CN214875110U - 应用于移动机器人的转向机构及移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种应用于移动机器人的转向机构，包括转向驱动装置和两个转向轮，两个转向轮对称设置在转向驱动装置两侧，转向轮包括联动件、转向轴、转向座和车轮；车轮相对转动的设置在转向座上，转向轴竖直设置在转向座上，转向座通过转向轴连接移动机器人的车体，转向座可绕转向轴转动；转向驱动装置相对移动机器人的车体固定，联动件一端与转向驱动装置的输出端铰接，联动件另一端与转向座的端部铰接；转向驱动装置驱动联动件摆动，以使转向座绕转向轴转动；本实用新型提供一种移动机器人，应用上述转向机构。本实用新型的转向机构，结构简单，体积小巧；本实用新型的移动机器人，能按照阿克曼原理进行灵活转动，从而适应不同的任务需求。

Description

应用于移动机器人的转向机构及移动机器人

技术领域

本实用新型涉及移动机器人领域，尤其是指一种应用于移动机器人的转向机构及移动机器人。

背景技术

车式移动机器人是一种适用于野外侦查、目标搜索、排雷抢险、空间探测、清洁消毒的等场合的智能的移动载体，常见的的车式移动机器人采用和汽车一样的梯形阿克曼转向机构，从而在地面进行曲线移动，但梯形阿克曼转向机构为制造成本高，且其为竖式结构，无法简单移植到小型车式移动机器人，为了克服上述梯形阿克曼转向机构占用竖向空间问题，中国专利号CN201811561406.1公开一种轮电动转向车桥，包括焊接横梁、旋转动力件、方向机、螺杆、转向节；旋转动力件、方向机均设置在焊接横梁上且两者动力连接，螺杆、转向节的数量为两个，方向机的两端分别连接螺杆，螺杆与转向节铰接，两个转向节分别铰接在焊接横梁的两端处；当旋转动力件进行转矩输入时，方向机带动两个螺杆左右横向移动，继而带动转向节在焊接横梁上转动，上述电动转向车桥采用为水平平行四边形结构，从而能降低应用该电动转向车桥的车式移动机器人的竖向高度，但这种电动转向车桥结构复杂，导致难以再进一步小型化，不利于应用到小型车式移动机器人上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于移动机器人的转向机构，结构简单，体积小巧，适用于小型车式移动机器人。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

应用于移动机器人的转向机构，包括转向驱动装置和两个转向轮，两个转向轮对称设置在转向驱动装置两侧，所述转向轮包括联动件、转向轴、转向座和车轮；所述车轮相对转动的设置在转向座上，所述转向轴竖直设置在所述转向座上，所述转向座通过所述转向轴连接移动机器人的车体，所述转向座可绕所述转向轴转动；所述转向驱动装置相对移动机器人的车体固定，所述联动件一端与所述转向驱动装置的输出端铰接，所述联动件另一端与所述转向座的端部铰接；所述转向驱动装置驱动联动件摆动，以使所述转向座绕所述转向轴转动。

与现有技术相比，本实用新型的一种应用于移动机器人的转向机构，其主要由转向驱动装置、联动件、转向轴、转向座和车轮构成，通过利用移动机器人的车体限定两个转向轮的位置，省去在转向驱动装置和转向座之间设置支撑体，本实用新型工作时转向驱动装置输出动力使联动件向左侧或右侧摆动，所述转向座随之绕转向轴向左侧或右侧摆动带动车轮进行转向，本实用新型的结构简单、体积小巧、成本低廉、容易制造、便于快速安装使用，以及便于维护，适用于小型车式移动机器人。

优选的，所述转向驱动装置包括转向舵机和固定架，所述固定架与移动机器人的车体固定连接，所述转向舵机设置在所述固定架上；所述转向舵机的输出端上设有连接件，所述转向舵机可驱动所述连接件的外端左右摆动，两个联动件分别与所述连接件的外端铰接。

所述转向驱动装置零部件数量少，结构简单，零部件便宜易得，成本低廉，另外，通过在所述转向舵机的输出端上设置连接件供两个联动件连接，从而确保两个转向轮转向时的同步性，提高应用本实用新型的移动机器人的转向效果。

优选的，所述联动件包括横杆，以及设置在所述横杆两端的关节轴承，所述横杆一端的关节轴承连接所述转向驱动装置的输出端，所述横杆另一端的关节轴承连接所述转向座的端部。

所述联动件采用上述设置方式，能确保所述联动件连接所述转向驱动装置的一端以及连接所述转向座的一端均保持活动状态，从而避免联动件在摆动的过程中阻碍转向座转动，同时延长联动件的使用寿命。

优选的，所述横杆可活动的***所述关节轴承内；所述横杆上设有锁定件，所述锁定件用于限定所述横杆和所述关节轴承之间的距离。

上述设置方式使所述横杆和所述关节轴承之间的距离可调，从而使本实用新型能够生产需要调整所述横杆和所述关节轴承之间的距离，以适应不同规格的移动机器人，提高本实用新型的适用范围。

优选的，所述转向座包括座体和连接轴，所述连接轴固定设置在所述座体远离转向驱动装置的一侧，所述车轮可转动的设置在所述连接轴外侧，所述转向轴设置在所述座体上，所述联动件一端连接所述座体的端部。

所述转向座采用上述设置方式，一方面，能便于生产人员将所述转向座安装至移动机器人的车体上，从而提高组装速度，另一方面，由于转向座在竖直方向上相对移动机器人的车体固定，与转向座连接连接轴能为车轮提供固定轴心进行沿轴心方向的旋转，从而便于应用本实用新型的移动机器人进行转向。

优选的，所述座体端面设有向外延伸的连接臂，所述联动件与所述连接臂铰接。

通过在所述座体端面设置连接臂，便于为联动件提供连接点，降低本实用新型的组装难度，便于生产人员快速生产。

优选的，所述座体外侧设有插孔，所述连接轴***所述插孔内；所述转向座外侧设有压盖，所述压盖用于将所述连接轴固定在所述座体上。

所述转向座由座体、连接轴和压盖组装而成，能降低单个零部件的生产难度，从而降低生产成本，上述设置方式能确保连接轴相对所述座体固定设置，从而便于车轮的安装。

优选的，所述连接轴外套设有轴套，所述轴套位于所述座体和所述车轮之间。

所述轴套的设置能限定所述座体和所述车轮之间的距离，从而避免车轮与座体发生干涉。

优选的，所述转向轴贯穿所述转向座，所述转向轴上端和下端相对移动机器人的车体固定连接。

这种设置方式能确保所述转向轮相对移动机器人稳定连接，从而提高转向轮转动时的可靠性，提高本实用新型转向时的稳定性。

本实用新型的另一个目的是提供一种应用上述转向机构的移动机器人，包括机体、控制装置、驱动装置和转向机构，所述控制装置、驱动装置和转向机构设置在机体上，所述驱动装置、所述转向机构与所述控制装置电连接。

与现有技术相比，本实用新型的一种移动机器人，安装有结构简单、体积小巧的转向机构，其能按照阿克曼原理进行灵活转动，从而适应不同的任务需求，且移动机器人能设计得尽可能小，从而使本实用新型适用于空间较小的任务作业。

附图说明

图1是本实用新型的第一角度示意图；

图2是本实用新型的第一角度示意图；

图3是本实用新型的***图；

图4是转向驱动装置和联动件的组装图；

图5是联动件的示意图；

图6是转向座的示意图；

图7是转向座的***图。

标号说明：

1转向驱动装置，11转向舵机，12连接件，13固定架，14铰接轴，2转向轮，21联动件，22横杆，23关节轴承，24锁定件，3转向轴，4转向座，41座体，42插孔，43连接臂，44压盖，45通孔，46连接轴，47凸沿，48轴套，5车轮，51挡板，52螺钉。

具体实施方式

以下结合附图说明本实用新型的实施方式：

实施例一

参见图1至图7，本实施例的应用于移动机器人的转向机构，包括转向驱动装置1和两个转向轮2，两个转向轮2对称设置在转向驱动装置1两侧，所述转向轮2包括联动件21、转向轴3、转向座4和车轮5；所述车轮5相对转动的设置在转向座4上，所述转向轴3竖直设置在所述转向座4上，所述转向座4通过所述转向轴3连接移动机器人的车体(图中未示出)，所述转向座4可绕所述转向轴3转动；所述转向驱动装置1相对移动机器人的车体固定，所述联动件21一端与所述转向驱动装置1的输出端铰接，所述联动件21另一端与所述转向座4的端部铰接；所述转向驱动装置1驱动联动件21摆动，以使所述转向座4绕所述转向轴3转动。

具体的，所述车轮5侧部设有挡板51和螺钉52，所述挡板51抵压所述车轮5中部外侧，所述螺钉52穿过所述挡板51并连接所述转向座4。

参见图1至图4，所述转向驱动装置1包括转向舵机11和固定架13，所述固定架13与移动机器人的车体固定连接，所述转向舵机11设置在所述固定架13上；所述转向舵机11的输出端上设有连接件12，所述转向舵机11可驱动所述连接件12的外端左右摆动，两个联动件21分别与所述连接件12的外端铰接。

具体的，其中一个联动件21的铰接端位于所述连接件12下方，另一联动件21的铰接端位于所述连接件12上方，所述两个联动件21和所述连接件12通过铰接轴14连接。

所述转向驱动装置1零部件数量少，结构简单，零部件便宜易得，成本低廉，另外，通过在所述转向舵机11的输出端上设置连接件12供两个联动件21连接，从而确保两个转向轮2转向时的同步性，提高应用本实用新型的移动机器人的转向效果。

参见图1、图2、图3和图5，所述联动件21包括横杆22，以及设置在所述横杆22两端的关节轴承23，所述横杆22一端的关节轴承23连接所述转向驱动装置1的输出端，所述横杆22另一端的关节轴承23连接所述转向座4的端部。

所述联动件21采用上述设置方式，能确保所述联动件21连接所述转向驱动装置1的一端以及连接所述转向座4的一端均保持活动状态，从而避免联动件21在摆动的过程中阻碍转向座4转动，同时延长联动件21的使用寿命。

参见图5，所述横杆22可活动的***所述关节轴承23内；所述横杆22上设有锁定件24，所述锁定件24用于限定所述横杆22和所述关节轴承23之间的距离。

具体的，所述横杆22端部与所述关节轴承23螺接。

上述设置方式使所述横杆22和所述关节轴承23之间的距离可调，从而使本实用新型能够生产需要调整所述横杆22和所述关节轴承23之间的距离，以适应不同规格的移动机器人，提高本实用新型的适用范围。

参见图6至图7，所述转向座4包括座体41和连接轴46，所述连接轴46固定设置在所述座体41远离转向驱动装置1的一侧，所述车轮5可转动的设置在所述连接轴46外侧，所述转向轴3设置在所述座体41上，所述联动件21一端连接所述座体41的端部。

所述转向座4采用上述设置方式，一方面，能便于生产人员将所述转向座4安装至移动机器人的车体上，从而提高组装速度，另一方面，由于转向座4在竖直方向上相对移动机器人的车体固定，与转向座4连接连接轴46能为车轮5提供固定轴心进行沿轴心方向的旋转，从而便于应用本实用新型的移动机器人进行转向。

参见图6至图7，所述座体41端面设有向外延伸的连接臂43，所述联动件21与所述连接臂43铰接。

通过在所述座体41端面设置连接臂43，便于为联动件21提供连接点，降低本实用新型的组装难度，便于生产人员快速生产。

参见图7，所述座体41外侧设有插孔42，所述连接轴46***所述插孔42内；所述转向座4外侧设有压盖44，所述压盖44用于将所述连接轴46固定在所述座体41上。

具体的，所述压盖44中部设有供连接轴46通过的通孔45，所述压盖44套设在所述连接轴46外，并与所述座体41通过螺栓或螺钉固定连接；所述连接轴46外侧设有凸沿47，所述压盖44内侧抵压所述凸沿47以限制所述连接轴46向外移动的范围。

所述转向座4由座体41、连接轴46和压盖44组装而成，能降低单个零部件的生产难度，从而降低生产成本，上述设置方式能确保连接轴46相对所述座体41固定设置，从而便于车轮5的安装。

参见图6至图7，所述连接轴46外套设有轴套48，所述轴套48位于所述座体41和所述车轮5之间。

所述轴套48的设置能限定所述座体41和所述车轮5之间的距离，从而避免车轮5与座体41发生干涉。

参见图6，所述转向轴3贯穿所述转向座4，所述转向轴3上端和下端相对移动机器人的车体固定连接。

具体的，所述转向座4内设有轴承(图中未示出)。

这种设置方式能确保所述转向轮2相对移动机器人稳定连接，从而提高转向轮2转动时的可靠性，提高本实用新型转向时的稳定性。

与现有技术相比，本实用新型的一种应用于移动机器人的转向机构，其主要由转向驱动装置1、联动件21、转向轴3、转向座4和车轮5构成，通利用移动机器人的车体限定两个转向轮2的位置，省去在转向驱动装置1和转向座4之间设置支撑体，本实用新型工作时转向驱动装置1输出动力使联动件21向左侧或右侧摆动，所述转向座4随之绕转向轴3向左侧或右侧摆动带动车轮5进行转向，本实用新型的结构简单、体积小巧、成本低廉、容易制造、便于快速安装使用，以及便于维护，适用于小型车式移动机器人。

实施例二

本实用新型的另一个目的是提供一种应用上述转向机构的移动机器人，包括机体、控制装置、驱动装置和转向机构，所述控制装置、驱动装置和转向机构设置在机体上，所述驱动装置、所述转向机构与所述控制装置电连接。

本说明书未示出本实施例的附图，但本实施例属于本实用新型的权利要求的保护范围内。

与现有技术相比，本实用新型的一种移动机器人，安装有结构简单、体积小巧的转向机构，其能按照阿克曼原理进行灵活转动，从而适应不同的任务需求，且移动机器人能设计得尽可能小，从而使本实用新型适用于空间较小的任务作业。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.应用于移动机器人的转向机构，其特征在于，包括转向驱动装置和两个转向轮，两个转向轮对称设置在转向驱动装置两侧，所述转向轮包括联动件、转向轴、转向座和车轮；

所述车轮相对转动的设置在转向座上，所述转向轴竖直设置在所述转向座上，所述转向座通过所述转向轴连接移动机器人的车体，所述转向座可绕所述转向轴转动；

所述转向驱动装置相对移动机器人的车体固定，所述联动件一端与所述转向驱动装置的输出端铰接，所述联动件另一端与所述转向座的端部铰接；

所述转向驱动装置驱动联动件摆动，以使所述转向座绕所述转向轴转动。

2.根据权利要求1所述的应用于移动机器人的转向机构，其特征在于，所述转向驱动装置包括转向舵机和固定架，所述固定架与移动机器人的车体固定连接，所述转向舵机设置在所述固定架上；

所述转向舵机的输出端上设有连接件，所述转向舵机可驱动所述连接件的外端左右摆动，两个联动件分别与所述连接件的外端铰接。

3.根据权利要求1所述的应用于移动机器人的转向机构，其特征在于，所述联动件包括横杆，以及设置在所述横杆两端的关节轴承，所述横杆一端的关节轴承连接所述转向驱动装置的输出端，所述横杆另一端的关节轴承连接所述转向座的端部。

4.根据权利要求3所述的应用于移动机器人的转向机构，其特征在于，所述横杆可活动的***所述关节轴承内；

所述横杆上设有锁定件，所述锁定件用于限定所述横杆和所述关节轴承之间的距离。

5.根据权利要求1所述的应用于移动机器人的转向机构，其特征在于，所述转向座包括座体和连接轴，所述连接轴固定设置在所述座体远离转向驱动装置的一侧，所述车轮可转动的设置在所述连接轴外侧，所述转向轴设置在所述座体上，所述联动件一端连接所述座体的端部。

6.根据权利要求5所述的应用于移动机器人的转向机构，其特征在于，所述座体端面设有向外延伸的连接臂，所述联动件与所述连接臂铰接。

7.根据权利要求5所述的应用于移动机器人的转向机构，其特征在于，所述座体外侧设有插孔，所述连接轴***所述插孔内；

所述转向座外侧设有压盖，所述压盖用于将所述连接轴固定在所述座体上。

8.根据权利要求5所述的应用于移动机器人的转向机构，其特征在于，所述连接轴外套设有轴套，所述轴套位于所述座体和所述车轮之间。

9.根据权利要求1所述的应用于移动机器人的转向机构，其特征在于，所述转向轴贯穿所述转向座，所述转向轴上端和下端相对移动机器人的车体固定连接。

10.移动机器人，包括机体、控制装置、驱动装置和转向机构，所述控制装置、驱动装置和转向机构设置在机体上，所述驱动装置、所述转向机构与所述控制装置电连接，其特征在于，所述转向机构为权利要求1至9任一项所述的应用于移动机器人的转向机构。

Images