CN106364270A - 一种两轮差动机器人底盘 - Google Patents

Abstract

一种两轮差动机器人底盘，包括底板，底板上设有一对悬挂机构；该机构包括悬挂支架、与该支架活动相连的驱动轮、与驱动轮直连电机；悬挂支架上设有平行于电机输出轴的旋转轴，该旋转轴上穿设有与底板固定相连的悬挂固定座；旋转轴的伸出端设一扭簧，该扭簧一端压设在电机上，一端压设在底板上并在电机与底板之间形成预紧力；底板上设有一对可供驱动轮活动的开口槽，悬挂机构整体围绕其旋转轴上下摆动；底板四角上设有圆孔，孔内活动设有一万向轮；左右两侧圆孔之间的底板上设有万向轮支架，两万向轮的轮轴分别固设在该支架的两端。悬挂机构采用旋转中心与电机轴平行的结构，使底盘结构尺寸进一步缩小，遇到凹凸不平地面时，底盘能顺利通过。

Description

一种两轮差动机器人底盘

技术领域

本发明属于机器人研发技术领域，涉及一种机器人底盘，尤其是一种两轮差动机器人底盘。

背景技术

一般来说，业内人士都清楚，两轮差动机器人底盘的驱动轮必须具备悬挂结构，然而，当机器人的底盘缩小到一定尺寸时，底盘的剩余空间就非常狭小，无法安装结构较为复杂的悬挂机构。

因此，如何设计出结构合理的悬挂机构并能将其安装在空间狭小的机器人底盘上，同时确保机器人运行时其底盘能顺利通过，就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足或缺陷，提供一种两轮差动机器人底盘，由于其电机和驱动轮采用直连的方式进行连接，占用底盘空间最少，其结构设计科学合理，悬挂机构整体绕着平行于电机轴的旋转轴上下摆动，确保遇到凹凸不平的地面时，底盘能够顺利通过。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种两轮差动机器人底盘，其特征在于，包括底板，所述底板上设有一对通过连接件与其固定相连的悬挂机构；

所述悬挂机构包括一悬挂支架、与悬挂支架活动相连的驱动轮、与驱动轮采用直连方式连接的驱动电机；

所述悬挂支架上设有一平行于驱动电机输出轴的旋转轴，该旋转轴上穿设有一与底板固定相连的悬挂固定座；

所述旋转轴的伸出端设有一扭簧，该扭簧的一端紧密压设在驱动电机上，其另一端紧密压设在底板上，并在驱动电机与底板之间形成预紧力；

所述底板上前后居中对称设有一对可供驱动轮在其中活动动的开口槽，所述悬挂机构整体围绕其旋转轴上下摆动；

所述底板的四角上分别设有一圆孔，孔内活动设有一万向轮；左右两侧两孔之间的底板上设有一万向轮支架，两万向轮的轮轴分别固设在万向轮支架的两端。

上述两轮差动机器人底盘，其中：

所述驱动电机的输出轴水平插设在驱动轮的轮轴中部且彼此间同心对接。

所述悬挂支架与驱动轮的轮轴之间设有一活动轴承。

所述驱动轮的轮毂中部设有与其轮轴定位相连的压板，彼此间通过螺钉进行固定；

所述万向轮紧贴孔壁设置，其既可自转又可在孔内做360°旋转。

所述底板上所设凹槽的深度与驱动轮的厚度相适配。

所述悬挂支架呈Y形结构，所述旋转轴穿设于其Y形开口的两侧之间；

所述悬挂固定座呈T形结构，其竖直端插设在悬挂支架Y形开口处并穿设在旋转轴上，其水平端则通过螺钉与底板固定相连。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明涉及的两轮差动机器人底盘，其电机的输出轴与驱动轮的轮轴采用直连的方式进行连接，占用底盘空间最少，其结构设计科学合理，悬挂机构的整体以平行于电机输出轴的旋转轴为中心随着凹凸不平的路面上下摆动，以达到最佳悬挂的效果，确保底盘能顺利通过。

附图说明

通过以下实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。附图中：

图1是本发明涉及的两轮差动机器人底盘整体装配结构示意图；

图2是图1中本发明涉及的悬挂机构立体结构示意图；

图3是图2的俯视结构示意图；

图4是图3的仰视结构示意图；

图5是沿图4中A-A线的剖面结构示意图；

图6是图1的底盘经过带有凹坑的地面时的正投影结构示意图；

图7是图1的底盘经过带有凸起的地面时的正投影结构示意图；

图8是在图6的情形下图2中扭簧的变化状态结构示意图；

图9是在图7的情形下图2中扭簧的变化状态结构示意图。

图中：

101-悬挂机构；102-底板；103-万向轮；

1-驱动轮；2-悬挂固定座；3-扭簧；4-旋转轴；5-驱动电机；6-悬挂支架；7-驱动轮的轮轴；8-压板；9-螺钉；10一活动轴承；11-底板上的圆孔；12-底板上的万向轮支架；13-供驱动轮活动的开口槽；14-驱动电机的输出轴。

具体实施方式

参见图1，配合参见图2-图9，图中所示为本发明涉及的一种两轮差动机器人底盘，其采用的关键技术方案如下：

如图中所示，本发明涉及的底盘主要包括底板102，底板102上设有一对通过连接件与其固定相连的悬挂机构101。

悬挂机构101包括一悬挂支架6、与该悬挂支架6活动相连的驱动轮1、与驱动轮1采用直连方式进行连接的驱动电机5；悬挂支架6上设有一平行于电机输出轴的旋转轴4，该旋转轴4上穿设有一与底板102固定相连的悬挂固定座2；旋转轴4的伸出端设有一扭簧3，该扭簧3的一端紧密压设在驱动电机5上，其另一端紧密压设在底板102上，并在驱动电机5与底板102之间形成预紧力。本发明结构设计的核心设计在于：

第一，如图1-3所示，由于本发明采用了以下结构设计：

1、悬挂支架5与驱动轮1的轮轴7之间设有一活动轴承10；底板102上前后居中对称设有一对可供驱动轮1在其中活动的开口槽13，开口槽13的深度与驱动轮1的厚度相适配；

2、悬挂支架6呈Y形结构，旋转轴4穿设于悬挂支架6的Y形开口两侧之间，呈T形结构的悬挂固定座2其竖直端插设在悬挂支架6的Y形开口处并穿设在旋转轴4上，其水平端则通过螺钉与底板102固定相连；

才使得悬挂机构101可以整体围绕其旋转轴4上下摆动，以达到悬挂效果的功能得以实现。

两轮差动机器人底盘的驱动轮必须具备悬挂结构，因为底盘上有四个万向轮，所以就需要驱动轮必须是柔性的，能上下摆动的；假如不能上下摆动，在遇到凹凸不平的地面时要么驱动轮腾空，要么万向轮腾空，整个底盘就不能稳定行走。

第二，驱动电机5采用直连方式与驱动轮1进行连接，即驱动电机的输出轴14水平插设在驱动轮1的轮轴7中部且彼此间同心对接，占用底盘的空间最少。

如图1所示，底板102的四角上分别设有一圆孔11，圆孔11内活动设有一万向轮103；同侧两圆孔11之间的底板102上设有一万向轮支架12，两万向轮103的轮轴分别固设在万向轮支架12的两端。

如图5所示，悬挂支架6与驱动轮1的轮轴之间设有一活动轴承10；驱动轮1的轮毂中部设有与其轮轴定位相连的压板8，彼此间通过螺钉9固定；电机5的输出轴的伸出端水平插设在驱动轮1的轮轴中部且彼此间同心对接。

万向轮103紧贴底板102上的圆孔11的孔壁设置，其既可自转又可在圆孔11内做360°旋转，可确保底盘的平稳运行。

图6是底盘经过凹坑的地面时，通过扭簧3的压力使得驱动轮1与地面保持足够的摩擦力；

图7是底盘经过凸起的地面时，驱动轮1被顶起并压缩扭簧3，使得底盘通过凸起地面；

上述两种情形下扭簧3的变化状态如图8、9所示，图8中扭簧3两端的夹角为134.7°，图9中扭簧3两端的夹角为103.0°。

本发明涉及的底盘外径为350mm左右，底盘的功能是两轮差动并且具有悬挂功能，为了使得悬挂结构更简单，占用底盘空间更少，驱动电机的输出轴和驱动轮的轮轴之间采用直连的方式连接。

综上所述，本发明涉及的悬挂机构采用旋转中心与电机轴平行的结构，使底盘的结构尺寸可进一步缩小，遇到凹凸不平的地面时，底盘能顺利通过。

Claims (7)

1.一种两轮差动机器人底盘，其特征在于，包括底板，所述底板上设有一对通过连接件与其固定相连的悬挂机构；

所述悬挂机构包括一悬挂支架、与悬挂支架活动相连的驱动轮、与驱动轮采用直连方式连接的驱动电机；

所述悬挂支架上设有一平行于驱动电机输出轴的旋转轴，该旋转轴上穿设有一与底板固定相连的悬挂固定座；

所述旋转轴的伸出端设有一扭簧，该扭簧的一端紧密压设在驱动电机上，其另一端紧密压设在底板上，并在驱动电机与底板之间形成预紧力；

所述底板上前后居中对称设有一对可供驱动轮在其中活动的开口槽，所述悬挂机构整体围绕其旋转轴上下摆动；

所述底板的四角上分别设有一圆孔，孔内活动设有一万向轮；左右两侧两孔之间的底板上设有一万向轮支架，两万向轮的轮轴分别固设在万向轮支架的两端。

2.根据权利要求1所述两轮差动机器人底盘，其特征在于，所述驱动电机的输出轴水平插设在驱动轮的轮轴中部且彼此间同心对接。

3.根据权利要求1或2所述两轮差动机器人底盘，其特征在于，所述悬挂支架与驱动轮的轮轴之间设有一活动轴承。

4.根据权利要求1或2所述两轮差动机器人底盘，其特征在于，所述驱动轮的轮毂中部设有与其轮轴定位相连的压板，彼此间通过螺钉进行固定。

5.根据权利要求1或2所述两轮差动机器人底盘，其特征在于，所述万向轮紧贴孔壁设置，其既可自转又可在孔内做360°旋转。

6.根据权利要求1或2所述两轮差动机器人底盘，其特征在于，所述底板上所设凹槽的深度与驱动轮的厚度相适配。

7.根据权利要求1或2所述两轮差动机器人底盘，其特征在于，所述悬挂支架呈Y形结构，所述旋转轴穿设于其Y形开口的两侧之间；

所述悬挂固定座呈T形结构，其竖直端插设在悬挂支架Y形开口处并穿设在旋转轴上，其水平端则通过螺钉与底板固定相连。