懸掛機構(gòu)、底盤及移動機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型一實施例提供的一種懸掛機構(gòu)、底盤及移動機器人，包括：車架、車橋和三個連桿；其中，所述車架包括與所述車橋相平行的第一垂直固定面，所述車橋包括第一側(cè)面，所述第一側(cè)面通過所述三個連桿與所述第一垂直固定面相連接；其中，所述三個連桿不處于同一平面上，每個所述連桿的兩端設(shè)置有萬向球鉸，每個所述連桿的一端通過萬向球鉸固定在所述第一垂直固定面上，另一端通過萬向球鉸固定在所述第一側(cè)面上。本實用新型實施例提供的懸掛機構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的懸掛結(jié)構(gòu)對地面的適應(yīng)性差，使得底盤難以保持平穩(wěn)的問題。
【專利說明】
懸掛機構(gòu)、底盤及移動機器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及機械設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種懸掛機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人的應(yīng)用范圍越來越廣泛。同時，對機器人適應(yīng)性的要求也越來越高。對于中小型機器人來說，機器人本體的平穩(wěn)性有利于保證機器人自身功能的實現(xiàn)，如攝像監(jiān)控、機械臂操作等功能的完成都需要基于平穩(wěn)的移動狀態(tài)。同時，底盤較強的抓地力也能夠保證機器人導(dǎo)航定位的精度。由此可見，機器人的底盤作為機器人重要組成部分之一，其穩(wěn)定性能的好壞直接決定了機器人的實用性。而底盤的懸掛結(jié)構(gòu)正是決定底盤穩(wěn)定性能好壞的關(guān)鍵。
[0003]現(xiàn)有的機器人底盤多采用前后橋式結(jié)構(gòu)，底盤懸掛大多采用的是非獨立懸掛，SP簡單的通過車橋來連接車橋兩端的車輪。這種懸掛結(jié)構(gòu)對地面適應(yīng)性差，底盤難以保持平
Ilo
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型實施例提供了一種懸掛機構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的懸掛結(jié)構(gòu)對地面的適應(yīng)性差，使得底盤難以保持平穩(wěn)的問題。
[0005]本實用新型一實施例提供的一種懸掛機構(gòu)包括:車架、車橋和三個連桿；
[0006]其中，所述車架包括與所述車橋相平行的第一垂直固定面，所述車橋包括第一側(cè)面，所述第一側(cè)面通過所述三個連桿與所述第一垂直固定面相連接；
[0007]其中，所述三個連桿不處于同一平面上，每個所述連桿的兩端設(shè)置有萬向球鉸，每個所述連桿的一端通過萬向球鉸固定在所述第一垂直固定面上，另一端通過萬向球鉸固定在所述第一側(cè)面上。
[0008]本實用新型另一實施例提供的一種懸掛機構(gòu)包括:車架、車橋和三個連桿；
[0009]其中，所述車架包括與所述車橋相平行的第一垂直固定面，所述車橋包括第一側(cè)面，所述第一側(cè)面通過所述三個連桿與所述第一垂直固定面相連接；
[0010]其中，所述三個連桿不處于同一平面上，每個所述連桿為彈性連桿。
[0011 ]進一步地，以上任一種懸掛機構(gòu)的所述三個連桿的長度相等且相互平行。
[0012]進一步地，以上任一種懸掛機構(gòu)的所述三個連桿包括第一連桿、第二連桿和第三連桿；
[0013]其中，所述第二連桿與所述車橋的中心相連接;所述第一連桿和所述第三連桿位于同一水平面，且對稱位于所述第二連桿的兩側(cè)。
[0014]進一步地，以上任一種懸掛機構(gòu)進一步包括:擺桿，其中，所述車架進一步包括與所述車橋相平行的第二垂直固定面，所述車橋進一步包括與第一側(cè)面相對的第二側(cè)面，所述第二側(cè)面通過所述擺桿與所述第二垂直固定面連接；
[0015]其中，所述擺桿與所述車橋處于同一水平面，且不與所述車橋相垂直。
[0016]進一步地，所述第二側(cè)面通過所述擺桿與所述第二垂直固定面連接包括:
[0017]所述擺桿的兩端設(shè)置有萬向球鉸；
[0018]其中，所述擺桿的一端通過萬向球鉸固定在所述第二垂直固定面上，另一端通過萬向球鉸固定在所述第二側(cè)面上。
[0019]進一步地，以上任一種懸掛機構(gòu)進一步包括:兩個彈性組件，其中，所述車架進一步包括與所述車橋相平行的水平固定面，所述車橋進一步包括上表面，所述車橋的上表面通過所述兩個彈性組件與所述車架的水平固定面相連接。
[0020]進一步地，所述兩個彈性組件對稱設(shè)置在所述車橋的兩端。
[0021]進一步地，所述車橋的上表面通過所述兩個彈性組件與所述水平固定面相連接包括:
[0022]每個所述彈性組件的兩端設(shè)置有萬向球鉸；
[0023]其中，每個所述彈性組件的一端通過萬向球鉸固定在所述車橋的上表面上，另一端通過萬向球鉸固定在所述車架的水平固定面上。
[0024]進一步地，所述彈性組件為減震彈簧。
[0025]本實用新型一實施例還提供一種底盤，包括:前懸掛機構(gòu)、后懸掛機構(gòu)、轉(zhuǎn)向電機和轉(zhuǎn)向連桿；
[0026]其中，所述前懸掛機構(gòu)和/或所述后懸掛機構(gòu)采用如前所述的懸掛機構(gòu)，所述轉(zhuǎn)向電機通過所述轉(zhuǎn)向連桿驅(qū)動所述前懸掛機構(gòu)轉(zhuǎn)向。
[0027]本實用新型一實施例還提供一種移動機器人，包括:如前所述的底盤和設(shè)置在所述底盤上的機器人本體。
[0028]本實用新型實施例提供的一種懸掛機構(gòu)，車橋通過三根連桿與車架連接，從而將車橋的傾斜和震動轉(zhuǎn)化為了三根連桿的傾斜、轉(zhuǎn)動或彎曲，減少車橋的塑性變形，提高了車橋的使用壽命。同時，由于三根連桿不處于同一平面上，三根連桿與車橋的連接點構(gòu)成三角形，因此三根連桿的傾斜、轉(zhuǎn)動或彎曲彼此相互牽制，從而可避免車橋發(fā)生較大幅度的傾斜和震動，提高了車橋?qū)Φ孛娴倪m應(yīng)性，使得底盤可以保持平穩(wěn)。
【附圖說明】
[0029]圖1所示為本實用新型一實施例提供的一種懸掛機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2所示為本實用新型另一實施例提供的一種懸掛機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3所示為本實用新型另一實施例提供的一種懸掛機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖4所示為本實用新型另一實施例提供的一種懸掛機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖5所示為本實用新型一實施例提供的一種底盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖6所示為圖5所提供的底盤的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0036]圖1所示為本實用新型一實施例提供的一種懸掛機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該懸掛機構(gòu)包括:車架1、車橋2和三個連桿3。車架I為起到承載作用的剛性框架，車橋2的兩端連接車輪，車橋2通過三個連桿3與車架I連接以構(gòu)成懸掛機構(gòu)。
[0037]具體而言，車架I包括與車橋2相平行的第一垂直固定面11，車橋2包括第一側(cè)面21，車橋2的第一側(cè)面21通過三個連桿3與第一垂直固定面11相連接；同時，三個連桿3不處于同一平面上(圖1為投影的平面結(jié)構(gòu)示意圖，但其實三個連桿3并不處于同一平面上)。
[0038]當(dāng)?shù)妆P所經(jīng)過的路面不平時，車輪會將路面的情況反饋給車橋2，此時便要通過懸掛機構(gòu)來緩沖路面不平給車橋2帶來的沖擊力。在本實用新型實施例中，車橋2通過三根連桿3與車架I連接，從而將車橋2的傾斜和震動轉(zhuǎn)化為了三根連桿3的傾斜、轉(zhuǎn)動或彎曲，減少了車橋2的塑性變形，提高了車橋2的使用壽命。同時，由于三根連桿3不處于同一平面上，三根連桿3與車橋2的連接點構(gòu)成三角形，因此三根連桿3的傾斜、轉(zhuǎn)動或彎曲彼此相互牽制，從而避免車橋2發(fā)生較大幅度的傾斜和震動，提高了車橋2對地面的適應(yīng)性，使得底盤可以保持平穩(wěn)。
[0039]在本實用新型一實施例中，為了將車橋2的傾斜和震動轉(zhuǎn)化為三根連桿3傾斜和轉(zhuǎn)動，每個連桿3的兩端設(shè)置有萬向球鉸。每個連桿3的一端通過萬向球鉸固定在第一垂直固定面11上，另一端通過萬向球鉸固定在第一側(cè)面21上。這樣連桿3可相對第一垂直固定面11和第一側(cè)面21進行任意方向的傾斜和轉(zhuǎn)動。當(dāng)車橋2因路面不平而發(fā)生傾斜和震動時，第一側(cè)面21可通過三根連桿3的轉(zhuǎn)動和傾斜相對于第一垂直固定面11產(chǎn)生位移或轉(zhuǎn)動，同時，由于每個萬向球鉸中的萬向球和球碗之間的間隙是有限的，因此第一側(cè)面21相對于第一垂直固定面11產(chǎn)生位移和轉(zhuǎn)動的幅度也是有限的。這樣既緩沖了路面不平給車橋2帶來的沖擊力，也可避免車橋2產(chǎn)生過度的傾斜和震動，使得底盤的穩(wěn)定性得以進一步提高。
[0040]在本實用新型另一實施例中，也可將車橋2的傾斜和震動轉(zhuǎn)化為三根連桿3的彈性變形，此時的每個連桿3可為彈性連桿3，車橋2通過三根連桿3各自的彈性變形相對于第一垂直固定面11產(chǎn)生位移或轉(zhuǎn)動。
[0041]應(yīng)當(dāng)理解，第一側(cè)面21通過三個連桿3與第一垂直固定面11相連接的具體方式可根據(jù)實際需求而定，例如當(dāng)連桿3的兩端設(shè)有萬向球鉸，且所適用的路面并不存在過大的顛簸時，連桿3也可不采用彈性連桿3，然而本實用新型對此并不做限定。
[0042]圖2所示為本實用新型另一實施例提供的一種懸掛機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該懸掛機構(gòu)中的三個連桿3的長度相等且相互平行。具體而言，該三個連桿3可包括第一連桿31、第二連桿32和第三連桿33。第二連桿32與車橋2的中心相連接;第一連桿31和第三連桿33位于同一水平面，且對稱位于第二連桿3的兩側(cè)。
[0043]這樣的三個連桿3與車橋2便構(gòu)成了一個對稱的懸掛機構(gòu)，更有利于使得車橋2保持平穩(wěn)的狀態(tài)。具體而言，第二連桿32由于與車橋2中心相連接，可以從整體上制約車橋2的傾斜和震動幅度;而位于第二連桿32兩側(cè)的第一連桿31和第三連桿33，由于二者位于同一水平面且相互對稱，所能夠產(chǎn)生的傾斜和震動的方向是互補的，因而第一連桿3和第三連桿3可相互制約彼此傾斜和震動的幅度，使得車橋2保持平衡的狀態(tài)。
[0044]如前所述，第一側(cè)面21相對于第一垂直固定面11產(chǎn)生位移或轉(zhuǎn)動可緩沖路面不平給車橋2帶來的沖擊力。但當(dāng)車橋2通過三根連桿3與車架I連接時，車橋2除了可相對車架I可產(chǎn)生垂直方向的震動(沿如圖2中的Y軸的震動)以及水平前后方向軸線的旋轉(zhuǎn)(以平行于圖2中的X軸的中心軸旋轉(zhuǎn))外，車橋2還可相對車架I產(chǎn)生沿車橋2方向的左右震動(沿如圖2中的Z軸的震動)，雖然這種沿車橋2方向的左右震動可通過連桿3兩端的連接方式(例如萬向球鉸)限定在一定范圍內(nèi)，但還是應(yīng)盡量避免的。
[0045]為了解決上面的沿車橋2方向的左右震動問題，本實用新型另一實施例提供了一種懸掛機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。該懸掛機構(gòu)進一步包括:擺桿4，其中，車架I進一步包括與車橋2相平行的第二垂直固定面12，車橋2進一步包括與第一側(cè)面21相對的第二側(cè)面22，第二側(cè)面22通過擺桿4與第二垂直固定面12連接。同時，擺桿4與車橋2處于同一水平面，且不與車橋2相垂直。由于擺桿4在與車橋2的同一水平面，且擺桿4的兩端呈左右布置，因此可制約車橋2沿Z軸的左右震動。
[0046]在本實用新型一實施例中，擺桿4的兩端也可設(shè)置有萬向球鉸，即擺桿4的一端通過萬向球鉸固定在第二垂直固定面12上，另一端通過萬向球鉸固定在第二側(cè)面22上。
[0047]在本實用新型一實施例中，如圖3和圖4所示，該懸掛機構(gòu)還可進一步包括:兩個彈性組件5和6，例如兩個減震彈簧。其中，車架I進一步包括與車橋2相平行的水平固定面13，車橋2進一步包括上表面23，車橋2的上表面23通過兩個彈性組件5和6與車架I的水平固定面13相連接。
[0048]這樣車橋2相對車架I的垂直方向震動可通過該兩個彈性組件5和6得以進一步緩沖。在一進一步的實施例中，該兩個彈性組件可對稱設(shè)置在車橋2的兩端，以使得車橋2的兩端都能得到垂直方向上的緩沖。
[0049]在本實用新型一實施例中，每個彈性組件的兩端也可設(shè)置有萬向球鉸，即每個彈性組件的一端通過萬向球鉸固定在車橋2的上表面23上，另一端通過萬向球鉸固定在車架I的水平固定面13上。
[ΟΟδΟ]圖5和圖6所不為本實用新型一實施例提供的一種底盤的結(jié)構(gòu)不意圖。如圖5和圖6所示，該底盤包括前懸掛機構(gòu)、后懸掛機構(gòu)、轉(zhuǎn)向電機7和轉(zhuǎn)向連桿83，其中的前懸掛機構(gòu)和/或后懸掛機構(gòu)可采用如前任一所述的懸掛機構(gòu)。具體而言，車橋2通過三個連桿3與車架I連接以緩存路面不平給車橋2帶來的沖擊力，通過擺桿4限制車橋2在水平面上的左右震動，通過兩個減震彈簧5和6緩沖車橋2在垂直方向上的震動。轉(zhuǎn)向電機7則通過轉(zhuǎn)向連桿83驅(qū)動前懸掛機構(gòu)轉(zhuǎn)向。
[0051]應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)該底盤用于依靠電能驅(qū)動的移動平臺時，該底盤上還可設(shè)置電池及控制系統(tǒng)，該電池及控制系統(tǒng)用于驅(qū)動車橋2兩端車輪的轉(zhuǎn)動。然而，本實用新型對該底盤所應(yīng)用移動平臺的驅(qū)動方式并不做限定。
[0052]本實用新型一實施例還提供一種移動機器人，包括:如前所述的底盤和設(shè)置在底盤上的機器人本體。由于該移動機器人的底盤采用了本實用新型實施例所提供的懸掛機構(gòu)，因而可以獲得較高的路面適應(yīng)性，從而可以保證機器人本體功能的平穩(wěn)實現(xiàn)。同時應(yīng)當(dāng)理解，機器人本體所能實現(xiàn)的功能可根據(jù)實際需求而定，通過控制器和工控機的組合即可實現(xiàn)特定的功能需求，例如搭載用于攝像監(jiān)控的攝像頭或用于互動操作的機械臂等。本實用新型對機器人本體所實現(xiàn)的具體功能和實現(xiàn)方式同樣不做限定。
[0053]應(yīng)當(dāng)理解，以上描述中所采用的限定詞“第一”、“第二”僅用于更清楚的進行技術(shù)特征描述，限定詞“水平”、“垂直”、“上”、“側(cè)”、“左”、“右”、“前”和“后”等僅用于結(jié)合說明書附圖的進行更清楚的空間位置關(guān)系描述，以上所提到的限定詞并不能用于限制本實用新型的保護范圍。
[0054]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種懸掛機構(gòu)，包括:車架、車橋和三個連桿； 其中，所述車架包括與所述車橋相平行的第一垂直固定面，所述車橋包括第一側(cè)面，所述第一側(cè)面通過所述三個連桿與所述第一垂直固定面相連接； 其中，所述三個連桿不處于同一平面上，每個所述連桿的兩端設(shè)置有萬向球鉸，每個所述連桿的一端通過萬向球鉸固定在所述第一垂直固定面上，另一端通過萬向球鉸固定在所述第一側(cè)面上。2.一種懸掛機構(gòu)，包括:車架、車橋和三個連桿； 其中，所述車架包括與所述車橋相平行的第一垂直固定面，所述車橋包括第一側(cè)面，所述第一側(cè)面通過所述三個連桿與所述第一垂直固定面相連接； 其中，所述三個連桿不處于同一平面上，每個所述連桿為彈性連桿。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的懸掛機構(gòu)，其特征在于，所述三個連桿包括第一連桿、第二連桿和第三連桿； 其中，所述第二連桿與所述車橋的中心相連接;所述第一連桿和所述第三連桿位于同一水平面，且對稱位于所述第二連桿的兩側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的懸掛機構(gòu)，其特征在于，進一步包括:擺桿，其中，所述車架進一步包括與所述車橋相平行的第二垂直固定面，所述車橋進一步包括與第一側(cè)面相對的第二側(cè)面，所述第二側(cè)面通過所述擺桿與所述第二垂直固定面連接； 其中，所述擺桿與所述車橋處于同一水平面，且不與所述車橋相垂直。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的懸掛機構(gòu)，其特征在于，所述第二側(cè)面通過所述擺桿與所述第二垂直固定面連接包括: 所述擺桿的兩端設(shè)置有萬向球鉸； 其中，所述擺桿的一端通過萬向球鉸固定在所述第二垂直固定面上，另一端通過萬向球鉸固定在所述第二側(cè)面上。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的懸掛機構(gòu)，其特征在于，進一步包括:兩個彈性組件，其中，所述車架進一步包括與所述車橋相平行的水平固定面，所述車橋進一步包括上表面，所述車橋的上表面通過所述兩個彈性組件與所述車架的水平固定面相連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的懸掛機構(gòu)，其特征在于，所述兩個彈性組件對稱設(shè)置在所述車橋的兩端。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的懸掛機構(gòu)，其特征在于，所述車橋的上表面通過所述兩個彈性組件與所述水平固定面相連接包括: 每個所述彈性組件的兩端設(shè)置有萬向球鉸； 其中，每個所述彈性組件的一端通過萬向球鉸固定在所述車橋的上表面上，另一端通過萬向球鉸固定在所述車架的水平固定面上。9.一種底盤，其特征在于，包括:前懸掛機構(gòu)、后懸掛機構(gòu)、轉(zhuǎn)向電機和轉(zhuǎn)向連桿； 其中，所述前懸掛機構(gòu)和/或所述后懸掛機構(gòu)采用如權(quán)利要求1至8中任一所述的懸掛機構(gòu)，所述轉(zhuǎn)向電機通過所述轉(zhuǎn)向連桿驅(qū)動所述前懸掛機構(gòu)轉(zhuǎn)向。10.一種移動機器人，其特征在于，包括:如權(quán)利要求9所述的底盤和設(shè)置在所述底盤上的機器人本體。
【文檔編號】B60G9/02GK205632009SQ201620213693
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】劉園園, 吳青海, 王可可, 劉英英
【申請人】深圳市神州云海智能科技有限公司