[實用新型]一種用于特定路面的機器人導向機構

有效

• 申請號: 201720682715.9
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN206998904U
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 計時鳴;焦義康;曾晰;潘燁;邱文彬
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J19/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司33201
• 代理人: 黃美娟,王兵

技術領域

本實用新型涉及一種用于特定路面的機器人導向機構。

背景技術

一般的輪式或履帶式爬行機器人的導向大多是通過傳感器來感知機器人的位置進而來保持直線或按指定方向行走，導致成本高、制造困難，但是利用機構來導向的爬行機器人并不多，尤其是適用于一些特殊形狀路面的導向機構暫時還沒有。

發明內容

為了解決目前的輪式或履帶式爬行機器人的導向需要傳感器感應、成本高、制造復雜的問題，本實用新型提出了一種單純利用機械結構實現機器人導向、結構簡單、成本低、導向效果好的用于特定路面的機器人導向機構。

本實用新型所述的一種用于特定路面的機器人導向機構，其特征在于：包括前輪組件、后輪組件以及機架，所述前輪組件和所述后輪組件分別安裝在機架的前后部，其中所述機架后部兩側各安裝一套后輪組件；所述前輪組件包括前導向輪、前軸、第一彈簧和前支架，所述前支架的上部與所述機架的前部固接，所述前支架的下部設有用于水平插接前軸的第一安裝孔，所述前支架與所述前軸的外端部轉動連接；所述前軸對稱安裝兩個前導向輪，并且兩個前導向輪之間留有用于卡入路面凸起的間隙；所述前導向輪與同側的前支架之間設有用于調整兩前導向輪之間間距的第一彈簧，其中第一彈簧的一端與前導向輪固接，另一端與前支架固接；所述后輪組件包括后支架、后軸、第二彈簧、后導向輪以及調節螺母，所述后支架的上部與所述機架后部固接，所述后支架的下部設有用于水平插入后軸的第二安裝孔；所述后軸的一端與所述后支架的下部轉動連接；所述后軸的另一端裝有后導向輪，并且所述后軸的末端螺接調節螺母；所述第二彈簧套接在所述后軸外部，并且所述彈簧的一端與后支架相連，另一端與后導向輪的第四軸承相連。

所述機架后部兩側各對稱安裝一套后輪組件，兩套后輪組件關于機架中心對稱，且保持前導向輪的最低點與后導向輪的最低點處于同一水平面上。

所述前支架包括橫梁、兩根垂直安裝架、用于限制前軸軸向移動的第一軸承、用于支撐前軸的第二軸承、圓板以及軸承端蓋，所述橫梁與機架前部底面固接，兩根所述垂直安裝架相對布置，且垂直安裝架的上端分別與橫梁的兩端固接拼成門型結構；每根垂直安裝架的第一安裝孔內側固接一塊圓板，外側固接一個用于限制前軸軸向移動的軸承端蓋；所述第二軸承嵌入所述第一安裝孔內，所述前軸的兩端插入相應的第二軸承上，并與同側的圓板、軸承端蓋螺接；所述第一軸承套在前軸兩端，并且通過其軸肩固定。

所述后支架的第二安裝孔內嵌有用于支撐后軸的第三軸承，后軸的內端插入第三軸承內圈，并與之固接；后軸安裝第四軸承，第四軸承的外端面套接用于固定后導向輪的套筒，并通過墊片以及調節螺母限制套筒沿后軸的軸向移動；第四軸承內端面與后支架之間套接第二彈簧，其中第二彈簧的一端與后支架固接，另一端與軸承相連。

所述前導輪和所述后導輪一側漸縮形成能與路面凸起貼合的錐面，其中兩個所述前導輪的錐面相對，兩個后導輪的錐面反向向外。

工作原理：當機器人沿路面向前正常行駛時，前后導向輪與路面正常貼合，并相對滾動。當機器人運轉方向偏置時，此時前后導向輪同時也發生偏置，并抵觸到路面的凸起，同時路面產生一個反作用力作用于前后導向輪，迫使偏置一側的前后導向輪發生轉向，從而帶動整個機器人轉向。機器人保持在一定范圍內直線向上行駛。前后導向輪連接著所述彈簧，在工作時所述彈簧可起到緩沖的作用，避免出現撞擊等不穩定現象，同時由于所述彈簧的存在使所述導向輪可適應實際情況下的有誤差的路面。通過調節所述調節螺母可微調所述后輪組件中所述導向輪的位置，使所述導向機構可適應小范圍內尺寸變化的路面。前后導向輪采用橡膠制作，因橡膠也具有較好的塑性，因此采用橡膠材質的所述導向輪也具有一定的緩沖作用；所述導向機構與路面共有三個接觸點，三點形成面，此時所述導向輪可更好的貼合路面。

本實用新型的有益效果在于：設計巧妙，能完整有效地正確導向，有益效果明顯；通過四個定制的橡膠輪可有效貼合路面上的凸起，并在正確行駛方向下與路面產生相對轉動，摩擦力小，利于機器人的正常行駛。當在行駛方向產生偏差時，路面凸起施于導向輪一個反偏差方向的力，使機器人回到正確的軌道，并且由于有彈簧的存在，機器人在調整方向時更加平穩并且彈簧使該導向同樣可勝任路面凸起有略微變化的情況。

附圖說明

圖1是本實用新型整體結構的側向視圖。

圖2是本實用新型機構的等軸測圖。

圖3是實用新型中去掉軸承端蓋和橡膠輪后的后導向組件立體圖。