一种悬挂机构、底盘及移动机器人的制作方法

1.本实用新型实施例涉及机器人技术领域，特别是涉及一种悬挂机构、底盘及移动机器人。


背景技术：

2.随着社会技术的发展，越来越多的机器人被应用到生活及工作中，提高了工作效率的同时也降低了人工成本。机器人底盘按驱动方式主要分为轮式和履带式，轮式相较于履带式越障能力不足，但运动速度及运动平稳性方面均具有明显优势，因此，室内服务机器人多采用轮式底盘。
3.然而，在实现本实用新型实施例的过程中，实用新型人发现：轮式底盘的驱动轮与轮式底盘的盘体是刚性连接，当驱动轮经过障碍物时，容易出现较大的振动，驱动轮表面与路面分离进而导致驱动轮打滑。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本实用新型实施例提供了一种悬挂机构、底盘及移动机器人，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种悬挂机构，包括：基座、摆臂和弹性组件，所述摆臂的第一端与所述基座可转动连接，所述摆臂的第二端开设有活动槽，其中，所述摆臂用于安装车轮，所述弹性组件的一端与所述基座连接，所述弹性组件部分容置于所述活动槽内，所述弹性组件与所述摆臂弹性连接，用于为车轮提供抓地力。
6.可选的，所述弹性组件包括导杆和预压弹簧，所述预压弹簧套设于所述导杆；所述导杆的一端与所述基座连接，所述导杆中部容置于所述活动槽，所述压弹簧抵持于所述摆臂，所述导杆与所述基座连接的一端和所述预压弹簧分别位于所述摆臂的两侧。
7.可选的，所述导杆与所述基座可转动连接，所述导杆与所述摆臂可移动连接，所述活动槽用于限制所述导杆移动。
8.可选的，所述基座还设置有活动孔，所述弹性组件还包括连接杆，所述导杆的一端穿过所述通孔后与所述连接杆连接，所述连接杆的长度方向与所述导杆的长度方向垂直，所述基座背离所述摆臂的一端面开设有与所述连接杆滑动配合的适配槽，其中，所述连接杆安装于所述适配槽内，所述摆臂和所述预压弹簧均位于所述基座的同一侧。
9.可选的，所述弹性组件还包括第一压块、第二压块和调节螺母；第一压块和第二压块均套设于所述导杆，所述预压弹簧的两端分别抵持所述第一压块和所述第二压块，所述第一压块与所述活动槽的端面抵持；所述调节螺母与所述导杆螺纹配合，并与所述第二压块抵持。
10.可选的，所述摆臂包括第一连接部、衔接部和第二连接部；所述第一连接部的一端与所述基座可转动连接，所述第一连接部的自由端与所述衔接部固定连接，并且所述衔接
部与所述第二连接部固定连接；所述第二连接部开设有所述活动槽；所述衔接部开设有安装孔，所述安装孔用于安装车轮。
11.可选的，所述第一连接部在平面内可相对于所述基座上下摆动；所述活动槽为u形通槽，所述活动槽的延伸方向与所述第一连接部的摆动所在平面平行。
12.可选的，还包括限位座，所述限位座设置于所述基座；所述第一连接部安装于所述限位座，以使所述第一连接部在平面内可相对于所述基座上下摆动。
13.为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种底盘，包括上述悬挂机构和车轮，所述车轮安装于所述摆臂。
14.为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种移动机器人，包括上述的底盘。
15.本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型实施例提供的悬挂机构，包括基座、摆臂和弹性组件，摆臂的第一端与基座可转动连接，摆臂的第二端开设有活动槽，其中，摆臂用于安装车轮。弹性组件的一端与基座连接，弹性组件部分容置于活动槽内，弹性组件与摆臂弹性连接，当车轮在越过障碍物时，车轮推动摆臂的第二端朝向上摆动，弹性组件受压收缩，弹性组件的弹力经过摆臂作用于车轮，以使车轮贴紧于地面，进而为车轮提供更大的抓地力。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。
17.图1是本实用新型实施例提供的一种悬挂机构的立体图；
18.图2是图1所示悬挂机构的基座的示意图；
19.图3是图1所示悬挂机构的限位座的爆炸图；
20.图4是图1所示悬挂机构的摆臂的示意图；
21.图5是图1所示悬挂机构的摆臂安装于限位座的示意图；
22.图6是图1所示悬挂机构的弹性组件的爆炸图；
23.图7是图1所示的悬挂机构的示意图；
24.图8是本实用新型实施例提供的一种底盘的示意图。
25.悬挂机构100和底盘1000的附图标号说明如下：
[0026][0027]
具体实施方式
[0028]
为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0029]
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术
语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0030]
请参阅图1和图8，悬挂机构100包括基座1、摆臂2和弹性组件3。基座1用于承载悬挂机构100的其它部件。摆臂2的第一端与基座1转动连接，摆臂2的第二端开设有活动槽21，摆臂2的第二端在平面内可相对于基座1上下摆动，摆臂2用于安装车轮101，车轮101可随着摆臂2相对于基座1上下运动。弹性组件3的一端与基座1连接，弹性组件3部分容置于活动槽21内，当摆臂2的第二端相对于基座1上下运动时，摆臂2的第二端可相对于弹性组件3滑动，弹性组件3与摆臂2弹性连接，当车轮101在越过障碍物时，车轮101推动摆臂2的第二端朝向上摆动，弹性组件3受压收缩，弹性组件3的弹力经过摆臂2作用于车轮101，以使车轮101贴紧于地面，进而为车轮101提供更大的抓地力。
[0031]
在本实施例中，请参阅图2和图8，对于上述基座1，基座1朝向摆臂2的表面为基座1的第一表面，基座1的第二表面背离基座1的第一表面，基座1设置有活动孔11、适配槽12和缺口13。活动孔11的形状为条状，活动孔11沿着基座1的第一表面朝向基座1的第二表面贯穿基座1，活动孔11的长度方向与摆臂2摆动所在平面平行，且活动孔11的长度方向与基座1的第一表面平行。适配槽12设置在基座1背的第二表面，适配槽12与活动孔11连通，适配槽12的形状为条状，适配槽12的长度方向与活动孔11的长度方向垂直。缺口13设置于基座1的边缘处，缺口13用于容纳车轮101。
[0032]
在本实施例中，请参阅图1和图3，悬挂机构100还包括限位座4。限位座4包括底座41、第一安装臂42、第二安装臂43、卡环44和转轴45。底座41固定于基座的第一表面，第一安装臂42的一端与底座41朝向悬臂的一表面连接，第一安装臂42的第二端设置有第一通孔42a；第二安装臂43的一端与底座41朝向悬臂的一表面连接，第二安装臂43的第二端设置有第二通孔43a，第一安装臂42与第二安装臂43并排设置，第一通孔42a与第二通孔43a对齐。卡环44的一端设置有开口44a，卡环44具有弹性形变性能。转轴45包括轴帽45a和轴杆45b，轴杆45b的一端与轴帽45a连接，轴杆45b的另一端设置有环形凹槽45c。
[0033]
在本实施例中，请查阅图1、图4和图5，摆臂2包括第一连接部22、衔接部23和第二连接部24。第一连接部22的一端设置有第三通孔22a，第一连接部22的另一端与衔接部23的一端固定连接，衔接部23的另一端与第二连接部24固定连接，第一连接部22设置有第三通孔22a的一端位于第一安装臂42与第二安装臂43之间，第三通孔22a与第一通孔42a和第二通孔43a均连通，轴杆45b依次穿过第一通孔42a、第三通孔22a和第二通孔43a后，轴帽45a抵接于第一安装臂42，卡环44通孔开口44a卡接于环形凹槽，卡环44对轴杆45b沿着轴杆45b的轴线方向起限位作用。第一连接部22可绕轴杆45b相对基座1转动，即第一连接部22在平面内可相对于基座1上下摆动，其中，上指的是远离基座1第一表面的方向，下指的是朝向基座1的第一表面的方向。衔接部23设置有安装孔23a，安装孔23a用于安装车轮101，车轮101的转轴45通过安装孔23a与衔接部23转动连接。进一步的，限位座4还包括轴套46和垫圈47，轴套46套设在轴杆45b上，轴套46随着轴杆45b插入第一通孔42a、第三通孔22a和第二通孔43a，垫圈47的数量为两个，两个垫圈47分别设置在第一安装臂42与第一连接部22之间和第二安装臂43与第一连接部22之间。
[0034]
可以理解的是，在其它一些实施例中，摆臂2的第一连接部22不限于通过上述的方式与基座1连接，摆臂2可通过其它方式与基座1转动连接，满足摆臂2可相对于基座1上下摆
动即可。
[0035]
在本实施例中，请参阅图4，对于上述活动槽21，活动槽21设置于第二连接部24，活动槽21为u型通槽，活动槽21的延伸方向与第一连接部22的摆动所在平面平行。
[0036]
在本实施例中，请参阅图1、图2、图6和图7，对于上述弹性组件3，弹性组件3包括导杆31、连接杆32、u型螺栓33、螺母34、预压弹簧35、第一压块36、第二压块37和调节螺母38。连接杆32设置于适配槽12内，导杆31的第一端穿过活动孔11后与连接杆32的一侧连接，连接杆32的长度方向与导杆31的长度方向垂直，基座1上还设置有螺栓孔14，u型螺栓33穿过螺栓孔14后通过螺母与基座1螺接，进而将连接杆32卡接于适配槽12，连接杆32可在适配槽12内转动，导杆31可在活动孔11内沿着活动孔11的长度方向来回摆动，活动孔11的长度方向与活动槽21延伸的方向平行。导杆31的第二端穿过活动槽21，导杆31的中部容置于活动槽21，导杆31可沿着活动槽21延伸的方向来回摆动。第一压块36设置有第四通孔，第二压块37设置有第五通孔，导杆31的第二端依次穿过第四通孔、预压弹簧35和第五通孔，第一压块36朝向摆臂2的一表面抵接于第二连接部24背离基座1的一表面，预压弹簧35的一端抵接于第一压块36，预压弹簧35的另一端抵接于第二压块37。导杆31的第二端的外壁设置有外螺纹，调节螺母38与导杆31的外螺纹配合，第二压块37远离预压弹簧35的一端抵接于调节螺母38，调节螺母38对第一压块36、预压弹簧35和第二压块37在沿着导杆31的轴线方向上起限位作用，通过旋进和退出调节螺母38，可调节预压弹簧35的松紧度。当将调节螺母38固定在导杆31上时，导杆31垂直于摆臂2。
[0037]
可以理解的是，在其它一些实施例中，导杆31不限于通过上述方式与基座1转动连接，导杆31可通过其它方式与基座1转动连接，满足导杆31的一端与基座1转动连接，导杆31的另一端可在摆臂2摆动的平面内来回摆动即可。
[0038]
值得说明的是，在本实施例中，由于导杆31可在活动孔11以及活动槽21内来回摆动，因此随着摆臂2的摆动，导杆31可跟随摆臂2摆动以与摆臂2保持相互垂直的状态，进而使预压弹簧35在工作过程中始终垂直于摆臂2，预压弹簧35产生的弹力沿着垂直于摆臂2的方向作用于摆臂2上，弹力的力臂最大。活动槽21和活动孔11均限制导杆31摆动的范围，当活动槽21延伸的长度越长，活动孔11的长度越长，导杆31所能摆动的距离越大，活动槽21和活动孔11的尺寸可根据实际使用情况进行调整。
[0039]
可以理解的是，在其它一些实施例中，弹性组件3不限于包括预压弹簧35，预压弹簧35还可以替换为如橡胶等弹性材料制成的部件。
[0040]
请参阅图1、图2、图7和图8，当悬挂机构100应用于移动机器人的底盘时，移动机器人的车轮101通过转轴45安装于安装孔23a，当移动机器人在地面上行驶时，预压弹簧35可吸收地面的不平整导致车轮101的振动，使移动机器人行驶更加平稳；当车轮101在越过障碍物时，障碍物使车轮101抬起，车轮101推动摆臂2的第二端朝向上摆动，摆臂2推动预压弹簧35使其压缩变形，预压弹簧35产生反向的弹力经过摆臂2作用于车轮101，以使车轮101贴紧于地面，进而为车轮101提供更大的抓地力。进一步的，由于导杆31的第一端通过连接杆32与基座1转动连接，导杆31可在活动孔11以及活动槽21内来回摆动，当摆臂2受到车轮101推动向上摆动时，摆臂2推动第一压块36带动导杆31朝向限位座4摆动，第一摆臂2和导杆31间可维持相互垂直的状态，预压弹簧35垂直于摆臂2，相较于其它预压弹簧35不垂直于摆臂2的实施例中，在相同的形变量下，本实施例的预压弹簧35的力臂最大，预压弹簧35作用效
果更好，可为车轮101提供更大的抓地力；在使预压弹簧35产生相同的形变量的情况下，车轮101作用于预压弹簧35的力更大，相同的预压弹簧35能提供更强的减震能力。另一方面，由于车轮101设置于衔接部23的安装孔23a，车轮101位于弹性组件3和摆臂2与限位座4的连接处之间，在弹性组件3与摆臂2与限位座4的连接处之间的距离不变的情况下，相较于将弹性组件3设置于车轮101和摆臂2与限位座4的连接处之间，车轮101安装于本实施例提供的悬挂机构100时整体结构更加紧凑，可节省空间，且车轮101的重心距离摆臂2与限位座4的连接处的距离更小，即车轮101向摆臂2产生的作用力的阻力臂更小。
[0041]
本实用新型实施例提供的悬挂机构100，包括基座1、摆臂2和弹性组件3，摆臂2的第一端与基座1可转动连接，摆臂2的第二端开设有活动槽21，其中，摆臂2用于安装车轮101。弹性组件3的一端与基座1连接，弹性组件3部分容置于活动槽21内，弹性组件3与摆臂2弹性连接，当车轮101在越过障碍物时，车轮101推动摆臂2的第二端朝向上摆动，弹性组件3受压收缩，弹性组件3的弹力经过摆臂2作用于车轮101，以使车轮101贴紧于地面，进而为车轮101提供更大的抓地力。
[0042]
本实用新型实施例还提供一种底盘1000，在本实施例中，请参阅图1和图8，底盘1000包括上述的悬挂机构100、车轮101和从动轮102。对于悬挂机构100的结构和功能请参阅上述实施例，此处不再一一赘述。车轮101为驱动轮，且车轮101内设置有轮毂电机，车轮101安装于摆臂2的衔接部23的安装孔23a。基座1沿着基座1的第二表面朝向基座1的第一表面的方向凹陷形成容纳槽15，从动轮102设置于容纳槽15内。摆臂2、弹性组件3和车轮101的数量均为两个，一车轮101对应设置于一摆臂2，一摆臂2对应与一弹性组件3配合，两个车轮101以基座1的中轴线为对称轴左右对称分布，容纳槽15和从动轮102的数量均为四个，四个容纳槽15以基座1的中轴线为对称轴两两左右对称分布，且一车轮101位于底板的中轴线左侧的两个容纳槽15之间，另一车轮101位于基座1的中轴线右侧的两个容纳槽15之间
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本实用新型实施例还提供一种移动机器人，包括上述的底盘1000，对于底盘1000的结构和功能请参阅上述实施例，此处不再一一赘述。
[0044]
需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。