[发明专利]一种阿克曼原理的机器人悬挂转向机构

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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领域。

背景技术

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。

本发明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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阿克曼原理的机器人悬挂转向机构，以解决上述背景技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：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，本发明的有益效果是：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