一种机器人机身减震支撑机构及一种机器人的制作方法

1.本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人机身减震支撑机构及一种机器人。


背景技术：

2.机器人在行进过程中无法避免地会产生颠簸，这种颠簸的原因可能是由于路面不平整产生的，也有可能是基于翻越障碍物产生的。为了降低行进时的颠簸，不断有新的机器人减震技术被提出和应用。现有技术中的机器人减震技术通常是从机器人底盘入手，将悬挂减震系统安装在机器人底盘上，通过减少底盘因颠簸产生的
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xy轴的位移量及z轴位移量来降低机器人的抖动。
3.虽然这类现有技术能够减少底盘的抖动，对于某些机器人(例如：扫地机器人)而言能够起到良好的减震效果，但是对于机身高度较高的机器人(例如：服务型机器人)则并不能起到足够的减震效果。因为机身较高的机器人在底盘的上方还设有更多器械和固定这些器械的上层支架。图6为现有技术中机身为刚性连接的机器人结构示意图，图7为现有技术中刚性连接的机器人的底盘示意图。如图7所示，现有技术一种加装悬挂减震机构的移动机器人(公开号：cn107323194a)中已经采用了底盘的悬挂减震系统，但是图6中显示的上层支架和底盘之间通常都是刚性连接，底盘的抖动会通过刚性连接的支架传动到机器人的上部，由于支架的力臂较长对放大这一抖动的现象，导致机器人顶部xy平面上
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xy轴的位移量增加，使得现有技术中的底盘悬挂减震系统对于机身较高的机器人的减震效果不太理想。
4.因此，为了解决现有技术无法降低高机身机器人在行进中的颠簸抖动，本技术提出了一种机器人机身减震支撑机构及一种机器人，本实用新型提出的机器人机身减震支撑机构位于机器人机身的中下部位，取代现有技术中刚性连接的支架，通过减少原先支架的臂长长度减少机器人顶部xy平面上
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xy轴的位移量，同时在其中增加了减震弹簧，减少机器人顶部
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z轴方向的振幅。本实用新型提出的减震支撑机构适用于机身较高的机器人(包括：服务型机器人)，对于机身较高的机器人的顶部振幅具有良好的减震效果。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中无法降低机器人在行进中的机身颠簸抖动的技术问题，本实用新型旨在提供一种针对机器人机身的有效减震手段，使得机器人在行进过程中机身的振幅能够得到有效降低。
6.本实用新型提供一种机器人机身减震支撑机构，包括：上部支撑件、下部支撑件和至少一个减震柱单元；所述减震柱单元的上端连接所述上部支撑件，所述减震柱单元的下端连接所述下部支撑件。
7.根据本技术的一个实施方式，所述至少一个减震柱单元均匀对称地布设在所述上部支撑件和所述下部支撑件之间，所述减震柱单元具有上下震动的极限限位行程。
8.根据本技术的一个实施方式，所述减震柱单元包括：
9.连接杆，其至少一部分杆身套装在减震弹簧内；及
10.连接套筒，其从所述连接杆的下端同轴地套设在所述连接杆外，所述减震弹簧的两端分别与所述连接杆和所述连接套筒接触。
11.根据本技术的一个实施方式，还包括：
12.在所述连接杆上端设置的用于与所述减震弹簧一端卡紧的第一弹簧座；及
13.在所述连接套筒上端设置的用于与所述减震弹簧另一端卡紧的第二弹簧座。
14.根据本技术的一个实施方式，所述连接杆和所述连接套筒的相互重合部设置限位结构。
15.根据本技术的一个实施方式，所述限位结构包括：
16.在所述连接杆的杆身上径向贯通设置的键槽；
17.至少一对在所述连接套筒上径向贯通设置的定位孔；及
18.穿过所述定位孔和所述键槽的对锁键轴。
19.根据本技术的一个实施方式，所述至少一对径向贯通设置的定位孔沿所述连接套筒上间隔设置。
20.根据本技术的一个实施方式，还包括：
21.套环，所述套环套装在所述定位孔外，所述套环沿径向贯通设置至少一个固定孔；及
22.至少一个固定螺丝，所述固定螺丝穿过所述定位孔后与所述对锁键轴的至少一端固定锁紧。
23.根据本技术的一个实施方式，所述对锁键轴在其长度方向的至少一端设置向内凹陷的螺纹孔，所述螺纹孔与所述固定螺丝配合。
24.本实用新型还提供了一种机器人，包括：所述的机器人机身减震支撑机构。
25.本实用新型的有益效果：
26.本实用新型提出的机器人机身减震支撑机构位于机器人机身的中下部位，取代现有技术中刚性连接的支架，通过减少原先支架的臂长长度减少机器人顶部xy平面上
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xy轴的位移量，同时在其中增加了减震弹簧，减少机器人顶部
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z轴方向的振幅。本实用新型提出的减震支撑机构适用于机身较高的机器人(包括：服务型机器人)，对于机身较高的机器人的顶部振幅具有良好的减震效果。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为实施例中机器人机身减震支撑机构的结构示意图；
29.图2为实施例中机器人机身减震支撑机构的结构爆炸图；
30.图3为实施例中减震柱单元的结构示意图；
31.图4为实施例中减震柱单元的结构爆炸图；
32.图5为实施例中应用机器人机身减震支撑机构的机器人的结构示意图；
33.图6为现有技术中刚性连接的机器人结构示意图；
34.图7为现有技术中刚性连接的机器人的底盘示意图。
35.附图标号说明：
36.1连接杆；
37.2连接套筒；
38.3减震弹簧；
39.4第一弹簧座；
40.5第二弹簧座；
41.6键槽；
42.7定位孔；
43.8对锁键轴；
44.9套环；
45.10固定螺丝；
46.11固定孔；
47.12第一螺丝；
48.13第二螺丝；
49.100上部支撑件；
50.200下部支撑件；
51.300减震柱单元；
52.400
‑
电池组件。
具体实施方式
53.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
54.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
55.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“相连”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
56.实施例一：
57.图1示出了本实施例机器人机身减震支撑机构的结构示意图。
58.如图1所示，本实施例提供一种机器人机身减震支撑机构，包括：上部支撑件100、下部支撑件200和至少一个减震柱单元300，减震柱单元300的上下两端分别连接上部支撑件100和下部支撑件200，减震柱单元300在上部支撑件100和下部支撑件200之间进行伸缩。当连接杆1和连接套筒2产生相向或相离运动时，在减震弹簧3因形变产生的弹性势能作用下起到减震和支撑作用。
59.具体的，减震柱单元300包括连接杆1、连接套筒2和减震弹簧3。连接杆1的上端设置第一弹簧座4，第一弹簧座4与上部支撑件100连接。连接套筒2为管状，连接套筒2的上端设置第二弹簧座5；连接套筒2的下端和下部支撑件200连接；连接套筒2同轴地套装在连接杆1的外侧，连接杆1和连接套筒2之间可相互地升降移动。减震弹簧3套装在连接杆1的外侧，减震弹簧3的上下两端分别与第一弹簧座4和第二弹簧座5卡紧。
60.需要说明的是，本实施例中连接杆1为杆状，连接套筒2为管状，两者的相互装配不应被单纯地理解为连接杆1只能套装在连接套筒2的中央。若本领域技术人员在阅读本技术之后简单地调换了连接杆1和连接套筒2的形状和里外关系，均应当被认定为仍然在本实施例公开及本技术要求保护的权利范围之内。同样的，本实施例当中，连接杆1在上方连接上部支撑件100，连接套筒2在下方连接下部支撑件200，若本领域技术人员在阅读本技术之后简单地调换了连接杆1和连接套筒2的上下关系，也应当被认定为仍然在本实施例公开及本技术要求保护的权利范围之内。
61.此外，减震柱单元300的数量还可以是2个、3个、4个或者更多，数量优选为4个。4个减震柱单元300均匀对称地设置在上部支撑件100和下部支撑件200之间，起到更好的减震和支撑作用。还可以在减震器上在添加一些阻尼，通过弹簧与阻尼共同作用，这样，效果更佳。
62.本实施例中减震支撑机构的安装过程：将减震弹簧3套装在连接杆1的杆身上，然后将连接杆1的杆身探入连接套筒2内部，减震弹簧3的上下两端分别和第一弹簧座4及第二弹簧座5相互卡紧。之后，将第一弹簧座4和上部支撑件100利用连接，连接套筒2的下端和下部支撑件200利用连接。
63.当设置有本实施例减震支撑机构的机器人在行进过程中发生颠簸时，连接杆1和连接套筒2之间产生升降移动，这种升降移动减少了机器人顶部xy平面上
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xy轴的位移量。在连接杆1和连接套筒2的升降过程中，减震弹簧3通过将升降运动转换为弹性势能，在弹性势能的驱动下使得连接杆1和连接套筒2之间的升降移动更为平稳，从而进一步减少机器人顶部
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z轴方向的振幅。
64.实施例二：
65.图2示出了本实施例减震支撑机构的结构爆炸图；图3示出了实施例中减震柱单元的结构示意图；图4示出了实施例中减震柱单元的结构爆炸图。
66.如图2所示，本实施例提供一种减震支撑机构，包括：上部支撑件100、下部支撑件200和至少一个减震柱单元300，减震柱单元300的上下两端分别连接上部支撑件100和下部支撑件200，减震柱单元300在上部支撑件100和下部支撑件200之间进行伸缩。当连接杆1和连接套筒2产生相向或相离运动时，在减震弹簧3因形变产生的弹性势能作用下起到减震和支撑作用。
67.具体的，如图3所示，减震柱单元300包括连接杆1、连接套筒2和减震弹簧3。连接杆
1的上端设置第一弹簧座4，第一弹簧座4与上部支撑件100连接。连接套筒2为管状，连接套筒2的上端设置第二弹簧座5；连接套筒2的下端和下部支撑件200连接；连接套筒2同轴地套装在连接杆1的外侧，连接杆1和连接套筒2之间可相互地升降移动。减震弹簧3套装在连接杆1的外侧，减震弹簧3的上下两端分别与第一弹簧座4和第二弹簧座5卡紧。
68.需要说明的是，本实施例中连接杆1为杆状，连接套筒2为管状，两者的相互装配不应被单纯地理解为连接杆1只能套装在连接套筒2的中央。若本领域技术人员在阅读本技术之后简单地调换了连接杆1和连接套筒2的形状和里外关系，均应当被认定为仍然在本实施例公开及本技术要求保护的权利范围之内。同样的，本实施例当中，连接杆1在上方连接上部支撑件100，连接套筒2在下方连接下部支撑件200，若本领域技术人员在阅读本技术之后简单地调换了连接杆1和连接套筒2的上下关系，也应当被认定为仍然在本实施例公开及本技术要求保护的权利范围之内。
69.更为具体的，至少一个减震柱单元300均匀对称地布设在上部支撑件100和下部支撑件200之间，减震柱单元300具有上下震动的极限限位行程。如图4所示，相较于实施例2，本实施例中在连接杆1的杆身上沿径向贯通设置有键槽6，连接套筒2的杆身上沿径向贯通设置至少一对的定位孔7，定位孔7的开孔方向与键槽6一致。当连接杆1探入连接套筒2内时，键槽6和定位孔7可相互重合，此时将对锁键轴8穿过定位孔7和键槽6。至此，对锁键轴8与定位孔7相互固定，对锁键轴8和键槽6在键槽6的长度范围内产生相对移动。对锁键轴8和键槽6的配合起到了对于连接杆1与连接套筒2相对升降移动的距离限制，同时也防止连接杆1从连接套筒2中脱离。
70.本实施例中的对锁键轴8的形状为长方体结构，对锁键轴8的侧边与键槽6的长边配合。此外，对锁键轴8在长度方向的至少一端设置向内凹陷的螺纹孔。在连接套筒2的外侧还套装有一个套环9，该套环9沿径向贯通设置至少一个固定孔11。本实施例中，在对锁键轴8的长度方向的两端开设有向内凹陷的螺纹孔，套环9沿径向贯通设置两个固定孔11。通过使用2个固定螺丝10，从套环9的两端分别穿入固定孔11内，并与对锁键轴8两端的螺纹孔相互配合，从而起到进一步加固对锁键轴8与第二支撑件2的固定强度。
71.本实施例中减震支撑机构的安装过程：将套环9套设在连接套筒2的外侧，将减震弹簧3套装在连接杆1的杆身上，然后将连接杆1的杆身探入连接套筒2内部，减震弹簧3的上下两端分别和第一弹簧座4及第二弹簧座5相互卡紧。将对锁键轴8依次插入套环9上的一侧的固定孔11、一侧的定位孔7、键轴6、另一侧的定位孔7和另一侧的固定孔11，使用两个固定螺丝10从两端的固定孔11旋入对锁键轴8两端的螺纹孔内进行固定。之后，将第一弹簧座4和上部支撑件100利用第一螺丝12连接，连接套筒2的下端和下部支撑件200利用第二螺丝13连接。
72.此外，本实施例中在连接套筒2的杆身上设置2对、3对或者更多对定位孔7，多对定位孔7沿连接套筒2的杆身依次间隔排列，可以满足连接杆1伸入连接套筒2内部后两者配合的不同深度，以进一步调整连接杆1和连接套筒2之间产生升降移动的最大距离和最小距离。
73.减震柱单元300的数量还可以是2个、3个、4个或者更多，数量优选为4个。4个减震柱单元300均匀对称地设置在上部支撑件100和下部支撑件200之间，起到更好的减震和支撑作用。
74.当设置有本实施例机器人机身减震支撑机构的机器人在行进过程中发生颠簸时，连接杆1和连接套筒2之间产生升降移动，这种升降移动减少了机器人顶部xy平面上
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xy轴的位移量。在连接杆1和连接套筒2的升降过程中，减震弹簧3通过将升降运动转换为弹性势能，在弹性势能的驱动下使得连接杆1和连接套筒2之间的升降移动更为平稳，从而进一步减少机器人顶部
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z轴方向的振幅
75.实施例三：
76.图5示出了应用减震支撑机构的机器人的结构示意图；图3示出了实施例中减震柱单元的结构示意图；图4示出了实施例中减震柱单元的结构爆炸图。
77.如图5所示，本实施例中的机器人包括机器人机身减震支撑机构。其中，机器人的底盘组件包括下部支撑件200和电池组件400，电池组件400安装在下部支撑件200上，底盘组件还包括与电池组件400连接的位于两侧的驱动轮，在电池组件400的供电之下两侧的驱动轮驱使机器人行进。
78.其中，如图3所示，减震柱单元300包括连接杆1、连接套筒2和减震弹簧3。连接杆1的上端设置第一弹簧座4，第一弹簧座4与上部支撑件100连接。连接套筒2为管状，连接套筒2的上端设置第二弹簧座5；连接套筒2的下端和下部支撑件200连接；连接套筒2同轴地套装在连接杆1的外侧，连接杆1和连接套筒2之间可相互地升降移动。减震弹簧3套装在连接杆1的外侧，减震弹簧3的上下两端分别与第一弹簧座4和第二弹簧座5卡紧。
79.需要说明的是，本实施例中连接杆1为杆状，连接套筒2为管状，两者的相互装配不应被单纯地理解为连接杆1只能套装在连接套筒2的中央。若本领域技术人员在阅读本技术之后简单地调换了连接杆1和连接套筒2的形状和里外关系，均应当被认定为仍然在本实施例公开及本技术要求保护的权利范围之内。同样的，本实施例当中，连接杆1在上方连接上部支撑件100，连接套筒2在下方连接下部支撑件200，若本领域技术人员在阅读本技术之后简单地调换了连接杆1和连接套筒2的上下关系，也应当被认定为仍然在本实施例公开及本技术要求保护的权利范围之内。
80.更为具体的，至少一个减震柱单元300均匀对称地布设在上部支撑件100和下部支撑件200之间，减震柱单元300具有上下震动的极限限位行程。如图4所示，本实施例中在连接杆1的杆身上沿径向贯通设置有键槽6，连接套筒2的杆身上沿径向贯通设置至少一对的定位孔7，定位孔7的开孔方向与键槽6一致。当连接杆1探入连接套筒2内时，键槽6和定位孔7可相互重合，此时将对锁键轴8穿过定位孔7和键槽6。至此，对锁键轴8与定位孔7相互固定，对锁键轴8和键槽6在键槽6的长度范围内产生相对移动。对锁键轴8和键槽6的配合起到了对于连接杆1与连接套筒2相对升降移动的距离限制，同时也防止连接杆1从连接套筒2中脱离。
81.本实施例中的对锁键轴8的形状为长方体结构，对锁键轴8的侧边与键槽6的长边配合。此外，对锁键轴8在长度方向的至少一端设置向内凹陷的螺纹孔。在连接套筒2的外侧还套装有一个套环9，该套环9沿径向贯通设置至少一个固定孔11。本实施例中，在对锁键轴8的长度方向的两端开设有向内凹陷的螺纹孔，套环9沿径向贯通设置两个固定孔11。通过使用2个固定螺丝10，从套环9的两端分别穿入固定孔11内，并与对锁键轴8两端的螺纹孔相互配合，从而起到进一步加固对锁键轴8与第二支撑件2的固定强度。
82.本实施例中减震支撑机构的安装过程：将套环9套设在连接套筒2的外侧，将减震
弹簧3套装在连接杆1的杆身上，然后将连接杆1的杆身探入连接套筒2内部，减震弹簧3的上下两端分别和第一弹簧座4及第二弹簧座5相互卡紧。将对锁键轴8依次插入套环9上的一侧的固定孔11、一侧的定位孔7、键轴6、另一侧的定位孔7和另一侧的固定孔11，使用两个固定螺丝10从两端的固定孔11旋入对锁键轴8两端的螺纹孔内进行固定。之后，将第一弹簧座4和上部支撑件100利用第一螺丝12连接，连接套筒2的下端和下部支撑件200利用第二螺丝13连接。
83.此外，本实施例中在连接套筒2的杆身上设置2对、3对或者更多对定位孔7，多对定位孔7沿连接套筒2的杆身依次间隔排列，可以满足连接杆1伸入连接套筒2内部后两者配合的不同深度，以进一步调整连接杆1和连接套筒2之间产生升降移动的最大距离和最小距离。
84.减震柱单元300的数量为4个。4个减震柱单元300对称地设置在上部支撑件100和下部支撑件200之间，起到更好的减震和支撑作用。
85.当本实施例的机器人在行进过程中发生颠簸时，连接杆1和连接套筒2之间产生升降移动，这种升降移动减少了机器人顶部xy平面上
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xy轴的位移量。在连接杆1和连接套筒2的升降过程中，减震弹簧3通过将升降运动转换为弹性势能，在弹性势能的驱动下使得连接杆1和连接套筒2之间的升降移动更为平稳，从而进一步减少机器人顶部
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z轴方向的振幅。
86.综上，本实用新型提出的减震支撑机构位于机器人机身的中下部位，取代现有技术中刚性连接的支架，通过减少原先支架的臂长长度减少机器人顶部xy平面上
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xy轴的位移量，同时在其中增加了减震弹簧，减少机器人顶部
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z轴方向的振幅。本实用新型提出的减震支撑机构适用于机身较高的机器人(包括：服务型机器人)，对于机身较高的机器人的顶部振幅具有良好的减震效果。
87.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、改进、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。