CN105128978B - 一种机器人底盘及服务机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人底盘及服务机器人，包括底盘主体、行走装置和防滑装置；行走装置包括齿轮箱，齿轮箱连接有行进轮和驱动电机；防滑装置包括按压板和弹力片，按压板的一端与齿轮箱连接，另一端连接有转动装置，转动装置包括转动轴，转动轴与按压板转动连接，转动轴的轴线方向与行进轮行进方向相平行，弹力片的一端与按压板相贴合，另一端连接有固定座，固定座设于底盘主体上。本发明提供的一种机器人底盘及服务机器人，行进轮与地面可以保持较好的贴合状态，因此，在一些特殊路段，仍然可以正常行进，安全可靠性高，有效的解决由于地面光滑或机器人高速转弯时，因漂移产生的行进轮打滑或悬空等现象。

Description

一种机器人底盘及服务机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人底盘及服务机器人。

背景技术

机器人是一种可自动执行工作的机器装置，通过人类指挥、预先编程或智能指定的原则纲领等方式执行动作，其主要作用是可以协助或取代人类完成相应的工作。

服务机器人属于一种特种机器人，根据其用途性能大致可以分为专业领域服务机器人和个人/家庭服务机器人两类，服务机器人的应用范围广泛，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。

其中，完成行进动作属于服务机器人的基本性能要求，而行进过程中的安全稳定性则取决于机器人的底盘及底盘连接的行进轮。目前，常用的服务机器人的底盘在连接行进轮时，行进轮仅仅能够带动底盘移动，在一些工作环境较差的场合，则不能提供一个安全、稳定的行进状态。因此，服务机器人的底盘及行进轮往往会影响到其整体的性能，不利于服务机器人顺利的完成相应的工作。

发明内容

本发明的目的在于提出一种机器人底盘及服务机器人，以解决现有技术中存在的机器人的底盘安全性、稳定性较差，影响机器人整体性能的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种机器人底盘，包括底盘主体、行走装置和防滑装置，所述底盘主体上至少设有两个行走装置，两个所述行走装置分别设于所述底盘主体的两侧，每个所述行走装置与所述底盘主体之间通过所述防滑装置连接；

所述行走装置包括齿轮箱，所述齿轮箱连接有行进轮和驱动电机；

所述防滑装置包括按压板和弹力片，所述按压板的一端与所述齿轮箱连接，另一端连接有转动装置，所述转动装置包括转动轴，所述转动轴与所述按压板转动连接，所述转动轴的轴线方向与所述行进轮行进方向相平行，所述弹力片的一端与所述按压板相贴合，另一端连接有固定座，所述固定座设于所述底盘主体上。

进一步的，所述底盘主体的前端、后端分别至少设有一个万向轮，所述底盘主体的边缘处设有多个检测传感器。

进一步的，所述转动轴的两端连接有轴承，所述轴承连接轴承座，所述轴承座与所述底盘主体固定连接，所述转动轴穿接于所述按压板。

进一步的，所述底盘主体上设有与所述行走装置和所述防滑装置相对设置的缺口。

进一步的，还包括限位框，所述限位框横跨所述缺口，且半包围所述齿轮箱，所述限位框的两端与所述底盘主体固定连接，所述限位框与所述齿轮箱之间设有间隙。

进一步的，所述轴承座内设有用于所述轴承沿所述转动轴的轴线方向移动的纵向缝隙；

所述限位框的末端连接有用于检测所述齿轮箱位置的机械预警传感器。

进一步的，所述固定座的高度高于所述按压板的高度，所述弹力片呈倾斜状。

进一步的，两个所述行走装置对称设置，所述固定座设于两个所述行走装置的中部。

进一步的，所述弹力片与所述按压板相贴合的一端呈拱形，另一端与所述固定座可拆卸连接。

本发明还提供一种服务机器人，包括机器人主体，所述机器人主体的底部连接有机器人底盘。

本发明提供的一种机器人底盘及服务机器人，使用时，将行走装置设置在防滑装置上，其中，齿轮箱与按压板连接，按压板的一端转动连接，按压板的一端以其为支点，通过转动装置可带动行走轮上下移动，当底盘主体未与地面接触时，在弹力片的作用下，齿轮箱与底盘主体存在机械接触，当底盘主体放置在地面上，通过其自身的重量或其上的负载，此时，齿轮箱与底盘主体之间的机械接触消除，行进过程中，弹力片可以确保行进轮与地面的贴合状态。如，当行进轮过坑时，在弹力片的作用下，行进轮同样会相应的向下运动，此时，行进轮与地面仍然接触，避免行进轮出现空转打滑的现象。

该机器人底盘及服务机器人，行进轮与地面可以保持较好的贴合状态，因此，在一些特殊路段，仍然可以正常行进，安全可靠性高，有效的解决由于地面光滑或机器人高速转弯时，因漂移产生的行进轮打滑或悬空等现象。

附图说明

图1是本发明实施例提供的机器人底盘的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的机器人底盘的俯视图；

图3是图2中A-A局部剖视图；

图4是图2中B-B局部剖视图；

图5是本发明实施例提供的机器人底盘的行走装置处的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的机器人底盘的侧视图；

图7是本发明实施例提供的机器人底盘的仰视图；

图8是本发明实施例提供的机器人底盘的主视图。

图中：

1、底盘主体；2、齿轮箱；3、行进轮；4、驱动电机；5、按压板；6、弹力片；7、转动轴；8、固定座；9、万向轮；10、检测传感器；11、轴承；12、轴承座；13、限位框；14、机械预警传感器。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

如图1-8所示，一种服务机器人底盘，包括底盘主体1、行走装置和防滑装置，底盘主体1上至少设有两个行走装置，两个行走装置分别设于底盘主体1的两侧，每个行走装置与底盘主体1之间通过防滑装置连接；

行走装置包括齿轮箱2，齿轮箱2连接有行进轮3和驱动电机4；

防滑装置包括按压板5和弹力片6，按压板5的一端与齿轮箱2连接，另一端连接有转动装置，转动装置包括转动轴7，转动轴7与按压板5转动连接，转动轴7的轴线方向与行进轮3行进方向相平行，弹力片6的一端与按压板5相贴合，另一端连接有固定座8，固定座8设于底盘主体1上。

上述实施例提供的一种机器人底盘，使用时，将行走装置设置在防滑装置上，其中，齿轮箱2与按压板5连接，按压板5的一端转动连接，按压板5的一端以其为支点，通过转动装置可带动行走轮上下移动，当底盘主体1未与地面接触时，在弹力片6的作用下，齿轮箱2与底盘主体1存在机械接触，当底盘主体1放置在地面上，通过其自身的重量或其上的负载，此时，齿轮箱2与底盘主体1之间的机械接触消除，行进过程中，弹力片6可以确保行进轮3与地面的贴合状态。如，当行进轮3过坑时，在弹力片6的作用下，行进轮3同样会相应的向下运动，此时，行进轮3与地面仍然接触，避免行进轮出现空转打滑的现象。

该机器人底盘及服务机器人，行进轮3与地面可以保持较好的贴合状态，因此，在一些特殊路段，仍然可以正常行进，安全可靠性高，有效的解决由于地面光滑或机器人高速转弯时，因漂移产生的行进轮3打滑或悬空等现象。

实施例2

如图1-8所示，一种服务机器人底盘，包括底盘主体1、行走装置和防滑装置，底盘主体1上至少设有两个行走装置，两个行走装置分别设于底盘主体1的两侧，每个行走装置与底盘主体1之间通过防滑装置连接；

行走装置包括齿轮箱2，齿轮箱2连接有行进轮3和驱动电机4；

防滑装置包括按压板5和弹力片6，按压板5的一端与齿轮箱2连接，另一端连接有转动装置，转动装置包括转动轴7，转动轴7与按压板5转动连接，转动轴7的轴线方向与行进轮3行进方向相平行，弹力片6的一端与按压板5相贴合，另一端连接有固定座8，固定座8设于底盘主体1上。

底盘主体1的前端、后端分别至少设有一个万向轮9，底盘主体1的边缘处设有多个检测传感器10。

其中，底盘主体1的避让能力也能够进一步的体现出机器人底盘安全、稳定性能，在机器人行进过程中，遇到障碍物时，可以采用绕行的方式通过。检测传感器10对周边的障碍或地形进行检测，如，采用红外传感器，测量周边的突出障碍或地形的距离信息，检测到的信息传递给机器人的控制系统，进一步的控制系统调整行进轮3的行进方向，此时万向轮9从动转动，在行进轮3带动下转动行进，以实现对障碍，坡度等的避让。万向轮9起到支撑、从动的作用，使底盘主体更稳定、易控制。

转动轴7的两端连接有轴承11，轴承11连接轴承座12，轴承座12与底盘主体1固定连接，转动轴7穿接于按压板5。

转动轴7的两端通过轴承11及轴承座12连接，轴承座12设置在底盘主体1上，其中，轴承座12、轴承11及转动轴7均可实现可拆卸连接，便于对底盘装置维修维护，同时，该结构中，轴承11对按压板5的一端具有支撑的作用，使按压板5以转动轴7为中心带动行进轮3上下运动。此种方式，结构更加稳定，能够确保按压板5、弹力片6动作顺利进行。

底盘主体1上设有与行走装置和防滑装置相对设置的缺口。

机器人底盘在使用时，行走轮及齿轮箱2能够产生以转动轴7为中心的转动，其中，转动轴7设置在底盘主体1的上方，在行走轮和齿轮箱2发生上下的移动时，一定会出现齿轮箱2及部分按压板5位于底盘主体1下方的情况。若不设置缺口，则需要将转动轴7设置在边缘处，因此会增加底盘主体1的总体尺寸，因此，在底盘主体1上设置相应的缺口，可以有效的减少底盘主体1及机器人整体的尺寸。

该机器人底盘还包括限位框13，限位框13横跨缺口，且半包围齿轮箱2，限位框13的两端与底盘主体1固定连接，限位框13与齿轮箱2之间设有间隙。

限位框13的主要作用是限制齿轮箱2向上移动的距离，当底盘主体1放置在地面上后，在自身质量或负载的作用下，会将底盘主体1向下压，为了避免底盘主体1下降过渡与地面接触，因此，在底盘主体1上设置限位框13，当底盘主体1下降一定的高度后，齿轮箱2与限位框13相接触，使得齿轮箱2不能进一步的上升，即控制了底盘主体1的下降。

轴承座12内设有用于轴承11沿转动轴7的轴线方向移动的纵向缝隙；

限位框13的末端连接有用于检测齿轮箱2位置的机械预警传感器14。

在限位框13上设置机械预警传感器14，其中，限位框13与齿轮箱2之间设有间隙，而轴承11与轴承座12之间同样设有间隙，当在平坦的路面行进时，间隙不变，机器人平稳运行，但是，当遇到颠簸路面时，齿轮箱2与限位框13、轴承11与轴承座12之间的间隙会发生变化，此时，间隙变小，齿轮箱2会触碰到机械预警传感器14。

此时，机械预警传感器14发送信号给机器人控制系统，机器人通过监测到此种信号的长短，可以进一步的选择控制机器人的动作。例如，若机械预警传感器14长时间向机器人控制系统发送信号，则证明，机器人长时间行驶在路况较差，颠簸的路面上，可以预先设置时间值，若超出该时间值，则机器人控制系统可以停止行进动作；或通过行进轮3驱动、万向轮9从动，行进至路况较好的路面。

固定座8的高度高于按压板5的高度，弹力片6呈倾斜状。

弹力片6呈倾斜状，可以实现与按压板5和轴承座12的相互叠加，弹力片6高于按压板5和轴承座12，使用过程中，三者之间互不影响，节约空间。另外，呈倾斜状的弹力片6，在底盘主体1下降时，具有一定的缓冲行程，确保弹力片6与按压板5保持贴合状态，对按压板5的作用力更稳定。

两个行走装置对称设置，固定座8设于两个行走装置的中部。在底盘主体1上两个行走装置之间设置一个固定座8，在连接相应的弹力片6时，两个弹力片6设置在一个固定座8上。此种结构可以简化底盘主体1的结构，减轻其质量，且解决空间。

弹力片6与按压板5相贴合的一端呈拱形，另一端与固定座8可拆卸连接。

弹力片6的一端拱形的顶部与按压板5相贴合，该部分较为圆滑，在不影响施力的情况下，可以降低因为摩擦对按压板5的磨损，使用寿命更长。同时，弹力片6与固定座8之间为可拆卸连接，如通过螺栓、螺钉连接，由于弹力片6属于易损耗的不见，此种方式便于维护维修。

实施例3

如图1-8所示，一种服务机器人，包括机器人主体，机器人主体的底部连接有机器人底盘。

机器人使用时，机器人自身的负载下压底盘主体1，其中，在底盘主体1上可以设置多个行进装置，行进装置可以对称设置，也可非对称设置，每个行进装置上均连接防打滑装置，因此，可以有效的控制各个行进轮3始终与地面存在良好的接触。

另外，万向轮9设置在底盘主体1的前端、后端，行进过程中，行进轮3调整方向控制机器人的行进方向，带动万向轮9从动转动，机器人的控制系统中预先编程，根据检测传感器10发送的信号控制行进轮3的动作，使机器人实现有效的避碰。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机器人底盘，其特征在于，包括底盘主体(1)、行走装置和防滑装置，所述底盘主体(1)上至少设有两个行走装置，两个所述行走装置分别设于所述底盘主体(1)的两侧，每个所述行走装置与所述底盘主体(1)之间通过所述防滑装置连接；

所述行走装置包括齿轮箱(2)，所述齿轮箱(2)连接有行进轮(3)和驱动电机(4)；

所述防滑装置包括按压板(5)和弹力片(6)，所述按压板(5)的一端与所述齿轮箱(2)连接，另一端连接有转动装置，所述转动装置包括转动轴(7)，所述转动轴(7)与所述按压板(5)转动连接，所述转动轴(7)的轴线方向与所述行进轮(3)行进方向相平行，所述弹力片(6)的一端与所述按压板(5)相贴合，另一端连接有固定座(8)，所述固定座(8)设于所述底盘主体(1)上，所述固定座(8)的高度高于所述按压板(5)的高度，所述弹力片(6)呈倾斜状；

所述底盘主体(1)上设有与所述行走装置和所述防滑装置相对设置的缺口；

还包括限位框(13)，所述限位框(13)横跨所述缺口，且半包围所述齿轮箱(2)，所述限位框(13)的两端与所述底盘主体(1)固定连接，所述限位框(13)与所述齿轮箱(2)之间设有间隙。

2.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于，所述底盘主体(1)的前端、后端分别至少设有一个万向轮(9)，所述底盘主体(1)的边缘处设有多个检测传感器(10)。

3.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于，所述转动轴(7)的两端连接有轴承(11)，所述轴承(11)连接轴承座(12)，所述轴承座(12)与所述底盘主体(1)固定连接，所述转动轴(7)穿接于所述按压板(5)。

4.根据权利要求3所述的机器人底盘，其特征在于，所述轴承座(12)内设有用于所述轴承(11)沿所述转动轴(7)的轴线方向移动的纵向缝隙；

所述限位框(13)的末端连接有用于检测所述齿轮箱(2)位置的机械预警传感器(14)。

5.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于，两个所述行走装置对称设置，所述固定座(8)设于两个所述行走装置的中部。

6.根据权利要求4所述的机器人底盘，其特征在于，所述弹力片(6)与所述按压板(5)相贴合的一端呈拱形，另一端与所述固定座(8)可拆卸连接。

7.一种服务机器人，其特征在于，包括机器人主体，所述机器人主体的底部连接有权利要求1-6任一项所述的机器人底盘。