本發(fā)明屬于減震技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用垂直減震裝置的航跡推算定位機(jī)器人底盤。

背景技術(shù)：

機(jī)器人的自主定位一直是機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，基于航跡推算的定位機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，全向輪和麥克納姆輪因?yàn)槠淇梢匀蜻\(yùn)動(dòng)的特性在機(jī)器人領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用。麥克納姆輪的輥?zhàn)釉谶\(yùn)動(dòng)時(shí)存在間隙，使得車輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中與地面的接觸點(diǎn)不斷變化，易造成振動(dòng)和打滑影響精度，而全向輪運(yùn)動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)，振動(dòng)小，故全向輪的應(yīng)用更廣泛。

機(jī)器人要應(yīng)對(duì)的環(huán)境日益復(fù)雜，地面不是絕對(duì)平整的，而且常會(huì)有影響運(yùn)動(dòng)的障礙，所以輪子在地面運(yùn)動(dòng)時(shí)難免出現(xiàn)打滑或者振動(dòng)的情況，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器采集的數(shù)據(jù)會(huì)丟失甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤。采用具有減震功能的輪系結(jié)構(gòu)可有效避免此類問(wèn)題，查閱現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，公開號(hào)CN105644284A中國(guó)發(fā)明專利，其名稱為一種減震裝置及使用該減震裝置的載物小車，該專利介紹了一種斜置彈簧減震機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的輪系固定在下支撐架上，上支撐架與下支撐架平行放置且二者中間設(shè)有2個(gè)彈簧，彈簧軸線與上下支撐架平面垂直，下支撐架與輪系一起沿彈簧軸線方向運(yùn)動(dòng)，上支撐架的左右兩端各斜置一個(gè)彈簧，彈簧的合力向下壓緊上支撐架，該減震機(jī)構(gòu)具有緩沖的作用，可提高小車運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。公開號(hào)CN105644284A的中國(guó)發(fā)明專利，其名稱為一種巡邏機(jī)器人，該機(jī)器人驅(qū)動(dòng)源與主動(dòng)輪不同軸，驅(qū)動(dòng)源通過(guò)傳動(dòng)箱與主動(dòng)輪連接，傳動(dòng)箱繞驅(qū)動(dòng)源的軸線擺動(dòng)，主動(dòng)輪上方設(shè)置彈簧，當(dāng)主動(dòng)輪擺動(dòng)時(shí)，彈簧壓縮量發(fā)生變化，該減震機(jī)器人減震效果好，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。上述兩個(gè)發(fā)明都采用彈簧減震機(jī)構(gòu)，但是彈簧的減震方向不固定，輪子軸線在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在“擺動(dòng)”，這將導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)編碼器采集到的數(shù)據(jù)與輪子的實(shí)際運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)之間存在誤差。

公開號(hào)CN105599539A的中國(guó)發(fā)明專利，其名稱為新型萬(wàn)向輪結(jié)構(gòu)及機(jī)器人，該專利設(shè)計(jì)了一種萬(wàn)向輪減震機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的主軸安裝在全向輪支架的側(cè)上方，主軸上端套設(shè)有滑動(dòng)軸承，主軸中間套設(shè)有卡簧，彈簧安裝在卡簧和滑動(dòng)軸承間的主軸上，主軸可相對(duì)滑動(dòng)軸承上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活，且彈簧減震方向與萬(wàn)向輪運(yùn)動(dòng)方向垂直，但主軸受偏載，機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期運(yùn)行后精度及穩(wěn)定性降低。

由上可知，機(jī)器人減震機(jī)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)易受偏載，減震裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)存在“擺動(dòng)”的問(wèn)題并且全向輪移動(dòng)平臺(tái)在啟動(dòng)時(shí)易出現(xiàn)因驅(qū)動(dòng)力不足產(chǎn)生的打滑現(xiàn)象。因此，目前急需一種可以減小打滑影響且長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性好的垂直減震裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種應(yīng)用垂直減震裝置的航跡推算定位機(jī)器人底盤。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種應(yīng)用垂直減震裝置的航跡推算定位機(jī)器人底盤，包括底盤、三個(gè)相同的垂直減震裝置和三個(gè)相同的從動(dòng)輪系，所述垂直減震裝置設(shè)置在底盤的下方，每個(gè)垂直減震裝置的下方均設(shè)置一個(gè)從動(dòng)輪系；

所述每個(gè)垂直減震裝置均包括兩根導(dǎo)向桿、兩個(gè)彈簧、兩個(gè)直線軸承和兩個(gè)自鎖螺母，所述每根導(dǎo)向桿的末端均套有自鎖螺母，每根導(dǎo)向桿上均套有對(duì)應(yīng)的直線軸承，每個(gè)直線軸承臺(tái)階上端的外圓上套有對(duì)應(yīng)的彈簧，兩根導(dǎo)向桿對(duì)稱分布在從動(dòng)輪系軸線的左右兩側(cè)，兩個(gè)直線軸承臺(tái)階的下端固連對(duì)應(yīng)的從動(dòng)輪系。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：1)本發(fā)明的定位機(jī)器人底盤安裝有垂直減震機(jī)構(gòu)，3個(gè)減震機(jī)構(gòu)獨(dú)立工作，所述減震機(jī)構(gòu)各設(shè)置有兩垂直彈簧，保證全向輪系兩側(cè)受力對(duì)稱，不受偏載，長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性好；2)本發(fā)明的減震方向垂直全向輪運(yùn)動(dòng)方向，不存在“擺動(dòng)”問(wèn)題，減震效果好，可減小全向輪打滑對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器采集數(shù)據(jù)精度的影響。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的應(yīng)用垂直減震裝置的航跡推算定位機(jī)器人底盤結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為彈簧減震機(jī)構(gòu)的剖面示意圖。

圖3為輪系結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種應(yīng)用垂直減震裝置的航跡推算定位機(jī)器人底盤，包括底盤1、三個(gè)相同的垂直減震裝置和三個(gè)相同的從動(dòng)輪系，所述垂直減震裝置設(shè)置在底盤1的下方，每個(gè)垂直減震裝置的下方均設(shè)置一個(gè)從動(dòng)輪系；

所述每個(gè)垂直減震裝置均包括兩根導(dǎo)向桿2、兩個(gè)彈簧3、兩個(gè)直線軸承4和兩個(gè)自鎖螺母12，所述每根導(dǎo)向桿2的末端均套有自鎖螺母12，每根導(dǎo)向桿2上均套有對(duì)應(yīng)的直線軸承4，每個(gè)直線軸承4臺(tái)階上端的外圓上套有對(duì)應(yīng)的彈簧3，兩根導(dǎo)向桿2對(duì)稱分布在從動(dòng)輪系軸線的左右兩側(cè)，兩個(gè)直線軸承4臺(tái)階的下端固連對(duì)應(yīng)的從動(dòng)輪系。

所述每個(gè)從動(dòng)輪系均包括支架5、全向輪6、輪軸7、軸承擋圈8、編碼器支架9、旋轉(zhuǎn)編碼器10和軸承11；

所述輪軸7的一端套有全向輪6，輪軸7的另一端的端部開有盲孔，該盲孔內(nèi)固連旋轉(zhuǎn)編碼器10的轉(zhuǎn)軸，所述輪軸7、全向輪6和旋轉(zhuǎn)編碼器10的轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述支架5的兩端開有通孔，該通孔的軸線方向與輪軸7的軸線方向垂直，所述支架5固連在直線軸承4臺(tái)階下端的外圓上，其中兩個(gè)直線軸承4臺(tái)階的下端位于支架5兩端的通孔內(nèi)，支架5上固連軸承擋圈8和編碼器支架9，其中軸承擋圈8位于支架5和編碼器支架9之間，編碼器支架9上固連旋轉(zhuǎn)編碼器10的外殼，輪軸7的外圈上套有軸承11，軸承11的外圈固連在支架5的內(nèi)孔中。

所述三個(gè)相同的垂直減震裝置以周向120°均布在底盤1下方。

底盤1開設(shè)6個(gè)定位圓孔，每個(gè)定位圓孔中均固連對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向桿2。

本發(fā)明的定位機(jī)器人底盤安裝有垂直減震機(jī)構(gòu)，3個(gè)減震機(jī)構(gòu)獨(dú)立工作，所述減震機(jī)構(gòu)各設(shè)置有兩垂直彈簧，保證全向輪系兩側(cè)受力對(duì)稱，不受偏載，長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性好。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述。

實(shí)施例1

如圖1所示，本定位機(jī)器人底盤包括底盤1和3個(gè)相互獨(dú)立的減震裝置，3個(gè)減震裝置以周向120°均布在底盤下方。

如圖2所示，每個(gè)減震裝置包含2個(gè)導(dǎo)向桿2，導(dǎo)向桿2上設(shè)有階梯軸，底盤1上設(shè)有6個(gè)通孔，階梯軸套設(shè)在底盤1上設(shè)置的通孔內(nèi)，導(dǎo)向桿2與底盤1固連，導(dǎo)向桿2軸線與底盤1平面垂直，導(dǎo)向桿2底端設(shè)有自鎖螺母12，導(dǎo)向桿2底端伸出支架5側(cè)邊的通孔。

如圖2所示，每個(gè)減震裝置包含2個(gè)直線軸承4，直線軸承4法蘭下端外圓套設(shè)在支架5側(cè)邊的階梯孔內(nèi)，直線軸承4內(nèi)孔套設(shè)在導(dǎo)向桿2上，直線軸承4沿導(dǎo)向桿2軸線方向上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

如圖2所示，每個(gè)減震裝置包含2個(gè)彈簧3，彈簧3套設(shè)在直線軸承4法蘭上端外圓上，彈簧3上端壓在底盤1下端面，彈簧3下端壓在直線軸承4法蘭上端面，當(dāng)全向輪6經(jīng)過(guò)地面上的高處時(shí)，直線軸承4與支架5一起向上運(yùn)動(dòng)，彈簧3壓縮量增加，當(dāng)全向輪6經(jīng)過(guò)地面上的低處時(shí)，直線軸承4與支架5一起向下運(yùn)動(dòng)，彈簧3壓縮量減小，減震方向始終與底盤1平面垂直。

每個(gè)減震裝置的2個(gè)直線軸承4位于支架5軸線兩側(cè)的對(duì)稱位置上，支架5上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)不受偏載。

如圖3所示，全向輪系包含全向輪6，輪軸7，編碼器10，支架5，編碼器支架9，軸承11，軸承擋圈8等。輪軸7一端與全向輪6固連，另一端與編碼器10的轉(zhuǎn)軸固連，全向輪6運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)輪軸7旋轉(zhuǎn)，輪軸7帶動(dòng)編碼器10軸旋轉(zhuǎn)，編碼器10采集全向輪6旋轉(zhuǎn)角度，編碼器10外殼固連在編碼器支架9上，編碼器支架9通過(guò)軸承擋圈8固連在支架5上。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)垂直減震，機(jī)構(gòu)不受偏載，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可以減小全向輪打滑對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器數(shù)據(jù)采集精度的影響，滿足機(jī)器人定位時(shí)編碼器采集數(shù)據(jù)精度要求。