一种全向轮结构及机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人的减震技术领域，尤其涉及一种全向轮结构及机器人。

背景技术：

随着科技的发展，人工智能正在逐渐走进到人们的生活，越来越多的机器人出现在各行各业，如各类服务机器人，巡逻机器人，物流机器人和清洁机器人等。在移动机器人中，全向轮是一种轮式底盘常做的选择，可以使底盘全方向的移动和旋转。

然而市面上的全向轮大多直接安装于底盘上，由于全向轮自身结构的原因，在使用中不可避免的会有震动和打滑现象，从而降低了底盘的稳定性，影响了机器人的定位和控制。

技术实现要素：

基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种全向轮结构及机器人，其中全向轮结构解决了现有技术的全向轮由于具有震动和打滑的特点而造成机器人的底盘稳定性差的问题。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种全向轮结构，包括：全向轮；轮臂，所述轮臂的一端与所述全向轮转动连接；安装板，所述安装板的一端固定在底盘上，另一端与所述轮臂的另一端枢接；减震件，所述减震件阻尼所述轮臂相对于所述安装板的枢转。

作为一种全向轮结构的优选方案，所述全向轮结构还包括支撑板，所述支撑板位于所述轮臂的另一端的下方且与所述安装板固定连接，所述减震件位于所述支撑板和所述轮臂之间且所述减震件的上端面与所述轮臂贴合。

作为一种全向轮结构的优选方案，所述全向轮结构还包括安装轴，所述减震件套设在所述安装轴上，所述减震件的下端与所述安装轴固定连接，所述减震件的上端可相对于所述安装轴沿竖直方向移动。

作为一种全向轮结构的优选方案，所述安装轴的下端设有放松螺母和锁紧螺母，所述放松螺母和所述锁紧螺母分别位于所述支撑板的两侧。

作为一种全向轮结构的优选方案，所述全向轮结构还包括第一支撑轴，所述第一支撑轴固定在所述安装板的下端，所述轮臂可转动安装在所述第一支撑轴上，所述第一支撑轴位于所述全向轮和所述支撑板之间。

作为一种全向轮结构的优选方案，所述全向轮结构还包括第二支撑轴，所述第二支撑轴固定在所述安装板的中部，所述第二支撑轴被配置为支撑所述安装板。

作为一种全向轮结构的优选方案，所述全向轮结构还包括轴套，所述轴套分别套设在所述第一支撑轴和所述第二支撑轴上。

作为一种全向轮结构的优选方案，所述轴套为尼龙轴套。

作为一种全向轮结构的优选方案，所述减震件为减震橡胶柱。

一种机器人，包括以上任一方案所述的全向轮结构。

本实用新型的有益效果为：本实用新型公开的全向轮结构通过安装板固定在底盘上，结构简单、减震效果好，全向轮结构在崎岖不平的路面或沟壑上移动，即全向轮在地面上向上或者向下移动时，全向轮可带动轮臂的一端向上或者向下移动，相应的，轮臂的另一端向下增加或者向上减少减震件的变形量，使减震件吸收震动，从而增强了底盘的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型具体实施例提供的全向轮结构的在一个方向上的示意图；

图2是本实用新型具体实施例提供的全向轮结构的在另一个方向上的示意图；

图3是本实用新型具体实施例提供的全向轮结构的爆炸图。

图中：

11、全向轮；12、轮臂；13、安装板；131、顶板；132、侧板；14、支撑板；15、减震件；

21、第一支撑轴；22、第二支撑轴；231、安装轴；232、放松螺母；233、锁紧螺母；234、螺母。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供一种用于减震的全向轮结构，如图1至图3所示，该结构包括全向轮11、轮臂12、安装板13及减震件15，轮臂12的一端与全向轮11转动连接，安装板13的一端固定在底盘上，另一端与轮臂12的另一端枢接，减震件15能够阻尼轮臂12相对于安装板13的枢转。

具体地，本实施例的减震件15为减震橡胶柱，该减震橡胶柱在低频振动中的振动传导率小于10％，振动传导率的值越小其减震效果越好。具体地，振动传导率为通过隔膜装置传递到基础上的力的幅值与作用于系统的总干扰力或者激发力幅值之比。当然，在本实用新型的其他实施例中，减震件15还可以是由其他振动传导率小的材料制成或者减震件15为弹簧，减震件15的具体结构和材质具体根据实际需要选择。

本实施例提供的全向轮结构通过安装板13固定在底盘上，结构简单、减震效果好，全向轮结构在崎岖不平的路面或沟壑上移动，即全向轮11在地面上向上或者向下移动时，全向轮11可带动轮臂12的一端向上或者向下移动，相应的，轮臂12的另一端向下增加或者向上减少减震件15的变形量，使减震件15吸收震动，从而增强了底盘的稳定性。

进一步地，如图1所示，本实施例的全向轮结构还包括支撑板14，支撑板14位于轮臂12的另一端的下方且与安装板13固定连接，减震件15位于支撑板14和轮臂12之间且减震件15的上端面与轮臂12贴合。

如图3所示，本实施例的轮臂12、安装板13及支撑板14的材料均为不锈钢。其中，轮臂12呈倒u形，轮臂12安装全向轮11的一端的上方敞开设置，以防止全向轮11转动时与固定发生摩擦。本实施例的支撑板14呈u形，安装板13呈倒u形，支撑板14的上端与轮臂12固定连接。该安装板13包括顶板131和两侧板132，侧板132的下端靠近支撑板14的一侧设有避让槽，顶板131位于全向轮11的斜上方，侧板132的形状类似于平行四边形，顶板131向靠近全向轮11的一侧设置，这种结构能够使机器人的重心分布，增加机器人的承重能力。本实施例的全向轮结构简单稳定、原材料便宜、加工方便省时、利于大批量的生产和制作的优点。

本实施例的全向轮结构还包括安装轴231，减震件15套设在安装轴231上，减震件15的下端固定在安装轴231上，减震件15的上端与轮臂12的下表面贴合且能够相对于安装轴231沿竖直方向移动。

为了调节全向轮11的安装位置和高度，如图1和图3所示，安装轴231的下端设有放松螺母232和锁紧螺母233，放松螺母232和锁紧螺母233分别位于支撑板14的两侧，其中锁紧螺母233位于支撑板14的上侧且与支撑板14的内壁贴合，放松螺母232位于支撑板14的下侧且与支撑板14的外壁贴合。通过调整放松螺母232和锁紧螺可以调节全向轮11的高度。

如图1所示，本实施例的安装轴231的上端设有螺母234，该螺母234起到将安装轴231可拆卸连接在轮臂12上和限位的作用，螺母234和减震件15分别位于轮臂12的两侧。减震件15相对于安装轴231沿竖直方向移动时，安装轴231起到导向的作用。

进一步地，本实施例的全向轮结构还包括第一支撑轴21和第二支撑轴22，如图2所示，第一支撑轴21固定在安装板13的下端，轮臂12可转动安装在第一支撑轴21上，第一支撑轴21位于全向轮11和支撑板14之间。第二支撑轴22固定在安装板13的中部，第二支撑轴22被配置为支撑安装板13。

为了防止安装板13的变形，如图1至图3所示，本实施例的全向轮结构还包括轴套(图中未示出)，第一支撑轴21和第二支撑轴22上分别套设有轴套，轴套的两端分别抵接于安装板13的内壁，增设的轴套的能够增加安装板13的安装强度，减小侧板132向内侧变形的几率。轴套的中心轴线与第一支撑轴21的中心轴线平行，具体地，本实施例的轴套为尼龙轴套。当然，在本实用新型的其他实施例中，轴套的材质并不限于本实施例的尼龙，还可以为由其他具有刚性的材料制成，轴套的材质具体根据实际需要设置。

具体地，由于底盘的高度不变，使得第一支撑轴21的高度不变，当需要调高全向轮11时，减小减震件15的下端面与锁紧螺母233之间的距离，由于第一支撑轴21的高度不变，以支撑轴21为转动轴，轮臂12设有减震件15的一端的高度下降，设有全向轮11的另一端的高度必然上升；当需要调低时，增加减震件15的下端面与锁紧螺母233之间的距离，由于第一支撑轴21的高度不变，以支撑轴21为转动轴，轮臂12设有减震件15的一端的高度上升，设有全向轮11的另一端的高度必然下降。

具体地，本实施例的全向轮11包括轮毂和从动轮，该轮毂的外圆周处均匀开设有5个轮毂齿，每两个轮毂齿之间装设有一个从动轮，该从动轮的径向方向与轮毂外圆周的切线方向垂直，全向轮能够在不同的方向移动，极大的方便了横向滑动，本实施例的全向轮具体可通过外购获得，此处不再赘述。根据全向轮自身结构的特点和全向轮的个数和机器人的行进速度，可以大概估算全向轮的振动频率为10hz-20hz，该全向轮结构选用了在低频振动中的振动传导率小于10％的减震橡胶柱作为减震件15，有效减少了机器人的震动，增加了机器人的稳定性。

本实施例还提供一种机器人，包括本实施例所述的全向轮结构。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。