[實用新型]四輪機器人的自動轉向機構

有效

• 申請號: 201720383300.1
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN206704288U
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 李金波;蔡佳豪;何攀星;馮澤根
• 申請（專利權）人: 湖南萬為智能機器人技術有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D7/16
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙)43001
• 代理人: 鄧淑紅

技術領域

本實用新型涉及一種機器人轉向機構，尤其涉及一種四輪機器人的自動轉向機構。

背景技術

近年來，在機器人和自動化領域內，具有廣泛實際應用前景的輪式移動機器人的研究吸引了眾多研究者的注意

隨著機器人技術的發展，如今機器人已經逐漸被廣泛應用到了商場、家庭等環境。隨著機器人應用環境的擴展，其面臨的環境也越來越復雜，供機器人活動的空間中，各種地形障礙、動態障礙物、靜態障礙物變換多端，對于機器人的轉向機構具有較高的要求。

但是現有的用于機器人的多為三輪、四輪全向輪底盤結構或四輪麥克納姆結構。其中，全向輪底盤結構的輪軸心指向底盤中心，通過輪子的運動合成實現全向運動，這種轉向方式由于本身結構的特點易導致運動時機器人上肢容易出現規律性抖動，不利于機器人的穩定性，從而造成采用這種轉向方式的機器人對底面的適應性不好，且由于這種形式中三個輪子呈120度分布，在運動時每個動作都有進行運動的合成，從而導致電機的應用率不高，并且由于通過運動的合成來實現轉向，轉向的精確度不易控制。而四輪麥克納姆輪底盤結構通過輪子上的45度斜置的滾子，再通過特殊的運動解算完成全向運動，運動解算的過程復雜并且價格高昂，不利于廣泛的推廣使用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種結構簡單，轉向精確的四輪機器人的自動轉向機構。

本實用新型提供的這種四輪機器人的自動轉向機構，它包括動力裝置、主轉向羊角和副轉向羊角，動力裝置輸出軸的一端通過連桿機構與主轉向羊角相連、另一端連接有絕對值編碼器，主、副轉向羊角之間通過橫連桿相連。

為了簡化結構，使所述連桿機構包括擺桿和拉桿，拉桿連接于主轉向羊角與擺桿之間，擺桿的上端與動力裝置的輸出軸固定為一體將輸出軸的轉動轉換為拉桿的平動。

為了提高運動的穩定性，在所述拉桿的兩端均可拆卸連接有L型的轉接頭，拉桿通過兩端的轉接頭分別與擺桿和主轉向羊角相連。

為了進一步提高運動的穩定性，在所述橫連桿的兩端均可拆卸連接有L型的轉接頭，橫連桿通過兩端的轉接頭分別與主、副轉向羊角相連。

為了保證連接的可靠，使所述拉桿和橫連桿的兩端均為螺紋頭，所述轉接頭的一端為與螺紋頭相配套的螺紋孔。

作為優選，可以使所述動力裝置包括分開設置的電機和減速器。

作為替代方案，還可以使所述動力裝置為減速電機。

本實用新型在使用過程中動力裝置通過連桿機構帶動主轉向羊角、橫連桿和副轉向羊角運動，實現左右輪的左右擺動達到轉向的目的，結構簡單且運動穩定可靠；同時絕對值編碼器實時檢測動力裝置輸出軸位置，通過函數換算可實時反饋出兩個輪子的實際偏移角，以實現精確控制轉向的角度。

附圖說明

圖1為本實用新型一個優選實施例的軸側示意圖。

圖2為圖1的俯視示意圖。

圖示序號：

1—動力裝置、2—主轉向羊角、3—副轉向羊角、4—連桿機構、5—橫連桿、6—絕對值編碼器、7—前橋、8—轉接頭、11—電機、12—減速器、41—擺桿、42—拉桿。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本實施例提供的這種四輪機器人的自動轉向機構包括動力裝置1、主轉向羊角2、副轉向羊角3、連桿機構4、橫連桿5和絕對值編碼器6，動力裝置為設置于前橋7上的電機11和減速器12，絕對值編碼器同軸連接于減速器的輸出軸上，用于監測輪子的實際偏移角，以便于精準及時的控制轉向的角度。主轉向羊角和副轉向羊角分別設置于前橋的兩端用于控制左前、右前輪體的轉向。連桿機構4包括擺桿41和拉桿42，擺桿的上端與減速器的輸出軸固定為一體，下端通過L型的轉接頭8與拉桿42相連，拉桿的另一端通過另一轉接頭與主轉向羊角連接，主轉向羊角的另一端通過橫連桿與副轉向羊角連為一體，橫連桿的兩端均設有便于調節運動方向的轉接頭8。

本實施例在工作時，當需要轉向時控制電機啟動，電機輸出力矩通過減速器減速后由減速器上的輸出軸輸出，擺桿將輸出軸的轉動轉換為拉桿的平動，拉桿帶動主轉向羊角擺動，同時副轉向羊角隨之連動，實現左右輪子的左右擺動達到轉向的目的。并且由絕對值編碼器實時檢測減速器輸出軸位置即擺桿的擺動角度，通過函數換算可實時反饋出兩個輪子的實際偏移角，以實現精準的控制轉向的角度。