[实用新型]一种用于特定路面的机器人导向机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于特定路面的机器人导向机构。

背景技术

一般的轮式或履带式爬行机器人的导向大多是通过传感器来感知机器人的位置进而来保持直线或按指定方向行走，导致成本高、制造困难，但是利用机构来导向的爬行机器人并不多，尤其是适用于一些特殊形状路面的导向机构暂时还没有。

发明内容

为了解决目前的轮式或履带式爬行机器人的导向需要传感器感应、成本高、制造复杂的问题，本实用新型提出了一种单纯利用机械结构实现机器人导向、结构简单、成本低、导向效果好的用于特定路面的机器人导向机构。

本实用新型所述的一种用于特定路面的机器人导向机构，其特征在于：包括前轮组件、后轮组件以及机架，所述前轮组件和所述后轮组件分别安装在机架的前后部，其中所述机架后部两侧各安装一套后轮组件；所述前轮组件包括前导向轮、前轴、第一弹簧和前支架，所述前支架的上部与所述机架的前部固接，所述前支架的下部设有用于水平插接前轴的第一安装孔，所述前支架与所述前轴的外端部转动连接；所述前轴对称安装两个前导向轮，并且两个前导向轮之间留有用于卡入路面凸起的间隙；所述前导向轮与同侧的前支架之间设有用于调整两前导向轮之间间距的第一弹簧，其中第一弹簧的一端与前导向轮固接，另一端与前支架固接；所述后轮组件包括后支架、后轴、第二弹簧、后导向轮以及调节螺母，所述后支架的上部与所述机架后部固接，所述后支架的下部设有用于水平插入后轴的第二安装孔；所述后轴的一端与所述后支架的下部转动连接；所述后轴的另一端装有后导向轮，并且所述后轴的末端螺接调节螺母；所述第二弹簧套接在所述后轴外部，并且所述弹簧的一端与后支架相连，另一端与后导向轮的第四轴承相连。

所述机架后部两侧各对称安装一套后轮组件，两套后轮组件关于机架中心对称，且保持前导向轮的最低点与后导向轮的最低点处于同一水平面上。

所述前支架包括横梁、两根垂直安装架、用于限制前轴轴向移动的第一轴承、用于支撑前轴的第二轴承、圆板以及轴承端盖，所述横梁与机架前部底面固接，两根所述垂直安装架相对布置，且垂直安装架的上端分别与横梁的两端固接拼成门型结构；每根垂直安装架的第一安装孔内侧固接一块圆板，外侧固接一个用于限制前轴轴向移动的轴承端盖；所述第二轴承嵌入所述第一安装孔内，所述前轴的两端插入相应的第二轴承上，并与同侧的圆板、轴承端盖螺接；所述第一轴承套在前轴两端，并且通过其轴肩固定。

所述后支架的第二安装孔内嵌有用于支撑后轴的第三轴承，后轴的内端插入第三轴承内圈，并与之固接；后轴安装第四轴承，第四轴承的外端面套接用于固定后导向轮的套筒，并通过垫片以及调节螺母限制套筒沿后轴的轴向移动；第四轴承内端面与后支架之间套接第二弹簧，其中第二弹簧的一端与后支架固接，另一端与轴承相连。

所述前导轮和所述后导轮一侧渐缩形成能与路面凸起贴合的锥面，其中两个所述前导轮的锥面相对，两个后导轮的锥面反向向外。

工作原理：当机器人沿路面向前正常行驶时，前后导向轮与路面正常贴合，并相对滚动。当机器人运转方向偏置时，此时前后导向轮同时也发生偏置，并抵触到路面的凸起，同时路面产生一个反作用力作用于前后导向轮，迫使偏置一侧的前后导向轮发生转向，从而带动整个机器人转向。机器人保持在一定范围内直线向上行驶。前后导向轮连接着所述弹簧，在工作时所述弹簧可起到缓冲的作用，避免出现撞击等不稳定现象，同时由于所述弹簧的存在使所述导向轮可适应实际情况下的有误差的路面。通过调节所述调节螺母可微调所述后轮组件中所述导向轮的位置，使所述导向机构可适应小范围内尺寸变化的路面。前后导向轮采用橡胶制作，因橡胶也具有较好的塑性，因此采用橡胶材质的所述导向轮也具有一定的缓冲作用；所述导向机构与路面共有三个接触点，三点形成面，此时所述导向轮可更好的贴合路面。

本实用新型的有益效果在于：设计巧妙，能完整有效地正确导向，有益效果明显；通过四个定制的橡胶轮可有效贴合路面上的凸起，并在正确行驶方向下与路面产生相对转动，摩擦力小，利于机器人的正常行驶。当在行驶方向产生偏差时，路面凸起施于导向轮一个反偏差方向的力，使机器人回到正确的轨道，并且由于有弹簧的存在，机器人在调整方向时更加平稳并且弹簧使该导向同样可胜任路面凸起有略微变化的情况。

附图说明

图1是本实用新型整体结构的侧向视图。

图2是本实用新型机构的等轴测图。

图3是实用新型中去掉轴承端盖和橡胶轮后的后导向组件立体图。