一种阿克曼原理的机器人悬挂转向机构制造技术

本发明专利技术公开了一种阿克曼原理的机器人悬挂转向机构，涉及机器人转向技术领域。两个的车轮对称安装在转向拉杆的两侧，且两个的车轮的结构和安装方式相同，其中一个的车轮的侧边中部设置有车轮轴座，弹簧支撑轴穿入车轮轴座的前端的通孔内，且弹簧支撑轴的两端与U型框连接，车轮轴座和弹簧支撑轴的装配体在U型框内上下移动，拉杆转轴一端插入车轮轴座的后端的通孔内，且拉杆转轴的下端用拉杆转轴挡片固定，转向拉杆转臂的大孔穿入弹簧支撑轴的上端，小孔穿入拉杆转轴的上端，转向拉杆上均布有数个孔，再用一个拉杆转轴挡片固定拉杆转轴的顶端，本机构结构简单、紧凑。可以实现结构的小型化。因此可以避免现有无人车通过率低的问题。

A robot suspension and steering mechanism based on Ackerman principle

The invention discloses a robot suspension steering mechanism based on Ackerman principle, which relates to the field of robot steering technology. The two wheels are symmetrical installed on both sides of the steering pull rod, and the two wheels have the same structure and installation way. One of them has the wheel axles in the middle of the side of the wheel, the spring support shaft penetrates the hole in the front of the front of the wheel axle seat, and the two ends of the spring support axis are connected with the U frame, the wheel axle seat and the spring support shaft. The assembly body moves up and down in the U frame, and the end of the pull rod is inserted into the hole of the rear end of the wheel axle seat, and the lower end of the pull rod shaft is fixed by a pull rod, and the big hole turning to the arm of the pull rod is penetrated into the upper end of the spring support shaft, and the hole is penetrated into the upper end of the rod shaft, and there are several holes on the pull rod, and then one more hole, then one more hole. The top of the rotating shaft is fixed by the pull rod rotating shaft block, and the mechanism is simple and compact. The miniaturization of the structure can be realized. Therefore, the problem of low passing rate of existing unmanned vehicles can be avoided.

【技术实现步骤摘要】
一种阿克曼原理的机器人悬挂转向机构
本专利技术涉及一种阿克曼原理的机器人悬挂转向机构，具体为机器人转向

技术介绍
对于四轮汽车，为了避免车轮侧滑，转向结构都设计成了符合阿克曼转向原理的机构。在车左转的时候，左前轮转向角度要大于右前轮转向角度，这个差值随着车体转向角度增大而增大。所以，无论汽车是否为有人操作，转向原理都是符合阿克曼原理的，目前的无人车的自动转向，都是利用现有汽车的转向系统进行改造；在传统的方向盘旋转结构上，增加一个电机，控制其旋转，以达到自动转向的目的。有些应用阿克曼转向原理的机器人，用现有汽车的转向零部件装配在一个缩小的车体上，以实现转向功能。现在的汽车零部件，都符合已有车型。而阿克曼转向机构的四连杆a1的尺寸，和前轮转向轴间距b1，以及前后桥距离密切相关(如图1)。如果要设计一款车体尺寸完全不同的车型，那么转向的四连杆机构，就需要定制，而不能采用现有廉价的汽车零件了。如果强行利用现有的汽车转向机构组装在一个不符合原车尺寸的新车体，那么转向的时候，车轮侧滑就难以避免。对于轮式机器人，应用的场地一般比较狭窄，转弯半径要求非常小。这些限制，导致了车体非常小，而车体的尺寸完全由机器人所在场合的环境决定。所以，符合不同场合的机器人，都需要定制转向机构。因此，大批量生产的汽车转向机构，难以适应机器人的要求。本专利技术就是利用一套简单可靠的机构，实现带有悬挂系统的机器人转向解决方案。该方案零件简单，便于加工，成本低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种阿克曼原理的机器人悬挂转向机构，以解决上述
技术介绍
存在的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种阿克曼原理的机器人悬挂转向机构包含车轮、阻尼弹簧、弹簧上支架、电动推杆支架、推杆电机、拉杆转轴挡片、转向拉杆转臂、拉杆转臂挡块、弹簧下支架、车轮轴座、弹簧支撑轴、U型框、拉杆转轴、转向拉杆和左轮轴座，两个的车轮对称安装在转向拉杆的两侧，且两个的车轮的结构和安装方式相同，其中一个的车轮的侧边中部设置有车轮轴座，弹簧支撑轴穿入车轮轴座的前端的通孔内，且弹簧支撑轴的两端与U型框连接，车轮轴座和弹簧支撑轴的装配体在U型框内上下移动，拉杆转轴一端插入车轮轴座的后端的通孔内，且拉杆转轴的下端用拉杆转轴挡片固定，转向拉杆转臂的大孔穿入弹簧支撑轴的上端，小孔穿入拉杆转轴的上端，转向拉杆上均布有数个孔，且转向拉杆的其中一个孔穿入拉杆转轴的上端，再用一个拉杆转轴挡片固定拉杆转轴的顶端，使拉杆转轴在转向拉杆的顶面和车轮轴座的底面间上下滑动，拉杆转臂挡块的大孔穿入弹簧支撑轴的上端，并固定在U型框上，使拉杆转臂以弹簧支撑轴为圆心旋转，且不能上下滑动，弹簧下支架的底部大孔穿入弹簧支撑轴的顶部这样就形成一套车轮机构，然后电动推杆支架安装在转向拉杆上，推杆电机的伸出轴固定在电动推杆支架上，推杆电机的尾部再安装一个电动推杆支架，并且弹簧上支架，U型框和推杆电机尾部的电动推杆支架4固定在车体上即成为一整套悬挂转向机构。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本机构结构简单、紧凑。可以实现结构的小型化。因此可以避免现有无人车通过率低的问题。并且，转向机构是根据所设计车体的前轮转向轴间距，以及前后桥距离重新设计的。避免了车体转弯侧滑的发生，此种机构与推杆电机配合使用，整个机构才能正常工作。附图说明图1为
技术介绍
中现有阿克曼转向机构结构示意图；图2为本专利技术具体实施方式一的结构示意图；图3为图2旋转180°的结构示意图；图4为图2的分解结构示意图；图5为图2的平面结构示意图；图6为图3的平面结构示意图；图7为图2的放大结构示意图；图8为本专利技术具体实施方式一整体机构右转状态结构示意图；图9为本专利技术具体实施方式一整体机构左转状态结构示意图；图10为本专利技术具体实施方式一右侧的车轮轴座向上运动状态结构示意图；图11为本专利技术具体实施方式一右侧的车轮轴座向下运动状态结构示意图；图12为本专利技术具体实施方式二中转向齿轮和动力齿轮与转向拉杆连接状态结构示意图；图13为本专利技术具体实施方式二中整体机构正向行使状态结构示意图；图14为本专利技术具体实施方式二中整体机构左转状态结构示意图；图15为本专利技术具体实施方式二中整体机构右转状态结构示意图。图中：车轮1、阻尼弹簧2、弹簧上支架3、电动推杆支架4、推杆电机5、拉杆转轴挡片6、转向拉杆转臂7、拉杆转臂挡块8、弹簧下支架9、车轮轴座10、弹簧支撑轴11、U型框12、拉杆转轴13、转向拉杆14和左轮轴座15。具体实施方式下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术具体实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本专利技术一部分，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。具体实施方式一：请参阅图2-7，本具体实施方式提供一种技术方案：一种阿克曼原理的机器人悬挂转向机构包含车轮1、阻尼弹簧2、弹簧上支架3、电动推杆支架4、推杆电机5、拉杆转轴挡片6、转向拉杆转臂7、拉杆转臂挡块8、弹簧下支架9、车轮轴座10、弹簧支撑轴11、U型框12、拉杆转轴13、转向拉杆14和左轮轴座15，两个的车轮1对称安装在转向拉杆14的两侧，且两个的车轮1的结构和安装方式相同，其中一个的车轮1的侧边中部设置有车轮轴座10，弹簧支撑轴11穿入车轮轴座10的前端的通孔内，且弹簧支撑轴11的两端与U型框12连接，车轮轴座10和弹簧支撑轴11的装配体在U型框12内上下移动，拉杆转轴13一端插入车轮轴座10的后端的通孔内，且拉杆转轴13的下端用拉杆转轴挡片6固定，转向拉杆转臂7的大孔穿入弹簧支撑轴11的上端，小孔穿入拉杆转轴13的上端，转向拉杆14上均布有数个孔，且转向拉杆14的其中一个孔穿入拉杆转轴13的上端，再用一个拉杆转轴挡片6固定拉杆转轴13的顶端，使拉杆转轴13在转向拉杆14的顶面和车轮轴座10的底面间上下滑动，拉杆转臂挡块8的大孔穿入弹簧支撑轴11的上端，并固定在U型框12上，使拉杆转臂7以弹簧支撑轴11为圆心旋转，且不能上下滑动，弹簧下支架9的底部大孔穿入弹簧支撑轴11的顶部这样就形成一套车轮转向机构，然后电动推杆支架4安装在转向拉杆14上，推杆电机5的伸出轴固定在电动推杆支架4上，推杆电机5的尾部再安装一个电动推杆支架4，并且弹簧上支架3，U型框12和推杆电机5尾部的电动推杆支架4固定在车体上即成为一整套悬挂转向机构。本阿克曼原理的机器人悬挂转向机构的工作原理为：参照图8所示，当推杆电机5的伸出轴伸长时，推动转向拉杆14，转向拉杆14带动两个拉杆转轴13，拉杆转轴13带动右侧的转向拉杆转臂7和车轮轴座10，左侧的拉杆转臂7和左轮轴座15，同时以各自穿入的弹簧支撑轴11为圆心旋转，右轮向外旋转，左轮向内旋转，整个车体右转；参照图9所示，当推杆电机5的伸出轴收缩时，拉回转向拉杆14；转向拉杆14带动两个拉杆转轴13，转向拉杆转轴13带动左侧的转向拉杆转臂7和左轮轴座15，右侧的拉杆转臂7和车轮轴座10，同时以各自穿入的弹簧支撑轴11为圆心旋转，左轮向外旋转，右轮向内旋转，整个车体左转；参照图10所示，当右轮向上运动时，车轮轴座10也向上运动，右侧的拉杆转轴13被带动向上伸出；参照图11所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阿克曼原理的机器人悬挂转向机构，其特征在于：它包含车轮(1)、阻尼弹簧(2)、弹簧上支架(3)、电动推杆支架(4)、推杆电机(5)、拉杆转轴挡片(6)、转向拉杆转臂(7)、拉杆转臂挡块(8)、弹簧下支架(9)、车轮轴座(10)、弹簧支撑轴(11)、U型框(12)、拉杆转轴(13)、转向拉杆(14)和左轮轴座(15)，两个的车轮(1)对称安装在转向拉杆(14)的两侧，且两个的车轮(1)的结构和安装方式相同，其中一个的车轮(1)的侧边中部设置有车轮轴座(10)，弹簧支撑轴(11)穿入车轮轴座(10)的前端的通孔内，且弹簧支撑轴(11)的两端与U型框(12)连接，车轮轴座(10)和弹簧支撑轴(11)的装配体在U型框(12)内上下移动，拉杆转轴(13)一端插入车轮轴座(10)的后端的通孔内，且拉杆转轴(13)的下端用拉杆转轴挡片(6)固定，转向拉杆转臂(7)的大孔穿入弹簧支撑轴(11)的上端，小孔穿入拉杆转轴(13)的上端，转向拉杆(14)上均布有数个孔，且转向拉杆(14)的其中一个孔穿入拉杆转轴(13)的上端，再用一个拉杆转轴挡片(6)固定拉杆转轴(13)的顶端，使拉杆转轴(13)在转向拉杆(14)的顶面和车轮轴座(10)的底面间上下滑动，拉杆转臂挡块(8)的大孔穿入弹簧支撑轴(11)的上端，并固定在U型框(12)上，使拉杆转臂(7)以弹簧支撑轴(11)为圆心旋转，且不能上下滑动，弹簧下支架(9)的底部大孔穿入弹簧支撑轴(11)的顶部这样就形成一套车轮转向机构，然后电动推杆支架(4)安装在转向拉杆(14)上，推杆电机(5)的伸出轴固定在电动推杆支架(4)上，推杆电机(5)的尾部再安装一个电动推杆支架(4)，并且弹簧上支架(3)，U型框(12)和推杆电机(5)尾部的电动推杆支架(4)固定在车体上即成为一整套悬挂转向机构。...

【技术特征摘要】
1.一种阿克曼原理的机器人悬挂转向机构，其特征在于：它包含车轮(1)、阻尼弹簧(2)、弹簧上支架(3)、电动推杆支架(4)、推杆电机(5)、拉杆转轴挡片(6)、转向拉杆转臂(7)、拉杆转臂挡块(8)、弹簧下支架(9)、车轮轴座(10)、弹簧支撑轴(11)、U型框(12)、拉杆转轴(13)、转向拉杆(14)和左轮轴座(15)，两个的车轮(1)对称安装在转向拉杆(14)的两侧，且两个的车轮(1)的结构和安装方式相同，其中一个的车轮(1)的侧边中部设置有车轮轴座(10)，弹簧支撑轴(11)穿入车轮轴座(10)的前端的通孔内，且弹簧支撑轴(11)的两端与U型框(12)连接，车轮轴座(10)和弹簧支撑轴(11)的装配体在U型框(12)内上下移动，拉杆转轴(13)一端插入车轮轴座(10)的后端的通孔内，且拉杆转轴(13)的下端用拉杆转轴挡片(6)固定，转向拉杆转臂(7)的大孔穿入弹簧支撑轴(11)的上端，小孔穿入拉杆转轴(13)的上端，转向拉杆(14)上均布有数个孔，且转向拉杆(14)的其中一个孔穿入拉杆转轴(13)的上端，再用一个拉杆转轴挡片(6)固定拉杆转轴(13)的顶端，使拉杆转轴(13)在转向拉杆(14)的顶面和车轮轴座(10)的底面间上下滑动，拉杆转臂挡块(8)的大孔穿入弹簧支撑轴(11)的上端，并固定在U型框(12)上，使拉杆转臂(7)以弹簧支撑轴(11)为圆心旋转，且不能上下滑动，弹簧下支架(9)的底部大孔穿入弹簧支撑轴(11)的顶部这样就形成一套车轮转向机构，然后电动推杆支架(4)安装在转向拉杆(14)上，推杆电机(5)的伸出轴固定在电动推杆支架(4)上，推杆电机(5)的尾部再安装一个电动推杆支架(4)，并且弹簧上支架(3)，U型框(12)和推杆电机(5)尾部的电动推杆支架(4)固定在车体上即成为一整套悬挂转向机构。2.根据权利要求1所述的一种阿克曼原理的机器人悬挂转向机构，其特征在于：所述的悬挂转向机构的工作原理...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雷，郑春晖，康尔翰，
申请(专利权)人：沈阳萝卜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21