[實(shí)用新型]懸掛輪及輪式機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520407019.8
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN204674692U
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪雅楠;張和光
• 申請（專利權(quán)）人: 北京云跡科技有限公司
• 主分類號: B62D61/00
• 分類號: B62D61/00;B62D11/00
• 代理公司: 北京萬慧達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11111
• 代理人: 李春晅;代峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及輪式機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種懸掛輪及輪式機(jī)器人。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的輪式機(jī)器人一般依靠三個(gè)或四個(gè)行進(jìn)輪進(jìn)行移動(dòng)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)其中至少一個(gè)行進(jìn)輪提供移動(dòng)力，而剩余的行進(jìn)輪則主要用于輔助機(jī)器人保持行進(jìn)的平衡及穩(wěn)定性，另有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)調(diào)整行進(jìn)輪角度控制機(jī)器人的移動(dòng)方向。

現(xiàn)有技術(shù)中室內(nèi)機(jī)器人有幾種常用的行進(jìn)輪布置方式：第一種是四輪布置式：四個(gè)輪大小基本相同，每兩個(gè)一組均勻布置在機(jī)器人底部四角，轉(zhuǎn)向時(shí)由其中一組偏轉(zhuǎn)一定角度帶動(dòng)整個(gè)機(jī)器人完成方向調(diào)整；第二種是三行進(jìn)輪式：三個(gè)輪大小基本相同并均勻布置在機(jī)器人底部(等腰三角形布置，對于形狀規(guī)則的圓形機(jī)器人則呈等邊三角形布置)，其中有兩個(gè)輪為一組、另一個(gè)單獨(dú)布置，轉(zhuǎn)向時(shí)由單獨(dú)布置的輪偏轉(zhuǎn)一定角度帶動(dòng)整個(gè)機(jī)器人完成方向調(diào)整。第三種是兩行進(jìn)輪式：兩個(gè)行進(jìn)輪為對稱布置在底部的兩側(cè)，轉(zhuǎn)向時(shí)直接將兩行進(jìn)輪偏轉(zhuǎn)一定角度帶動(dòng)整個(gè)機(jī)器人完成方向調(diào)整。可以看出，采用現(xiàn)有技術(shù)的方式，轉(zhuǎn)向輪與跟隨輪之間有一定距離，這導(dǎo)致機(jī)器人實(shí)際轉(zhuǎn)彎半徑較大，不利于其在室內(nèi)狹小的空間自由活動(dòng)。

現(xiàn)有技術(shù)的兩行進(jìn)輪方案很難控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)的平衡，必須另外設(shè)置至少一個(gè)輔助輪幫助穩(wěn)定機(jī)體。此外兩輪同時(shí)轉(zhuǎn)向的方案仍存在一定的轉(zhuǎn)彎半徑，機(jī)器人在室內(nèi)行動(dòng)的自由度仍然受到了限制。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題如何使兩輪系統(tǒng)穩(wěn)定自由地移動(dòng)，且可在狹小空間里實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種懸掛輪，包括：行進(jìn)輪、懸掛臂、驅(qū)動(dòng)連桿和電機(jī)；其中，

懸掛臂一端連接行進(jìn)輪中軸，另一端連接驅(qū)動(dòng)連桿；

驅(qū)動(dòng)連桿另一端連接機(jī)體；

電機(jī)固定安裝在懸掛臂或機(jī)體上，電機(jī)還同時(shí)連接行進(jìn)輪中軸；

懸掛臂包括高度調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述高度調(diào)整機(jī)構(gòu)包括可伸縮組件，所述可伸縮組件在懸掛臂長度方向上伸展或收縮。

優(yōu)選地，所述可伸縮組件為套筒式或活塞式結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述高度調(diào)整機(jī)構(gòu)還包括液壓或氣壓組件，通過所述液壓或氣壓組件調(diào)整所述套筒式或活塞式結(jié)構(gòu)的伸展/收縮程度。

優(yōu)選地，所述懸掛輪上還包括減震機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述減震機(jī)構(gòu)為彈簧減震機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述彈簧減震機(jī)構(gòu)一端固定連接機(jī)體，另一端固定連接驅(qū)動(dòng)連桿。

另一方面，本實(shí)用新型還同時(shí)提供一種輪式機(jī)器人，包括：兩套獨(dú)立設(shè)置的如上所述的懸掛輪，兩套所述懸掛輪分別設(shè)置在機(jī)體底部兩側(cè)對稱位置。

優(yōu)選地，所述機(jī)器人還包括兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，兩套懸掛輪中的電機(jī)各自與一套驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)耦接。

優(yōu)選地，所述機(jī)器人的機(jī)體包括車架，每個(gè)懸掛輪與一個(gè)車架配合，所述機(jī)體通過車架固定連接/安裝懸掛輪相應(yīng)組件。

優(yōu)選地，每個(gè)所述車架兩端還各設(shè)置有一個(gè)輔助輪。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，提供了自帶電機(jī)且具備高度調(diào)節(jié)功能的懸掛輪，通過該懸掛輪的使用，可維持機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)體的平衡，保證機(jī)器人行進(jìn)的穩(wěn)定性，且機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。

附圖說明

圖1a是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中懸掛輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1b是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中懸掛輪越障示意圖。

圖2是本實(shí)用新型輪式機(jī)器人實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向(零轉(zhuǎn)彎半徑)示意圖。

其中，各附圖標(biāo)記說明如下：1—輔助輪，2—行進(jìn)輪，3—車架，4—編碼器，5—電機(jī)，6—懸架彈簧，7—懸掛臂，8—驅(qū)動(dòng)連桿，9—障礙物；201—第一行進(jìn)輪(正轉(zhuǎn))，202—第一電機(jī)，203—第一編碼器，204—第二編碼器，205—第二電機(jī)，206—第二行進(jìn)輪(反轉(zhuǎn))。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

傳統(tǒng)的輪式機(jī)器人需要至少三個(gè)輪子來維持機(jī)體的穩(wěn)定性，這使得機(jī)器人設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)的成本較高，同時(shí)由于輪體移動(dòng)受限，轉(zhuǎn)向時(shí)存在一定的轉(zhuǎn)彎半徑，也使機(jī)器人在室內(nèi)行動(dòng)的自由度受到了限制。本實(shí)用新型提供了一種獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的懸掛輪，通過懸掛系統(tǒng)保證兩輪機(jī)器人機(jī)體的穩(wěn)定性。