的侧面与所述弹簧抵接，所述弹簧另一端与所述前轮悬架抵接。
进一步地，所述压板一端与所述后轮悬架螺钉固定连接，另一端设有凹槽，所述前轮悬架设有盲孔，所述凹槽与所述盲孔相对，所述弹簧一端与所述凹槽槽底抵接，另一端与所述盲孔底部抵接。
进一步地，所述缓冲压件对称安装于所述连接件两侧。
进一步地，所述弹簧为模具弹簧。
进一步地，所述连接件还包括卡簧与限位器，所述卡簧卡接于所述固定件远离所述销孔的一端，所述限位器与所述固定件固定连接，并对称分布于所述固定件两侧。
进一步地，所述固定件一侧设有凸台，所述后轮悬架中心轴线处设有卡槽，所述凸台容纳于所述卡槽。
进一步地，所述固定件两侧设有若干螺孔，螺钉穿过所述螺孔将所述连接件与所述后轮悬架固定连接。
进一步地，所述连接件、所述前轮悬架与所述后轮悬架均为对称结构。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：连接件一端与前轮悬架通过销轴固定，另一端与后轮悬架固定，从而将前轮悬架与后轮悬架铰接在一起，结构简单，减轻机器人自身的重量；销轴与固定件间隙配合，使机器人后轮悬架可以相对前轮悬架转动，存在约束的同时满足车身转动的需求。
附图说明
图1为本发明一铰连接的机器人平衡结构的一立体结构图；
图2为图1所示铰连接的机器人平衡结构在A处的放大图；
图3为图1所示连接件的一立体图。
图中：10、前轮悬架；11、盲孔；20、后轮悬架；21、卡槽；30、缓冲压件；31、弹簧；32、压板；40、连接件；42、固定件；421、螺孔；422、凸台；423、销孔；43、卡簧；45、限位器。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1-3所示，一种铰连接的机器人平衡结构，包括前轮悬架10、后轮悬架20、缓冲压件30与连接件40。
前轮悬架10远离前轮的一端中部设有两盲孔11，两盲孔11关于前轮悬架10中心轴线对称。
后轮悬架20沿中心轴线设有一卡槽21。
缓冲压件30包括弹簧31与压板32。弹簧31为刚性较大的模具弹簧，压板32两端位于两个不同的平面，与弹簧31配合起缓冲作用。当机器人遇到颠簸路况时，可以实现机器人车身的柔性变化和平路的自动复位。
连接件40包括固定件42、卡簧43、销轴(图未示)与限位器45。固定件42两侧对称设有螺孔421，固定件42一侧设有凸台422。卡簧43安装在固定件42一端，固定件42另一端设有销孔423。销孔423呈两端为圆弧形的方形孔。限位器45有两个，对称分布于销轴两侧。
装配时，前轮悬架10与两前轮枢接，后轮悬架20与两后轮枢接。前轮悬架10与后轮悬架20分离，并通过连接件40铰接。螺钉穿过固定件42上的螺孔421将连接件40一端固定安装于后轮悬架20，固定件42另一端处，销轴穿过销孔423使固定件42与前轮悬架10固定连接。凸台422卡接于后轮悬架20上的卡槽21。压板32一端与后轮悬架20通过螺钉固定连接，另一端设有凹槽。弹簧31一端收容于盲孔11，并与盲孔11底部抵接，另一端收容于凹槽，与凹槽底部抵接。
本发明中，连接件40一端与前轮悬架10通过销轴固定，另一端与后轮悬架20通过螺钉固定，从而将前轮悬架10与后轮悬架20铰接在一起。本发明中销轴与固定件42间隙配合，在卡簧43、销轴、凸台422共同作用下，有效阻止后轮悬架20前后滑动。由于连接件40安装于前轮悬架10、后轮悬架20的中间位置，使得后轮悬架20在一定角度范围内可以自由转动。限位器45对称分布于固定件42两侧，用以限制后轮悬架20的转动范围。在连接件40两侧还分别安装一缓冲压件30，通过缓冲压件30中弹簧31与压板32的配合实现车身的柔性变化和自动复位。
该平衡结构结构简单，可以用于轮式机器人、巡检机器人等机器人的底盘结构，能有效减轻机器人自身的重量。采用该平衡结构连接的前轮悬架10、后轮悬架20之间可以转动，存在一定的自由度，并且具有自动复位功能，有效提高机器人自身跨越障碍的能力和适应复杂地形的能力。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种铰连接的机器人平衡结构，其特征在于：所述铰连接的机器人平衡结构包括前轮悬架、后轮悬架与连接件，所述连接件包括固定件与销轴，在所述固定件一端设有销孔，所述销轴穿过所述销孔将所述连接件与所述前轮悬架固定连接，所述固定件另一端与所述后轮悬架固定连接，所述连接件安装于所述前轮悬架与所述后轮悬架的中部。
2.如权利要求1所述铰连接的机器人平衡结构，其特征在于：所述前轮悬架与两前轮铰接，所述后轮悬架与两后轮铰接，所述前轮悬架与所述后轮悬架分离。
3.如权利要求1所述铰连接的机器人平衡结构，其特征在于：所述铰连接的机器人平衡结构还包括缓冲压件，所述缓冲压件包括压板与弹簧，所述压板一端与所述后轮悬架固定连接，另一端的侧面与所述弹簧抵接，所述弹簧另一端与所述前轮悬架抵接。
4.如权利要求3所述铰连接的机器人平衡结构，其特征在于：所述压板一端与所述后轮悬架螺钉固定连接，另一端设有凹槽，所述前轮悬架设有盲孔，所述凹槽与所述盲孔相对，所述弹簧一端与所述凹槽槽底抵接，另一端与所述盲孔底部抵接。
5.如权利要求3或4所述铰连接的机器人平衡结构，其特征在于：所述缓冲压件对称安装于所述连接件两侧。
6.如权利要求3所述铰连接的机器人平衡结构，其特征在于：所述弹簧为模具弹簧。
7.如权利要求1所述铰连接的机器人平衡结构，其特征在于：所述连接件还包括卡簧与限位器，所述卡簧卡接于所述固定件远离所述销孔的一端，所述限位器与所述固定件固定连接，并对称分布于所述固定件两侧。
8.如权利要求1所述铰连接的机器人平衡结构，其特征在于：所述固定件一侧设有凸台，所述后轮悬架中心轴线处设有卡槽，所述凸台容纳于所述卡槽。
9.如权利要求1所述铰连接的机器人平衡结构，其特征在于：所述固定件两侧设有若干螺孔，螺钉穿过所述螺孔将所述连接件与所述后轮悬架固定连接。
10.如权利要求1所述铰连接的机器人平衡结构，其特征在于：所述连接件、所述前轮悬架与所述后轮悬架均为对称结构。
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