一种可调重心的自平衡轮式带悬挂机构的机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可调重心的自平衡轮式带悬挂机构的机器人，涉及到机械技术领域，包括相连接的支撑部件、悬挂部件、第一驱动部件、第二驱动部件、配重部件，所述支撑部件包括两组相互对称的横向铝方管，每组所述横向铝方管包括两个横向铝方管，每组两个所述横向铝方管之间均固定安装有纵向铝方管。本实用新型专利技术通过配重框带动配重块运动时产生的惯性力使机器人产生的倾角逐渐减小直至与地面平行，使机器人保持平衡状态，通过第一无刷电机控制配重块的双向运动产生的惯性力使得机器人可以达到急停急走的效果，减小了了机器人的起步与制动的响应时间，同时该过程不会产生较大的噪音，降低了其使用时产生的噪音污染，保障了顾客的使用体验。客的使用体验。客的使用体验。

【技术实现步骤摘要】
一种可调重心的自平衡轮式带悬挂机构的机器人


[0001]本技术涉及机械
，特别涉及一种可调重心的自平衡轮式带悬挂机构的机器人。

技术介绍

[0002]随着机器人相关技术的不断成熟,机器人在各行各业中应用越来越广泛。自平衡机器人作为移动机器人的一种,具有体积小、运动灵活等特点，可以在狭小的特殊环境中使用，还可作为交通工具载人载物，在现代社会和经济领域中可广泛使用，具有重要的理论意义和研究价值。高稳定性,低能耗,高适应性以及高承载能力将是双轮自平衡机器人的主要发展趋势和必然要求。然而现有两轮自平衡机器人在非结构复杂地形中的适应能力还有所欠缺，且依靠动量轮完成平衡的方案具有噪音大、整体重量大、倒地后响应时间长等缺点，对日常使用造成了不利影响，因此，本申请提供了一种可调重心的自平衡轮式带悬挂机构的机器人来满足需求。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种可调重心的自平衡轮式带悬挂机构的机器人，以提高现有两轮自平衡机器人在非结构复杂地形中的适应能力，并解决现有两轮自平衡机器人依靠动量轮完成平衡的方案时产生的噪音大、整体重量大、倒地后响应时间长等缺点。
[0004]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种可调重心的自平衡轮式带悬挂机构的机器人，包括相连接的支撑部件、悬挂部件、第二驱动部件、第一驱动部件、配重部件，所述支撑部件包括两组相互对称的横向铝方管，每组所述横向铝方管包括两个横向铝方管，每组两个所述横向铝方管之间均固定安装有纵向铝方管，所述纵向铝方管的顶部对称固定安装有两个上端插板，所述纵向铝方管的底部对称固定安装有两个下端插板，所述上端插板和所述下端插板之间固定安装有第一支撑管，所述下端插板的顶部固定安装有第二支撑管，所述上端插板的外侧固定套接有连接管，所述连接管的两侧内壁均固定安装有转接片，两侧两个所述转接片的外侧固定套接有同一保护杆，同侧两个所述连接管的顶部均固定安装有调平机构支撑架；所述支撑部件用于支撑所述悬挂部件、所述第一驱动部件和所述配重部件，所述悬挂部件将所述第二驱动部件与所述支撑部件连接，所述第二驱动部件用于驱动所述支撑部件运动，所述第一驱动部件用于驱动所述配重部件以调节所述支撑部件的重心。
[0005]优选的，所述悬挂部件包括固定安装在所述纵向铝方管一侧的若干固定角码，若干所述固定角码的一侧固定安装有同一固定板，所述固定板的两侧均固定安装有第一连杆，所述固定板的顶部转动连接有两个第二连杆，所述固定板的底部转动连接有两个第三连杆，两个所述第二连杆和两个所述第三连杆的一端转动连接有同一悬挂电机连接件，两个所述第三连杆的一侧均转动连接有负压弹簧阻尼器，所述负压弹簧阻尼器的一端与所述第一连杆转动连接。
[0006]优选的，所述第一驱动部件包括固定安装在所述悬挂电机连接件一侧的第二无刷电机，所述第二无刷电机的输出端外侧固定套接有充气轮，其中一个底部所述横向铝方管的底部固定安装有电机编码器，所述电机编码器与所述第二无刷电机信号连接。
[0007]优选的，所述第一驱动部件包括固定安装在一侧其中一个所述调平机构支撑架顶部的第一无刷电机，所述第一无刷电机的输出端固定套接有同步轮，一侧另一所述调平机构支撑架的顶部固定安装有垫块，所述垫块的顶部固定套接有带轴法兰盘，所述带轴法兰盘的中轴外侧转动套接有从动轮，所述同步轮和所述从动轮张紧有同一同步带，所述电机编码器与所述第一无刷电机电信号连接。
[0008]优选的，所述配重部件包括固定安装在同侧两个所述调平机构支撑架顶部的导轨，所述导轨的外侧滑动套接有滑块，所述滑块的顶部固定安装有配重框，所述配重框的一侧固定安装有同步带齿板，所述同步带齿板的一侧固定安装有同步带压板，所述同步带齿板和所述同步带压板相互靠近的一侧与所述同步带夹紧，所述配重框内固定安装有配重块。
[0009]优选的，所述上端插板和所述下端插板之间固定安装有导轮支架，所述导轮支架的一侧转动连接有支撑导轮。
[0010]优选的，顶部所述转接片的顶部固定安装有对锁螺栓，所述对锁螺栓的外侧转动套接有包胶导轮。
[0011]优选的，所述连接管和所述第二支撑管固定连接，所述导轮支架与所述第一支撑管的一侧固定连接。
[0012]综上，本技术的技术效果和优点：
[0013]1、本技术结构合理，通过设置第一无刷电机，当机器人加速或减速运动时，同时机器人发生倾斜，第二无刷电机的转速会发生改变，当电机编码器检测到第二无刷电机转速改变时，将进行负反馈，控制第一无刷电机进行运动，第一无刷电机通过同步轮使同步带运动，同步带通过同步带齿板和同步带压板带动配重框运动，配重框在滑块的限位下沿导轨滑动，通过配重框带动配重块运动时产生的惯性力使机器人产生的倾角逐渐减小直至与地面平行，此时机器人再次回归平衡状态；
[0014]2、本技术中，通过设置配重框，在需要急停时，第一无刷电机通过同步轮、同步带、同步带齿板、同步带压板和配重框使配重块在电机带动下向机器人运动方向的反方向快速运动，在需要急走时，第一无刷电机通过配重框使配重块向机器人运动方向快速运动，通过第一无刷电机控制配重块的双向运动产生的惯性力使得机器人可以达到急停急走的效果，减小了了机器人的起步与制动的响应时间，提高了机器人的运输效率，同时该过程不会产生较大的噪音，降低了其使用时产生的噪音污染，保障了顾客的使用体验；
[0015]3、在本技术中，通过支撑导轮对发生倾斜的支撑部件进行支撑，避免支撑部件倾斜时，与地面硬性接触，保障了机器人的使用寿命，通过包胶导轮对机器人的运动方向进行引导，降低了膨胀对机器人造成的损伤，进一步保障了机器人的使用寿命；
[0016]4、在本技术中，通过设置悬挂电机连接件，第二无刷电机带动充气轮转动以驱使机器人移动，通过设置多个第一连杆、第二连杆、第三连杆、悬挂电机连接件和负压弹簧阻尼器，使得机器人在运动过程中遇到障碍物使充气轮发生颠簸时，该颠簸会在运动的第一连杆、第二连杆、第三连杆、悬挂电机连接件的运动下被抵消一部分，通过负压弹簧阻
尼器受力压缩对颠簸产生的力做进一步抵消，以充分保障机器人在运动过程中不会发生剧烈颠簸，同时因为悬挂部件为独立设计，使得一侧充气轮受冲击时，不会带动另一侧充气轮运动，进一步保障了机器人的运动稳定性。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
[0018]图1为可调重心的自平衡轮式带悬挂机构的机器人立体结构示意图；
[0019]图2为局部支撑部件、第二驱动部件、配重部件装配立体放大结构示意图；
[0020]图3为局部支撑部件立体放大放大结构示意图；
[0021]图4为配重部件立体放大结构示意图；
[0022]图5为悬挂部件和第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调重心的自平衡轮式带悬挂机构的机器人，其特征在于：包括相连接的支撑部件、悬挂部件、第一驱动部件、第二驱动部件、配重部件，所述支撑部件包括两组相互对称的横向铝方管(1)，每组所述横向铝方管(1)包括两个横向铝方管(1)，每组两个所述横向铝方管(1)之间均固定安装有纵向铝方管(2)，所述纵向铝方管(2)的顶部对称固定安装有两个上端插板(3)，所述纵向铝方管(2)的底部对称固定安装有两个下端插板(4)，所述上端插板(3)和所述下端插板(4)之间固定安装有第一支撑管(5)，所述下端插板(4)的顶部固定安装有第二支撑管(11)，所述上端插板(3)的外侧固定套接有连接管(6)，所述连接管(6)的两侧内壁均固定安装有转接片(7)，两侧两个所述转接片(7)的外侧固定套接有同一保护杆(10)，同侧两个所述连接管(6)的顶部均固定安装有调平机构支撑架(14)；所述支撑部件用于支撑所述悬挂部件、所述第一驱动部件和所述配重部件，所述悬挂部件将所述第二驱动部件与所述支撑部件连接，所述第二驱动部件用于驱动所述支撑部件运动，所述第一驱动部件用于驱动所述配重部件以调节所述支撑部件的重心。2.根据权利要求1所述的一种可调重心的自平衡轮式带悬挂机构的机器人，其特征在于：所述悬挂部件包括固定安装在所述纵向铝方管(2)一侧的若干固定角码(24)，若干所述固定角码(24)的一侧固定安装有同一固定板，所述固定板的两侧均固定安装有第一连杆(25)，所述固定板的顶部转动连接有两个第二连杆(26)，所述固定板的底部转动连接有两个第三连杆(27)，两个所述第二连杆(26)和两个所述第三连杆(27)的一端转动连接有同一悬挂电机连接件(28)，两个所述第三连杆(27)的一侧均转动连接有负压弹簧阻尼器(29)，所述负压弹簧阻尼器(29)的一端与所述第一连杆(25)转动连接。3.根据权利要求2所述的一种可调重心的自平衡轮式带悬挂机构的机器人，其特征在于：所述第二驱动部件包括固定安装在所述悬挂电机连接件(28)一侧的第二无刷电机，所述第二无刷电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亚杰，吴越，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：新型
国别省市：