[發明專利]一種用于機器人的三軸可調的懸架機構

有效

• 申請號: 201710299841.0
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107226146B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 王興松;李杰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;B60G17/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種用于機器人的三軸可調的懸架機構，包括車架、平行設置在所述車架上的兩個Y向旋轉架、四組獨立設置在所述Y向旋轉架上的懸架子機構，每個Y向旋轉架上設置兩個懸架子機構，每個懸架子機構包括安裝在Y向旋轉架上的X向旋轉架、安裝在所述X向旋轉架上的Z向固定座、通過輪軸和軸承座安裝在所述Z向固定座上的輪子。本發明通過改變相應的螺栓和滑槽的位置可以改變輪子、磁鐵在X、Y、Z向的角度，可以改變輪子和接觸面的角度，同時改變磁鐵和接觸面的間距。該機構實現了輪子對不同金屬曲面或其他曲面的適應，為機器人適應曲面提供很高的運動可靠性。

技術領域

本發明屬于機器人和車輛工程領域，涉及一種能夠用于機器人的三軸可調的懸架機構，可以實現在金屬曲面或其他曲面(如地面等)上運動。

背景技術

爬行機器人是移動機器人的一種，包括管道爬行機器人、壁面爬行機器人和球面爬行機器人，機器人的行走方式可分為輪式。履帶式、溶洞石等。根據不同的驅動方式和功能可以設計多種不同的結構和用途的爬行機器人，如氣動管內檢測爬行機器人、電磁吸附多足爬行機器人、電驅動壁面焊弧爬行機器人等，每一種形式的爬行機器人都有各自的應用特點。

自1966年日本的西亮教授研制出第一個爬壁機器人以來，爬壁機器人在日本得到蓬勃發展。之后，英國、西班牙、美國、德國和俄羅斯等國也相繼研制出多種爬壁機器人樣機。20世紀80年代以來，國內許多院校和科研單位也在爬壁機器人領域取得了長足的發展，研制了多種型號的爬壁機器人。

爬壁機器人是一種能夠在壁面爬行作業的極限作業機器人，它是集機構學、傳感技術、控制和信息技術等為一體的高技術產品，世界機器人大國日本在極限作業機器人研究方面尤為積極。在過去的幾十年里，爬壁機器人技術在世界范圍內得到迅速發展，也相繼研制出了不同種類的樣機，有些已經投入實用。在這一領域，日本取得的成績突出，美國、英國、法國、意大利、西班牙、澳大利亞、韓國等國也在不斷深入研究。

爬壁機器人按移動功能分主要是吸盤式、車輪式和履帶式。吸盤式能跨越很小的障礙，但移動速度慢；車輪式移動速度快、控制靈活，但維持一定的吸附力較困難；履帶式對壁面適應性強，著地面積大，但不易轉彎。而這三種移動方式的跨越障礙能力都很弱。

目前，在可適應不同曲面運動的機器人并不多見，尤其是在金屬曲面上的爬壁機器人，由于曲面弧度的變化給機器人運動帶來了很大的困擾。

發明內容

技術問題：本發明提供一種可適應不同曲率工作面(如金屬面、地面等)，使機器人輪子在各曲率弧面上正常接觸，保證運動可靠，并能改變懸架三個軸向的角度，增加工作弧面范圍的用于機器人的三軸可調的懸架機構。

技術方案：本發明的用于機器人的三軸可調的懸架機構，包括車架、平行設置在所述車架上的兩個Y向旋轉架、四組獨立設置在所述Y向旋轉架上的懸架子機構，每個Y向旋轉架上設置兩個懸架子機構，每個懸架子機構包括安裝在Y向旋轉架上的X向旋轉架、安裝在所述X向旋轉架上的Z向固定座、通過輪軸和軸承座安裝在所述Z向固定座上的輪子。

進一步的，本發明中，Y向旋轉架通過第一螺栓和第一可調螺栓車架連接，所述第一可調螺栓安裝在車架側面的滑槽內，通過在滑槽的不同位置調整Y向旋轉架與車架的夾角。

進一步的，本發明中，X向旋轉架通過第二螺栓和第二可調螺栓與Y向旋轉架連接，所述第二可調螺栓安裝在Y向旋轉架側面的滑槽內，通過在滑槽的不同位置調整X向旋轉架與Y向旋轉架的夾角。

進一步的，本發明中，Z向固定座通過第三螺栓和第三可調螺栓與X向旋轉架連接，所述第三可調螺栓安裝在X向旋轉架的圓弧滑槽內，通過在滑槽的不同位置調整Z向固定座與X向旋轉架旋轉的夾角。

進一步，Z向固定座內部設置有用于防止受力過大變形的緊固件。緊固件一般通過螺栓固定在Z向固定座內部。