CN205521353U - 一种自动水平平衡机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种自动水平平衡机器人，包括车底盘和设置在车底盘上的置物架，所述车底盘前端和后端均设有两个前轮和驱动后轮，其还包括相互配合支撑置物架的支撑机构和水平调节机构，所述支撑机构一端与车底盘固定连接，支撑机构另一端与置物架底部转动连接，水平调节机构设置在车底盘上，并与置物架连接用于调节置物架俯仰以保持置物架水平平衡。本实用新型设计合理，通过水平调节机构带动置物架前端俯仰，使得置物架在凹凸不平的地面上和在0°-30°斜坡上上下坡时可以始终保持自动水平平衡，从而有效克服了机器人运动过程中由于载重的不均衡、前端俯仰以及行驶中转弯产生的向心力等原因而导致的失衡问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种自动水平平衡机器人。
背景技术
目前，国内机器人行业起步比较晚，与国外尚有一定的差距，对于机器人行走机构中，轮式移动机构、履带式移动都是现有的比较成熟的设计，其中，轮式移动机构具有与地面摩擦力小，移动速度大，适应性差的特点。现有的餐厅服务机器人多用于输送食物或餐具，由于其大多只能在平地上运行，如遇凹凸不平的平面或上下斜坡，重力会使前后轮分配不均匀，导致机器人失衡，造成置物架随之上下抖动或者前端俯仰倾斜，从而造成放置于置物架上的物品失去水平平衡以致掉落的问题。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种设计合理，可实现自动水平平衡的自动水平平衡机器人。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种自动水平平衡机器人，其包括车底盘和设置在车底盘上的置物架，所述车底盘前端和后端均设有两个前轮和驱动后轮，其还包括相互配合支撑置物架的支撑机构和水平调节机构，所述支撑机构一端与车底盘固定连接，支撑机构另一端与置物架底部转动连接，水平调节机构设置在车底盘上，并与置物架连接用于调节置物架俯仰以保持置物架水平平衡。
所述水平调节机构包括步进电机、滚珠丝杆螺母副、丝杆安装座和俯仰轴，所述丝杆安装座和步进电机分别设置在车底盘的前端和后端，滚珠丝杆螺母副的丝杆一端与步进电机输出轴连接，滚珠丝杆螺母副的丝杆另一端可转动的安装在丝杆安装座上，所述俯仰轴一端与滚珠丝杆螺母副的螺母连接，俯仰轴另一端与置物架底部连接，所述步进电机转动时，带动滚珠丝杆螺母副的丝杆转动，带动滚珠丝杆螺母副的螺母前后移动，滚珠丝杆螺母副的螺母通过俯仰轴带动置物架俯仰。
所述滚珠丝杆螺母副的丝杆一端通过联轴器与步进电机输出轴连接。
所述俯仰轴为两根，两根俯仰轴一端分别铰接在滚珠丝杆螺母副的螺母两侧，两根俯仰轴另一端分别铰接在置物架底部前端。
所述车底盘前端设有用于采集路况信息的陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器与步进电机连接。
所述支撑机构包括一支撑架和两个支撑座，两个支撑座分别设置在车底盘中部的两侧，支撑架两端分别与两个支撑座转动连接，支撑架上设有两个以上用于支撑置物架的支脚。
所述前轮为万向轮。
所述置物架设有多个用于置物的置物层板。
本实用新型采用以上技术方案，采用两个驱动后轮的设计，使得机器人的动力输出及操控性比较好，尤其是在弯道、爬坡时表现比较好；滚珠丝杆螺母副的设计，摩擦系数小，消除了在传动过程中可能出现的爬行现象，能够将步进电机的正反转带动滚珠丝杆螺母副丝杆的旋转运动，转化为带动滚珠丝杆螺母副螺母的前后直线运动，从而拉动俯仰轴带动置物架前端俯仰，使得置物架能及时、灵敏、有效地俯仰以保持自动水平平衡。本实用新型设计合理，通过水平调节机构带动置物架前端俯仰，使得置物架在凹凸不平的地面上和在0°-30°斜坡上上下坡时可以始终保持自动水平平衡，从而有效克服了机器人运动过程中由于载重的不均衡、前端俯仰以及行驶中转弯产生的向心力等原因而导致的失衡问题。
附图说明
现结合附图对本实用新型作进一步阐述：
图1为本实用新型自动水平平衡机器人的主视示意图；
图2为本实用新型自动水平平衡机器人的右视示意图；
图3为本实用新型自动水平平衡机器人的车底盘结构示意图。
具体实施方式
如图1-3之一所示，本实用新型包括车底盘1和设置在车底盘1上的置物架2，所述车底盘1前端和后端均设有两个前轮3和驱动后轮4，其还包括相互配合支撑置物架2的支撑机构5和水平调节机构6，所述支撑机构5一端与车底盘1固定连接，支撑机构5另一端与置物架2底部转动连接，水平调节机构6设置在车底盘1上，并与置物架2连接用于调节置物架2俯仰以保持置物架2水平平衡。
所述水平调节机构6包括步进电机61、滚珠丝杆螺母副62、丝杆安装座63和俯仰轴64，所述丝杆安装座63和步进电机61分别设置在车底盘1的前端和后端，滚珠丝杆螺母副62的丝杆621一端与步进电机61输出轴连接，滚珠丝杆螺母副62的丝杆621另一端可转动的安装在丝杆安装座63上，所述俯仰轴64一端与滚珠丝杆螺母副62的螺母622连接，俯仰轴64另一端与置物架2底部连接，所述步进电机61转动时，带动滚珠丝杆螺母副62的丝杆621转动，带动滚珠丝杆螺母副62的螺母622前后移动，滚珠丝杆螺母副62的螺母622通过俯仰轴64带动置物架2俯仰。
所述滚珠丝杆螺母副62的丝杆621一端通过联轴器（图中未标注）与步进电机61输出轴连接。
所述俯仰轴64为两根，两根俯仰轴64一端分别铰接在滚珠丝杆螺母副62的螺母622两侧，两根俯仰轴64另一端分别铰接在置物架2底部前端。
所述车底盘1前端设有用于采集路况信息的陀螺仪传感器（图中未示出），所述陀螺仪传感器与步进电机61连接。
所述支撑机构5包括一支撑架51和两个支撑座52，两个支撑座52分别设置在车底盘1中部的两侧，支撑架51两端分别与两个支撑座52转动连接，支撑架51上设有两个以上用于支撑置物架2的支脚53。
所述前轮3为万向轮。
所述置物架2设有多个用于置物的置物层板21。
本实用新型的自动水平平衡机器人在凹凸不平的地面上和在0°-30°的斜坡上上下坡时，步进电机61的正反转，通过联轴器带动滚珠丝杆螺母副62丝杆的旋转，由于滚珠丝杆螺母副62的丝杆另一端可转动的安装在丝杆安装座63上，滚珠丝杆螺母副62丝杆的转动带动滚珠丝杆螺母副62的螺母在丝杆上前进或后退，从而拉动俯仰轴64带动置物架2前端上仰或下俯以适应了凹凸不平的地面和斜坡坡度，从而使得置物架2始终保持水平平衡。
本实用新型采用以上技术方案，采用两个驱动后轮4的设计，使得机器人的动力输出及操控性比较好，尤其是在弯道、爬坡时表现比较好；滚珠丝杆螺母副62的设计，摩擦系数小，消除了在传动过程中可能出现的爬行现象，能够将步进电机61的正反转带动滚珠丝杆螺母副62丝杆的旋转运动，转化为带动滚珠丝杆螺母副62螺母的前后直线运动，从而拉动俯仰轴64带动置物架2前端俯仰，使得置物架2能及时、灵敏、有效地俯仰以保持自动水平平衡。
以上描述不应对本实用新型的保护范围有任何限定。
Claims (8)
1.一种自动水平平衡机器人，包括车底盘和设置在车底盘上的置物架，所述车底盘前端和后端均设有两个前轮和驱动后轮，其特征在于：其还包括相互配合支撑置物架的支撑机构和水平调节机构，所述支撑机构一端与车底盘固定连接，支撑机构另一端与置物架底部转动连接，水平调节机构设置在车底盘上，并与置物架连接用于调节置物架俯仰以保持置物架水平平衡。
2.根据权利要求1所述的一种自动水平平衡机器人，其特征在于：所述水平调节机构包括步进电机、滚珠丝杆螺母副、丝杆安装座和俯仰轴，所述丝杆安装座和步进电机分别设置在车底盘的前端和后端，滚珠丝杆螺母副的丝杆一端与步进电机输出轴连接，滚珠丝杆螺母副的丝杆另一端可转动的安装在丝杆安装座上，所述俯仰轴一端与滚珠丝杆螺母副的螺母连接，俯仰轴另一端与置物架底部连接，所述步进电机转动时，带动滚珠丝杆螺母副的丝杆转动，带动滚珠丝杆螺母副的螺母前后移动，滚珠丝杆螺母副的螺母通过俯仰轴带动置物架俯仰。
3.根据权利要求2所述的一种自动水平平衡机器人，其特征在于：所述滚珠丝杆螺母副的丝杆一端通过联轴器与步进电机输出轴连接。
4.根据权利要求2所述的一种自动水平平衡机器人，其特征在于：所述俯仰轴为两根，两根俯仰轴一端分别铰接在滚珠丝杆螺母副的螺母两侧，两根俯仰轴另一端分别铰接在置物架底部前端。
5.根据权利要求2所述的一种自动水平平衡机器人，其特征在于：所述车底盘前端设有用于采集路况信息的陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器与步进电机连接。
6.根据权利要求1所述的一种自动水平平衡机器人，其特征在于：所述支撑机构包括一支撑架和两个支撑座，两个支撑座分别设置在车底盘中部的两侧，支撑架两端分别与两个支撑座转动连接，支撑架上设有两个以上用于支撑置物架的支脚。
7.根据权利要求1所述的一种自动水平平衡机器人，其特征在于：所述前轮为万向轮。
8.根据权利要求1所述的一种自动水平平衡机器人，其特征在于：所述置物架设有多个用于置物的置物层板。
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