[发明专利]一种具有双向缓冲功能的悬挂-转向联合机构

说明书

本发明公开了一种具有双向缓冲功能的悬挂‑转向联合机构，属于机械设计制造领域。该悬挂‑转向联合机构包括轮系底盘、套筒、活塞、止动机构、横梁连接件、转向爪、密封圈、上弹簧、下弹簧、螺栓。本发明的悬挂‑转向联合机构可以避免爬壁机器人在姿态变换过程中轮系所受机器人主体下落带来的冲击和跌落壁面的隐患，并使得装备该悬挂‑转向机构的轮系具有独立的转向能力，使爬壁机器人在曲面壁面安全、灵活地作业。

技术领域

本发明属于机械设计制造领域，具体地，适用于爬壁机器人领域，尤其是涉及一种具有双向缓冲功能的悬挂-转向联合机构。

背景技术

悬挂机构是移动设备主体与轮系间常用的连接装置，用于轮系组件支撑移动设备主体结构并在两者间传递力，以降低不平坦作业表面带来的姿态改变，改善轮系与作业表面的贴合程度，保证移动设备的稳定运动及作业。现有的悬挂机构通常使用弹簧和阻尼器配合，通过一定程度的形变吸收转换轮系受到的冲击能量。移动设备的转向行为往往需要转向机构完成，转向机构增大了移动设备的体积与重量及复杂度，相对降低了移动设备的轻量化程度和装配及维修的便利性。另外现有悬挂通常是对轮系受到的挤压力进行缓冲，适用于水平路面路况。

然而，爬壁机器人这类需要在竖直、甚至倒立表面工作的移动设备，需要一款能针对轮系受到拉伸力进行缓冲的悬挂机构，否则机器人在姿态变换过程中轮系将受到机器人主体下落带来的冲击，产生跌落壁面的隐患；且需要一款结构紧凑、具有较大转向角度的转向机构，使移动机器人在壁面尽可能减小转弯半径，提高移动灵活性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种具有双向缓冲功能的悬挂-转向联合机构，该悬挂-转向联合机构可提供沿悬挂轴向压缩和拉伸两个方向的缓冲，避免爬壁机器人在姿态变换过程中轮系所受机器人主体下落带来的冲击和跌落壁面的隐患，且该悬挂-转向机构的轮系具有独立的转向能力，使爬壁机器人在曲面壁面安全、灵活地作业。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种具有双向缓冲功能的悬挂-转向联合机构，包括轮系底盘、套筒、活塞、止动机构、横梁连接件、转向爪、上弹簧、下弹簧、螺栓；所述套筒与活塞活动连接；所述套筒通过螺栓与轮系底盘固定连接，所述下弹簧设置于套筒的内底部；所述活塞从上至下依次连接转向爪、横梁连接件；所述上弹簧设置于活塞的内腔中，所述活塞的内腔侧壁上设有长方形孔洞，所述套筒的侧壁上设有孔洞，止动机构设置于上弹簧的上方，止动机构的一端穿出长方形孔洞和套筒上的孔洞。

进一步地，所述横梁连接件通过轴承与活塞连接。

进一步地，所述转向爪通过定位销与活塞连接。

进一步地，所述活塞的形状为圆柱形。

进一步地，所述悬挂-转向联合机构还包括密封圈，所述活塞内腔的上下侧均设有密封圈。

进一步地，所述套筒的高度大于两个密封圈的距离之和。

进一步地，所述密封圈的外径与套筒的内径相等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明利用上下两处弹簧，可提供沿悬挂轴向压缩和拉伸两个方向的缓冲，防止在爬壁机器人姿态变换时轮系受到冲击而跌落壁面。

2.本发明利用止动机构传递转向力矩，将转向功能引入悬挂机构中，具有结构简单紧凑、可靠性高的优点，可以减少爬壁机器人悬挂及转向零件总数量及占用总空间，提高爬壁机器人装配及维修便利程度。

附图说明

图1是本发明悬挂-转向联合机构的结构示意图；

图2是本发明悬挂-转向联合机构的剖视图；

图3是本发明的悬挂机构三视图：图3a为俯视图，图3b为左视图，图3c为主视图；