CN105291750A - 一种新型四轮机器人底盘和机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四轮机器人底盘，包括底盘本体、车轮安装点，车轮安装点的数量为4个，2个车轮安装点分别设置在一根横杆上，横杆与第一杠杆相交且安装在第一杠杆的一端，第一杠杆的另一端设有第三车轮安装点，第四车轮安装点也至少通过第一纵杆与第一杠杆连接，第一纵杆固定连接在底盘本体上。该底盘可以利用连接车轮的各个杠杆之间的相互关联，减少车辆行驶过程中遇到阻碍后的车辆震动，提高车辆的越野能力。

Description

一种新型四轮机器人底盘和机器人

技术领域

本申请属于用于两个或多个弹性悬挂车轮的互连系统技术领域，属于IPC分类体系的B60G21/00分类号，特别是涉及多种四轮机器人底盘和一种应用了上述底盘的机器人。

背景技术

目前，机器人应用技术的应用领域不断扩展，例如星球探测、极地考察、救援工作、危险环境下的检测巡视等，使越障机器人的研究越来越得到重视。研究越障机器人的主要目标就是用最小的能源消耗、最简单的控制方法达到机器人的最高越障性能。很多移动机器人，具有一定越障能力，但是这些移动机器人一般说来很难越过超过轮径的垂直台阶，或是越障能力较强，但需要主动越障，不能自动越障，需要完成对障碍的辨识、判断、决策等，这样对移动机器人的控制系统要求较高，而且在复杂路况时行走效率较低。

中国专利CN103029539A(公开日2013.4.10)公开了一种被动自适应六轮全地形移动机器人，左、右前平行四边形摇臂，后平行四边形摇臂和主车体四个部分，其连接方式为：两个前平行四边形摇臂分别与主车体前面的两个L形支撑板铰接，后平行四边形摇臂与主车体后面的L形支撑板铰接。但是该机器人仍然是基于三轮车结构为主体的六轮车结构，每对车轮仍然是通过平行四边形的摇臂结构安装在三轮车的车轮位置，如果遇到较小的障碍物，每对车轮中的一个抬起之后，另一个会相对的下降，不会对整车的稳定构成太大的影响。但是，如果遇到较大的障碍物，这个障碍物有可能同时将每一对车轮的两个车轮都抬起来的，将会使两个车轮、连接两个车轮的平行四边形摇臂机构、以及机器人的安装该对车轮的部分都抬高，机器人的底盘也会因此而发生倾斜。机器人运动的稳定性也会因此而受到影响。

发明内容

本发明为克服现有技术中存在的技术问题而提供四轮机器人底盘和应用了上述四轮机器人底盘的机器人，该底盘可以利用连接车轮的各个杠杆之间的相互关联，减少车辆行驶过程中遇到阻碍后的车辆震动，提高车辆的越野能力。

一种四轮机器人底盘，包括底盘本体、车轮安装点，车轮安装点的数量为4个，

2个车轮安装点设置在一根横杆上，横杆与第一杠杆相交且安装在第一杠杆的一端，第一杠杆的另一端设有第三车轮安装点，

第四车轮安装点也至少通过第一纵杆与第一杠杆连接，第一纵杆固定连接在底盘本体上。

由于每一侧的侧悬挂装置中各个车轮是相互关联的，所以可以降低每个车轮变化对于车辆重心的高度变化的影响。而且也可以再保证任何一个车轮遇到障碍物而提高的时候，任何一个其他的车轮都不会因此而悬空，可以保证永远都有足够数量的车轮着地，所以可以提高车辆的越野能力。

优选的技术方案，其附加特征在于：

第一纵杆为第一杆，第一杠杆为第二杆，

第一杆具有水平中间部、第一下延部和第二下延部，水平中间部与底盘本体通过固定的方式连接，第一下延部的根部与水平中间部固定连接，第二下延部的根部与水平中间部固定连接；

第二下延部的末端安装有车轮，

第一下延部的末端与第二杆中部平面铰接，

第二杆的一端安装有车轮，第二杆的另一端与横杆的中部固定连接，横杆与第二杆相交，横杆的两端安装有车轮。

通过两重的杠杆机构，可以降低车辆在跨越障碍物时的单侧的车轮经过两级衰减，从而降低车辆重心的变化幅度。

优选的技术方案，其附加特征在于：

第一纵杆为第一杆，第一杠杆为第二杆，

第一杆具有水平中间部、第一下延部，水平中间部与底盘本体通过固定的方式连接，第一下延部的根部与水平中间部固定连接，

第一下延部的末端与第二杆中部平面铰接，第二杆的一端安装有车轮，第二杆的另一端与第三杆平面铰接，第三杆与第二杆平面铰接的一端或第二杆与第三杆平面铰接的一端与横杆的中部固定连接，横杆与第三杆、第二杆相交，横杆的两端安装有车轮，第三杆的另一端安装有车轮，

第三杆的中部与第五杆的一端平面铰接，第五杆的另一端还与第一杆的另一端平面铰接。

由于第二杆、第一杆相互关联，第五杆、第三杆相互关联，同时又一起对底盘本体进行作用，所以在运行过程中底盘本体更加稳定。

优选的技术方案，其附加特征在于：

第一纵杆为第一杆，第一杠杆为第二杆，

第一杆的前端与第八杆的上端平面铰接，第八杆的下端与第二杆中部平面铰接，第二杆的后端与第三杆的前端平面铰接，第三杆的前端或第二杆的后端与横杆的中部固定连接，横杆与第三杆和第二杆相交，

第三杆的中部与第五杆的下端平面铰接，第五杆的上端还与第一杆的后端平面铰接。

第二杆的前端与第六杆的上端平面铰接，第六杆的下端安装有第一滑块机构，横杆的两端分别安装有第二滑块机构和第三滑块机构，第三杆的后端与第七杆的上端平面铰接，第七杆的下端安装有第四滑块机构，第一滑块机构、第二滑块机构、第三滑块机构、第四滑块机构均包括一滑块，第六杆的下端、横杆的两端、第七杆的下端均与相应的该滑块平面铰接，各个滑块滑动设置在与竖直面成倾斜设置的滑轨内，各个滑轨的方向平行，各个滑块位于同一水平面上。

由于各个滑块结构运动轨迹是确定的，所以底盘本体的密封较容易实现。而且，各个滑轨可以调整为各种角度，在爬坡或越野时滑块会产生向上或向下的分力，所以，合理运用会提升底盘本体的越野能力。

一种使用了上述四轮机器人底盘的机器人。

附图说明

图1是本发明实施例1的四轮机器人底盘的结构示意图；

图2是本发明实施例2的四轮机器人底盘的结构示意图；

图3是本发明实施例3的四轮机器人底盘的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：

实施例1：

图1是本发明实施例1的四轮机器人底盘的结构示意图；其中，各个附图标记表示含义如下：

2’是第一下延部末端，5是底盘本体，10是底盘本体与水平中间部的连接处，11是第二下延部末端，12是第二下延部，18是第二杆，19是第二杆前端，20’是横杆左端，20”是横杆右端

一种四轮机器人底盘，包括底盘本体5，

底盘本体上固定连接有第一杆，第一杆具有水平中间部、第一下延部和第二下延部12，水平中间部与底盘本体通过平面铰接的方式连接，第一下延部的根部与水平中间部固定的前端连接，第二下延部的根部与水平中间部的后端固定连接；

第二下延部末端11安装有车轮，

第一下延部末端2’与第二杆中部平面铰接，

第二杆前端19安装有车轮，第二杆18的后端与横杆的中部固定连接，横杆与第二杆18相交，横杆左端20’和横杆右端20”分别安装有车轮。

通过两重的杠杆机构，可以降低车辆在跨越障碍物时的单侧的车轮经过两级衰减，从而降低车辆重心的变化幅度。

实施例2：

图2是本发明实施例2的四轮机器人底盘的结构示意图；其中，各个附图标记表示含义如下：

2是第一下延部末端，5是底盘本体，10是底盘本体与水平中间部的连接处，12是第一下延部，18是第二杆，19是第二杆前端，20是第二杆后端，20’是横杆左端，20”是横杆右端，21是水平中间部后端，22是第五杆，23是第三杆，24是第三杆后端，25是第三杆中部，

一种四轮机器人底盘，包括底盘本体5，底盘本体上固定连接有第一杆，

第一杆具有水平中间部、第一下延部12，水平中间部与底盘本体5通过固定的方式连接，第一下延部的根部与水平中间部固定连接，

第一下延部末端2与第二杆18中部平面铰接，第二杆前端19安装有车轮，第二杆后端20与第三杆23平面铰接，第三杆前端20与横杆的中部固定连接，横杆与第三杆23、第二杆18相交，横杆左端20’、横杆右端20”分别安装有车轮，第三杆后端24安装有车轮，

第三杆中部25与第五杆22的下端平面铰接，第五杆的上端还与第一杆的水平中间部后端21平面铰接。

由于第二杆18、第三杆23相互关联，同时又一起对底盘本体进行作用，所以在运行过程中底盘本体更加稳定。

实施例3：

图3是本发明实施例3的四轮机器人底盘的结构示意图；其中，各个附图标记表示含义如下：

2是第二杆中部，5是底盘本体，10是底盘本体与第一杆的连接处，12是第一杆，18是第二杆，19是第六杆下端，19’是第六杆上端，20是第二杆后端，20’是横杆左端，20”是横杆右端，21是第一杆后端，22是第五杆，23是第三杆，24是第七杆下端，25是第三杆中部，26是第一杆前端，27是第八杆，28是第六杆，

29是第一滑块机构，30’是第二滑块机构，30”是第三滑块机构，31是第三杆后端，32是第七杆，33是第四滑块机构，

一种四轮机器人底盘，包括底盘本体5，底盘本体上固定连接有第一杆12，

第一杆前端26与第八杆27的上端平面铰接，第八杆27的下端与第二杆中部2平面铰接，第二杆后端20与第三杆23的前端平面铰接，第三杆的前端与横杆的中部固定连接，横杆与第三杆23和第二杆18相交，

第三杆中部25与第五杆22的下端平面铰接，第五杆的上端还与第一杆后端21平面铰接。

第二杆的前端与第六杆上端19’平面铰接，第六杆下端19安装有第一滑块机构29，横杆左端20’安装有第二滑块机构30’，横杆右端20”安装有第三滑块机构30”，第三杆后端31与第七杆32的上端平面铰接，第七杆下端24安装有第四滑块机构33，第一滑块机构29、第二滑块机构30’、第三滑块机构30”、第四滑块机构33均包括一滑块，第六杆下端19、横杆左端20’、横杆右端20”第七杆下端24均与相应的滑块平面铰接，各个滑块滑动设置在与竖直面成倾斜设置的滑轨内，各个滑轨的方向平行，各个滑块位于同一水平面上。

由于各个滑块结构运动轨迹是确定的，所以底盘本体的密封较容易实现。而且，各个滑轨可以调整为各种角度，在爬坡或越野时滑块会产生向上或向下的分力，所以，合理运用会提升底盘本体的越野能力。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，例如：实施例2、3中，横杆是与第三杆连接的，实际上也可以与第二杆连接；这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种四轮机器人底盘，包括底盘本体和四个车轮安装点，其特征在于：

第一车轮安装点和第二车轮安装点分别设置在横杆的两端，所述横杆与第一杠杆相交且设在所述第一杠杆的一端，所述第一杠杆的另一端设有第三车轮安装点，

第四车轮安装点也至少通过第一纵杆与所述第一杠杆连接，所述第一纵杆固定连接在所述底盘本体上。

2.根据权利要求1所述的四轮机器人底盘，其特征在于：所述第一纵杆为第一杆，所述第一杠杆为第二杆，

所述第一杆具有水平中间部、第一下延部和第二下延部，所述水平中间部与所述底盘本体通过固定的方式连接，所述第一下延部的根部与所述水平中间部固定连接，所述第二下延部的根部与所述水平中间部固定连接；

所述第二下延部的末端安装有车轮，

所述第一下延部的末端与第二杆中部平面铰接，

所述第二杆的一端安装有车轮，所述第二杆的另一端与所述横杆的中部固定连接，所述横杆与第二杆相交，所述横杆的两端安装有车轮。

3.根据权利要求1所述的四轮机器人底盘，其特征在于：所述第一纵杆为第一杆，所述第一杠杆为第二杆，

所述第一杆具有水平中间部、第一下延部，所述水平中间部与所述底盘本体通过固定的方式连接，所述第一下延部的根部与水平中间部固定连接，

所述第一下延部的末端与第二杆中部平面铰接，所述第二杆的一端安装有车轮，所述第二杆的另一端与第三杆平面铰接，所述第三杆与所述第二杆平面铰接的一端或所述第二杆与所述第三杆平面铰接的一端与横杆的中部固定连接，所述横杆与所述第三杆、所述第二杆相交，所述横杆的两端安装有车轮，所述第三杆的另一端安装有车轮，

所述第三杆的中部与第五杆的一端平面铰接，所述第五杆的另一端还与所述第一杆的所述水平中间部的另一端平面铰接。

4.根据权利要求1所述的四轮机器人底盘，其特征在于：

所述第一纵杆为第一杆，所述第一杠杆为第二杆，

所述第一杆的前端与第八杆的上端平面铰接，所述第八杆的下端与所述第二杆中部平面铰接，所述第二杆的后端与第三杆的前端平面铰接，所述第三杆的前端或所述第二杆的后端与所述横杆的中部固定连接，所述横杆与所述第三杆和所述第二杆相交；

所述第三杆的中部与第五杆的下端平面铰接，所述第五杆的上端还与所述第一杆的后端平面铰接；

所述第二杆的前端与第六杆的上端平面铰接，所述第六杆的下端安装有第一滑块机构，所述横杆的两端分别安装有第二滑块机构和第三滑块机构，所述第三杆的后端与第七杆的上端平面铰接，所述第七杆的下端安装有第四滑块机构，所述第一滑块机构、所述第二滑块机构、所述第三滑块机构、所述第四滑块机构均包括一滑块，所述第六杆的下端、所述横杆的两端、所述第七杆的下端均与相应的该滑块平面铰接，各个所述滑块滑动设置在与竖直面成倾斜设置的滑轨内，各个所述滑轨的方向平行，各个所述滑块位于同一水平面上。

5.一种机器人，其特征在于：使用了根据权利要求1-4中任一项所述的四轮机器人底盘。