[实用新型]四轮机器人的自动转向机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人转向机构，尤其涉及一种四轮机器人的自动转向机构。

背景技术

近年来，在机器人和自动化领域内，具有广泛实际应用前景的轮式移动机器人的研究吸引了众多研究者的注意

随着机器人技术的发展，如今机器人已经逐渐被广泛应用到了商场、家庭等环境。随着机器人应用环境的扩展，其面临的环境也越来越复杂，供机器人活动的空间中，各种地形障碍、动态障碍物、静态障碍物变换多端，对于机器人的转向机构具有较高的要求。

但是现有的用于机器人的多为三轮、四轮全向轮底盘结构或四轮麦克纳姆结构。其中，全向轮底盘结构的轮轴心指向底盘中心，通过轮子的运动合成实现全向运动，这种转向方式由于本身结构的特点易导致运动时机器人上肢容易出现规律性抖动，不利于机器人的稳定性，从而造成采用这种转向方式的机器人对底面的适应性不好，且由于这种形式中三个轮子呈120度分布，在运动时每个动作都有进行运动的合成，从而导致电机的应用率不高，并且由于通过运动的合成来实现转向，转向的精确度不易控制。而四轮麦克纳姆轮底盘结构通过轮子上的45度斜置的滚子，再通过特殊的运动解算完成全向运动，运动解算的过程复杂并且价格高昂，不利于广泛的推广使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，转向精确的四轮机器人的自动转向机构。

本实用新型提供的这种四轮机器人的自动转向机构，它包括动力装置、主转向羊角和副转向羊角，动力装置输出轴的一端通过连杆机构与主转向羊角相连、另一端连接有绝对值编码器，主、副转向羊角之间通过横连杆相连。

为了简化结构，使所述连杆机构包括摆杆和拉杆，拉杆连接于主转向羊角与摆杆之间，摆杆的上端与动力装置的输出轴固定为一体将输出轴的转动转换为拉杆的平动。

为了提高运动的稳定性，在所述拉杆的两端均可拆卸连接有L型的转接头，拉杆通过两端的转接头分别与摆杆和主转向羊角相连。

为了进一步提高运动的稳定性，在所述横连杆的两端均可拆卸连接有L型的转接头，横连杆通过两端的转接头分别与主、副转向羊角相连。

为了保证连接的可靠，使所述拉杆和横连杆的两端均为螺纹头，所述转接头的一端为与螺纹头相配套的螺纹孔。

作为优选，可以使所述动力装置包括分开设置的电机和减速器。

作为替代方案，还可以使所述动力装置为减速电机。

本实用新型在使用过程中动力装置通过连杆机构带动主转向羊角、横连杆和副转向羊角运动，实现左右轮的左右摆动达到转向的目的，结构简单且运动稳定可靠；同时绝对值编码器实时检测动力装置输出轴位置，通过函数换算可实时反馈出两个轮子的实际偏移角，以实现精确控制转向的角度。

附图说明

图1为本实用新型一个优选实施例的轴侧示意图。

图2为图1的俯视示意图。

图示序号：

1—动力装置、2—主转向羊角、3—副转向羊角、4—连杆机构、5—横连杆、6—绝对值编码器、7—前桥、8—转接头、11—电机、12—减速器、41—摆杆、42—拉杆。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例提供的这种四轮机器人的自动转向机构包括动力装置1、主转向羊角2、副转向羊角3、连杆机构4、横连杆5和绝对值编码器6，动力装置为设置于前桥7上的电机11和减速器12，绝对值编码器同轴连接于减速器的输出轴上，用于监测轮子的实际偏移角，以便于精准及时的控制转向的角度。主转向羊角和副转向羊角分别设置于前桥的两端用于控制左前、右前轮体的转向。连杆机构4包括摆杆41和拉杆42，摆杆的上端与减速器的输出轴固定为一体，下端通过L型的转接头8与拉杆42相连，拉杆的另一端通过另一转接头与主转向羊角连接，主转向羊角的另一端通过横连杆与副转向羊角连为一体，横连杆的两端均设有便于调节运动方向的转接头8。

本实施例在工作时，当需要转向时控制电机启动，电机输出力矩通过减速器减速后由减速器上的输出轴输出，摆杆将输出轴的转动转换为拉杆的平动，拉杆带动主转向羊角摆动，同时副转向羊角随之连动，实现左右轮子的左右摆动达到转向的目的。并且由绝对值编码器实时检测减速器输出轴位置即摆杆的摆动角度，通过函数换算可实时反馈出两个轮子的实际偏移角，以实现精准的控制转向的角度。