CN106314022A - 转轮、底盘装置和机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转轮、底盘装置和机器人，转轮包括轮主体，转轮还包括：多个滚轮，多个滚轮沿轮主体的周向相间隔地安装在轮主体的外周壁上，滚轮的滚轮本体相对于轮主体可转动地设置；轮芯座，轮主体为至少三个，至少三个轮主体均安装在轮芯座上；其中，滚轮的旋转轴线与轮主体的旋转轴线垂直，多个滚轮的外周壁均突出于轮主体的外周壁。本发明中的转轮解决了现有技术中的机器人的底盘装置的运动灵活性较差的问题。

Description

转轮、底盘装置和机器人

技术领域

本发明涉及智能机器领域，具体而言，涉及一种转轮、底盘装置和机器人。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，它的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业，或者是危险的工作。

目前，机器人包括底座，机器人依靠底座在地面上运动。底座具有轮架，底座利用该轮架在地面上移动或转动。

然而，现有技术中的机器人底座的轮架为单向轮架，其为多角星形架和单向轮的结合，虽然可以实现轮架公转和单向轮的自转，但是轮架前进方向必须和单向轮一致，运动灵活性收到一定的限制，进而使机器人的运动灵活性较差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种转轮、底盘装置和机器人，以解决现有技术中的机器人的底盘装置的运动灵活性较差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种转轮，包括轮主体，转轮还包括：多个滚轮，多个滚轮沿轮主体的周向相间隔地安装在轮主体的外周壁上，滚轮的滚轮本体相对于轮主体可转动地设置；轮芯座，轮主体为至少三个，至少三个轮主体均安装在轮芯座上；其中，滚轮的旋转轴线与轮主体的旋转轴线垂直，多个滚轮的外周壁均突出于轮主体的外周壁。

进一步地，滚轮本体的母线为圆弧形，多个滚轮本体的外周壁形成圆形支撑轮廓。

进一步地，轮主体上设置有安装凹槽，滚轮安装在安装凹槽内。

进一步地，滚轮包括滚轴，滚轮本体套设在滚轴上，滚轴可转动地与轮主体连接。

进一步地，滚轮包括滚轴，滚轮本体可转动地在安装在滚轴上，滚轴与轮主体可拆卸地连接。

进一步地，滚轮还包括支撑轴承，支撑轴承设置在滚轮本体的内壁上，滚轮本体通过支撑轴承安装在滚轴上。

进一步地，滚轴上设置有限位块，限位块设置在滚轮本体的两侧。

进一步地，轮芯座包括转轴部和设置在转轴部上的法兰部，轮芯座通过法兰部与轮主体连接。

进一步地，轮芯座还包括连接件，连接件设置在相邻两个轮主体之间以连接相邻的两个轮主体。

进一步地，转轴部穿过各个轮主体，连接件套设在转轴部上。

进一步地，转轴部位于轮主体的侧面，连接件的两端分别与相应的轮主体可拆卸地连接。

根据本发明的第二个方面，提供了一种底盘装置，包括底盘板和安装在底盘板上的转轮，转轮为上述的转轮。

进一步地，底盘板上设置有多个转轮，多个转轮沿底盘板的周向相间隔地布置在底盘板上。

根据本发明的第三个方面，提供了一种机器人，包括底盘装置，底盘装置为上述的底盘装置。

本发明中的转轮包括轮主体和多个滚轮，由于多个滚轮的滚轮本体沿轮主体的周向相间隔地设置轮主体的外周，且滚轮的旋转轴线与轮主体的旋转轴线垂直，这样，在滚轮的作用，转轮便可以沿轮主体的轴线移动，进而提高了转轮的运动灵活性，解决现有技术中的机器人的底盘装置的运动灵活性较差的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的转轮的实施例的结构示意图；

图2示出了图1中的转轮的侧视图；

图3示出了图1中的转轮的拆分结构图；

图4示出了图1中的转轮的拆分结构的主视图；

图5示出了图1中的转轮的轮芯轴的具有转轴部和法兰部的结构示意图；

图6示出了图1中的转轮的轮芯轴的连接件的结构示意图；

图7示出了图6中的转轮的轮芯轴的侧视图；

图8示出了图1中的转轮的滚轮的结构示意图；以及

图9示出了图1中的转轮的轮主体的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、轮主体；11、安装凹槽；20、滚轮；21、滚轮本体；22、滚轴；23、支撑轴承；30、轮芯座；31、转轴部；32、法兰部；33、连接件；331、连接本体；332、延伸部；40、紧固件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种转轮，请参考图1至图9，该转轮包括轮主体10，转轮还包括：多个滚轮20，多个滚轮20沿轮主体10的周向相间隔地安装在轮主体10的外周壁上，滚轮20的滚轮本体21相对于轮主体10可转动地设置；轮芯座30，轮主体10为至少三个，至少三个轮主体10均安装在轮芯座30上；其中，滚轮20的旋转轴线与轮主体10的旋转轴线垂直，多个滚轮20的外周壁均突出于轮主体10的外周壁。

本发明中的转轮包括轮主体10和多个滚轮20，由于多个滚轮20的滚轮本体21沿轮主体10的周向相间隔地设置轮主体10的外周，且滚轮20的旋转轴线与轮主体10的旋转轴线垂直，这样，在滚轮20的作用，转轮便可以沿轮主体10的轴线移动，进而提高了转轮的运动灵活性，解决现有技术中的机器人的底盘装置的运动灵活性较差的问题。

为了保证转轮的正常转动，如图1至图4及图8所示，滚轮本体21的母线为圆弧形，多个滚轮本体21的外周壁形成圆形支撑轮廓。这样，各个滚轮本体21的轴向投影外轮廓为圆形，整个转轮的半径为该轴向投影轮廓的半径。该圆形支撑轮廓的圆心与轮主体的圆心重合。优选地，该滚轮本体为橡胶体。

优选地，多个滚轮20均布在轮主体10的外周壁上。

转轮设计在理论上满足转动时和地面接触滚轮20无缝切换，不会造成振动；轮主体10为铝合金金属轮毂，质量轻、强度好、精度高，外型美观；橡胶式的滚轮本体21运动特性好、摩擦力大、耐磨。

为了便于滚轮20的安装，如图9所示，轮主体10上设置有安装凹槽11，滚轮20安装在安装凹槽11内。这样，可以比较方便地实现滚轮20的转动安装。

在本发明的一个实施例中，滚轮20包括滚轴22，滚轮本体21套设在滚轴22上，滚轴22可转动地与轮主体10连接。此处的滚轴22为直杆。

在本发明的另一个实施例中，如图9所示，滚轮20包括滚轴22，滚轮本体21可转动地在安装在滚轴22上，滚轴22与轮主体10可拆卸地连接。此处的滚轴22为直杆。滚轮本体21绕该直杆转动。

为了实现滚轮本体21的转动，在一种实施方式中，滚轮本体21为圆管状，该滚轮本体21的中心孔内设置有铜套。

为了实现滚轮本体21绕滚轴22转动，在另一种实施方式中，如图8所示，滚轮20还包括支撑轴承23，支撑轴承23设置在滚轮本体21的内壁上，滚轮本体21通过支撑轴承23安装在滚轴22上。

为了防止滚轮本体21在滚轴22上移动，滚轴22上设置有限位块，限位块设置在滚轮本体21的两侧。这样，可以起到对滚轮本体21限位的作用。

在本实施例中，轮芯座30包括转轴部31和设置在转轴部31上的法兰部32，轮芯座30通过法兰部32与轮主体10连接。优选地，法兰部32与位于最外侧的一个轮主体10连接。

本发明中的轮芯座30具有中心孔和键槽，以该中心孔和键槽作为辅助安装结构。轮主体10具有中心孔，轮主体10通过该中心孔套设在转轴部31上。

为了实现两个轮体之间的连接，轮芯座30还包括连接件33，连接件33设置在相邻两个轮主体10之间以连接相邻的两个轮主体10。优选地，连接件33为套筒状。

在一种实施方式中，转轴部31穿过各个轮主体10，连接件33套设在转轴部31上。这样，在组装转轮时，先在转轴部31上套一个轮主体10，再套设一个连接件33，随后再套一个轮主体10，以使连接件33位于两个轮主体10之间。

在另一种实施方式中，如图4至图7所示，转轴部31位于轮主体10的侧面，连接件33的两端分别与相应的轮主体10可拆卸地连接。此时，法兰部32与最外侧的一个轮主体10连接，连接件33用于连接相邻的两个轮主体。

优选地，如图6和图7所示，连接件33包括连接本体331和延伸部332，连接本体331的两侧均设置有延伸部332，延伸部332伸入到轮主体10的内孔内，连接本体331支撑在相邻两个轮主体10之间。

优选地，转轮还包括紧固件40，紧固件40穿设在各个轮主体10和各个连接本体331上以实现转轮的组装。

本发明中的转轮在轮主体10向前滚动的过程中，同时滚轮20可以在外力作用下绕自身中心轴滚动，当这两个运动合到一起的时候可以达到转轮沿斜线滚动的效果。当以该转轮构成品字型结构作为小车的底盘时，可以做到底盘任意时刻任意方向转动。

本发明还提供了一种底盘装置，包括底盘板和安装在底盘板上的转轮，转轮为上述的转轮。本发明中的底盘装置包括上述的转轮，该转轮可以绕轮主体10的轴向转动，也可以在滚轮20的作用下沿轮主体10的轴向移动，从而提高底盘装置的运动灵活性。

在本实施例中，底盘板上设置有多个转轮，多个转轮沿底盘板的周向相间隔地布置在底盘板上。本实施例包括3组上述的转轮，3组转轮各具有一个驱动电机，3组转轮之间互成120度的夹角，这种三角形结构可以保证整个驱动平台以3组转轮环绕的轴心为中心做自身旋转运动，可以配合机器人驱动平台直线运动到达目标点的过程中调整机器人的姿态，从而达到终态所需的姿态角度。

各组转轮包括至少多个轮主体，通过轮芯座安装在底盘板上，转轮组上的轴承座通过螺钉固定在的底盘上，使平台具有良好的平衡性能。

本发明又提供了一种机器人，包括底盘装置，底盘装置为上述的底盘装置。本发明中的机器人的底座装置结构优化、灵活，可以向任意方向做直线运动，整个平台自身的重量通过三个轴承座均匀的传动地底盘上，使平台具有良好的平衡性能。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明中的转轮包括轮主体和多个滚轮，由于多个滚轮的滚轮本体沿轮主体的周向相间隔地设置轮主体的外周，且滚轮的旋转轴线与轮主体的旋转轴线垂直，这样，在滚轮的作用，转轮便可以沿轮主体的轴线移动，进而提高了转轮的运动灵活性，解决现有技术中的机器人的底盘装置的运动灵活性较差的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种转轮，包括轮主体(10)，其特征在于，所述转轮还包括：

多个滚轮(20)，所述多个滚轮(20)沿所述轮主体(10)的周向相间隔地安装在所述轮主体(10)的外周壁上，所述滚轮(20)的滚轮本体(21)相对于所述轮主体(10)可转动地设置；

轮芯座(30)，所述轮主体(10)为至少三个，至少三个所述轮主体(10)均安装在所述轮芯座(30)上；

其中，所述滚轮(20)的旋转轴线与所述轮主体(10)的旋转轴线垂直，多个所述滚轮(20)的外周壁均突出于所述轮主体(10)的外周壁。

2.根据权利要求1所述的转轮，其特征在于，所述滚轮本体(21)的母线为圆弧形，多个所述滚轮本体(21)的外周壁形成圆形支撑轮廓。

3.根据权利要求1所述的转轮，其特征在于，所述轮主体(10)上设置有安装凹槽(11)，所述滚轮(20)安装在所述安装凹槽(11)内。

4.根据权利要求1所述的转轮，其特征在于，所述滚轮(20)包括滚轴(22)，所述滚轮本体(21)套设在所述滚轴(22)上，所述滚轴(22)可转动地与所述轮主体(10)连接。

5.根据权利要求1所述的转轮，其特征在于，所述滚轮(20)包括滚轴(22)，所述滚轮本体(21)可转动地在安装在所述滚轴(22)上，所述滚轴(22)与所述轮主体(10)可拆卸地连接。

6.根据权利要求5所述的转轮，其特征在于，所述滚轮(20)还包括支撑轴承(23)，所述支撑轴承(23)设置在所述滚轮本体(21)的内壁上，所述滚轮本体(21)通过支撑轴承(23)安装在所述滚轴(22)上。

7.根据权利要求6所述的转轮，其特征在于，所述滚轴(22)上设置有限位块，所述限位块设置在所述滚轮本体(21)的两侧。

8.根据权利要求1所述的转轮，其特征在于，所述轮芯座(30)包括转轴部(31)和设置在所述转轴部(31)上的法兰部(32)，所述轮芯座(30)通过所述法兰部(32)与所述轮主体(10)连接。

9.根据权利要求8所述的转轮，其特征在于，所述轮芯座(30)还包括连接件(33)，所述连接件(33)设置在相邻两个所述轮主体(10)之间以连接相邻的两个所述轮主体(10)。

10.根据权利要求9所述的转轮，其特征在于，所述转轴部(31)穿过各个所述轮主体(10)，所述连接件(33)套设在所述转轴部(31)上。

11.根据权利要求9所述的转轮，其特征在于，所述转轴部(31)位于所述轮主体(10)的侧面，所述连接件(33)的两端分别与相应的所述轮主体(10)可拆卸地连接。

12.一种底盘装置，包括底盘板和安装在所述底盘板上的转轮，其特征在于，所述转轮为权利要求1至11中任一项所述的转轮。

13.根据权利要求12所述的底盘装置，其特征在于，所述底盘板上设置有多个所述转轮，多个所述转轮沿所述底盘板的周向相间隔地布置在所述底盘板上。

14.一种机器人，包括底盘装置，其特征在于，所述底盘装置为权利要求12或13中所述的底盘装置。