CN106926686B - 一种四轮八驱的机器人底盘机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种四轮八驱的机器人底盘机构，包括底盘；四转向装置；每一转向装置包括转向电机、两转向电机固定板、连接板、同步带、两同步带轮、同步带轮连接法兰、转向轴承、转向轴承套、固定板；四驱动装置；每一驱动装置包括轮胎、轮毂、驱动电机、电机固定板、轮毂连接柱、轮毂连接板、电机输出轴固定块；固定板连接一转向连接块，转向连接块与电机固定板固定连接，并且电机固定板垂直于转向连接块；此四轮八驱底盘机构可以实现零转弯半径，全驱全向，行动灵活；每个轮系独立自成系统，方便组装成其他的行驶方式；此轮系的结构件多为板材或型材，价格便宜，组装方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人底盘机构的技术领域，尤其涉及一种四轮八驱的机器人底盘机构的技术领域。
背景技术
智能小车作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能小车能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车，远程传输图像等功能。
作为智能小车最基本也是最核心的底盘机构，它支撑、承载整车其他部件，形成整车风格造型，传递电机动力，保证整车正常行驶；而它的结构也决定了整车整体功能和效果。
目前作为高校和教育用的智能小车底盘，主流的方案是四轮二驱或者是二驱动轮加一个随动轮的底盘机构。典型的就是飞思卡尔小车。这种底盘机构的优点是：整车结构简单，价格便宜。电机安装PCB板上，电机输出轴直接驱动轮子。整车转向靠两电机之间的速度差来实现。采用这种底盘存在以下几种不足：(1)整车电机固定在PCB上，整车的承载力很小，不能承受重物。(2)电机直接驱动轮子，电机径向的弯矩直接作用在电机轴上，容易损坏电机或者导致轮子呈现外八字或者内八字的现象。(3)整车转向是靠电机差速来实现的，行驶转弯过程难免存在转弯半径，会存在一些行驶盲区，不能实现全路面覆盖。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的是提供一种四轮八驱的机器人底盘机构，能够更快的安装环形隔离迷宫至基座。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种四轮八驱的机器人底盘机构，其中，包括：
底盘，所述底盘为一矩形框架结构；
四转向装置，所述底盘的下端的四角分别与一所述转向装置连接；每一所述转向装置包括转向电机、两转向电机固定板、连接板、同步带、两同步带轮、同步带轮连接法兰、转向轴承、转向轴承套、固定板；所述转向电机固定连接在一所述转向电机固定板的下端面，同时所述转向电机的转向电机输出轴贯穿所述转向电机固定板；所述转向电机输出轴与一所述同步带轮固定连接，一所述同步带轮通过所述同步带与另一所述同步带轮传动连接；一所述转向电机固定板通过所述连接板与另一所述转向电机固定板连接；另一所述转向电机固定板的下端面固定连接所述转向轴承套，所述转向轴承套内设有所述转向轴承；另一所述同步带轮的下端固定连接所述同步带轮连接法兰的上端，并且所述同步带轮连接法兰位于所述转向轴承内；所述同步带轮连接法兰的下端固定连接一所述固定板，所述固定板位于所述转向电机固定板的下方，并且所述固定板平行于所述转向电机固定板；
四驱动装置，每一所述驱动装置包括轮胎、轮毂、驱动电机、电机固定板、轮毂连接柱、轮毂连接板、电机输出轴固定块；所述固定板连接一转向连接块，所述转向连接块与所述电机固定板固定连接，并且所述电机固定板垂直于所述转向连接块；所述驱动电机固定连接在所述电机固定板上，所述驱动电机的驱动电机输出轴通过所述电机输出轴固定块连接所述轮毂连接板的一端面，所述轮毂连接板的另一端面通过若干所述轮毂连接柱固定连接所述轮毂；所述轮毂上安装有所述轮胎。
上述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其中，所述轮毂的轮轨的两边缘凸起，所述轮胎位于所述轮轨的两边缘之间；所述轮毂的轴向上开设六第一通孔。
上述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其中，所述驱动电机具有所述驱动电机输出轴的一端面上设有呈正六角形布置的六第一固定孔；所述转向电机具有所述转向电机输出轴的一端面上设有呈正六角形布置的六第二固定孔。
上述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其中，所述电机固定板为直角板材，所述直角板材包括用于连接所述驱动电机的固定部和垂直于所述固定部的垂直部；所述固定部的一端与所述垂直部的一端一体成型；所述固定部的端面上开设呈等腰梯形布置的四第二通孔和一第三通孔，所述第二通孔与所述第一固定孔相对应；每一所述第二通孔通过一螺钉与所述第一固定孔连接，所述电机固定板固定于所述驱动电机的端面上。
上述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其中，所述电机输出轴固定块是法兰结构，所述法兰结构的轴向开设圆周阵列的六第四通孔；所述法兰结构的中间设有一第五通孔，所述驱动电机的所述驱动电机输出轴转动连接于所述第五通孔内。
上述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其中，所述轮毂连接板为一圆板，所述轮毂连接板的中央开设一第六通孔，所述第六通孔的外围开设呈正六角形布置的六第七通孔，六所述第七通孔的外围开设有呈正六角形布置的六第八通孔，六所述第八通孔的外围开设有呈正六角形布置的六第九通孔；每一所述轮毂连接柱穿过一所述第九通孔和相对应的一所述第一通孔，并且六所述轮毂连接柱使所述轮毂连接板连接所述轮毂；每一所述第四通孔通过一螺钉连接一所述第七通孔，所述电机输出轴固定块固定于所述轮毂连接板。
上述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其中，每一所述转向电机固定板上开设一圆孔，每一所述转向电机固定板上的所述圆孔的外围开设有呈等腰梯形布置的第十通孔，四所述第十通孔与四所述第二固定孔相对应，同时每一所述第十通孔通过一螺钉连接于一所述第二固定孔，所述转向电机固定板固定于所述转向电机；每一所述转向电机固定板的一侧设有呈直线布置的若干第十一通孔；每一所述转向电机固定板的另一侧设有两沉头孔，两所述沉头孔通过两连接柱连接所述底盘一角处的骨架。
上述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其中，所述连接板的两侧分别设有呈直线布置的若干第十二通孔，每一所述连接板的一侧的每一所述第十二通孔通过一螺钉连接于一所述转向电机固定板的一侧的一所述第十一通孔，所述连接板将两所述转向电机固定板连接为一体。
上述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其中，每一所述同步带轮的端面开设第十三通孔和位于所述第十三通孔外围的呈圆周阵列的四第十四通孔；所述同步带轮连接法兰两端面分别设有圆周阵列的四螺纹孔；所述同步带轮的所述十三通孔与所述转向电机的所述转向电机输出轴固定连接。
上述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其中，所述转向轴承的内径与所述同步带轮连接法兰的轴部的外径一致，所述转向轴承的外径与所述同步带轮连接法兰的法兰轴肩的外径一致。
用以上技术方案，能够达到如下有益效果：
1、本发明将驱动电机处在轮毂中间，增加了整车的承载力，方便其他元器件的布置，减小整车重量施加在驱动电机轴的径向方面的弯矩，起到保护驱动电机以及减小轮毂行驶时出现内外八字的风险。
2、本发明的底盘骨架多为板材或型材，价格便宜，组装方便。
3、相比较传统靠电机差速来实现行驶；本发明每一驱动装置和相连接的每一转向装置的独立自成系统，使本发明全驱全向，行动灵活，可以实现零转弯半径。
附图说明
图1是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的立体图；
图2是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的一驱动装置和一转向装置的示意图；
图3是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的转向电机固定板的示意图；
图4是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的驱动装置的爆炸图；
图5是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的电机固定板的立体图；
图6是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的轮毂连接板的立体图；
图7是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的骨架的立体图；
图8是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的转向装置的爆炸图；
图9是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的转向电机固定板的立体图；
图10是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的转向轴承套的立体图；
图11是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的同步带轮连接法兰的立体图；
图12是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的同步带轮的立体图。
附图中：1、底盘；11、骨架；
20、转向连接块；21、转向电机；211、转向电机输出轴；22、转向电机固定板；221、圆孔；224、沉头孔；2241、连接柱；23、连接板；24、同步带；25、同步带轮；26、同步带轮连接法兰；261、螺纹孔；27、转向轴承；28、转向轴承套；29、固定板；
31、轮胎；32、轮毂；33、驱动电机；331、驱动电机输出轴；34、电机固定板；341、固定部；342、垂直部；35、轮毂连接柱；36、轮毂连接板；37、电机输出轴固定块；
321、第一通孔；3412、第二通孔；3411、第三通孔；371、第四通孔；372、第五通孔；361、第六通孔；362、第七通孔；363、第八通孔；364、第九通孔；222、第十通孔；223、第十一通孔；231、第十二通孔；251、第十三通孔；252、第十四通孔；332、第一固定孔；212、第二固定孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的立体图；图2是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的一驱动装置和一转向装置的示意图；图3是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的转向电机固定板的示意图；图4是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的驱动装置的爆炸图；图5是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的电机固定板的立体图；图6是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的轮毂连接板的立体图；图7是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的骨架的立体图；图8是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的转向装置的爆炸图；图9是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的转向电机固定板的立体图；图10是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的转向轴承套的立体图；图11是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的同步带轮连接法兰的立体图；图12是本发明一种四轮八驱的机器人底盘机构的同步带轮的立体图。
请参见图1至图12所示，在一种较佳的实施例中，示出了一种四轮八驱的机器人底盘机构，其中：
一种四轮八驱的机器人底盘机构，其特征在于，包括：
底盘1，底盘1为一矩形框架结构。
四转向装置，底盘1的下端的四角分别与一转向装置连接；每一转向装置包括转向电机21、两转向电机固定板22、连接板23、同步带24、两同步带轮25、同步带轮连接法兰26、转向轴承27、转向轴承套28、固定板29；转向电机21固定连接在一转向电机固定板22的下端面，同时转向电机21的转向电机输出轴211贯穿转向电机固定板22；转向电机输出轴211与一同步带轮25固定连接，一同步带轮25通过同步带24与另一同步带轮25传动连接；一转向电机固定板22通过连接板23与另一转向电机固定板22连接；另一转向电机固定板22的下端面固定连接转向轴承套28，转向轴承套28内设有转向轴承27；另一同步带轮25的下端固定连接同步带轮连接法兰26的上端，并且同步带轮连接法兰26位于转向轴承27内；同步带轮连接法兰26的下端固定连接一固定板29，固定板29位于转向电机固定板22的下方，并且固定板29平行于转向电机固定板22。
四驱动装置，每一驱动装置包括轮胎31、轮毂32、驱动电机33、电机固定板34、轮毂连接柱35、轮毂连接板36、电机输出轴固定块37；固定板29连接一转向连接块20，转向连接块20与电机固定板34固定连接，并且电机固定板34垂直于转向连接块20；驱动电机33固定连接在电机固定板34上，驱动电机33的驱动电机输出轴331通过电机输出轴固定块37连接轮毂连接板36的一端面，轮毂连接板36的另一端面通过若干轮毂连接柱35固定连接轮毂32；轮毂32上安装有轮胎31。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
进一步，在一种较佳实施例中，轮毂32的轮轨的两边缘凸起，轮胎31位于轮轨的两边缘之间；轮毂32的轴向上开设六第一通孔321。
进一步，在一种较佳实施例中，驱动电机33具有驱动电机输出轴331的一端面上设有呈正六角形布置的六第一固定孔332；转向电机21具有转向电机输出轴211的一端面上设有呈正六角形布置的六第二固定孔212。
进一步，请参见图4所示，电机固定板34为直角板材，直角板材包括用于连接驱动电机33的固定部341和垂直于固定部341的垂直部342；固定部342的一端与341垂直部的一端一体成型；固定部341的端面上开设一第三通孔3411和呈等腰梯形布置的四第二通孔3412，每一第二通孔3412通过一螺钉与第一固定孔332连接，使电机固定板34固定于驱动电机33的端面。
进一步，在一种较佳实施例中，电机输出轴固定块37是法兰结构，法兰结构的轴向开设圆周阵列的六第四通孔371；法兰结构的中间设有一第五通孔372，驱动电机33的驱动电机输出轴331转动连接于第五通孔372内。
进一步，在一种较佳实施例中，第五通孔372内设一轴承，使得驱动电机33的驱动电机输出轴331转动连接于第五通孔372内。同时轴承起到轴向限位的作用。
进一步，在一种较佳实施例中，轮毂连接板36为一圆板，轮毂连接板36的中央开设一第六通孔361，第六通孔361的外围开设呈正六角形布置的六第七通孔362，六第七通孔362的外围开设有呈正六角形布置的六第八通孔363，六第八通孔363的外围开设有呈正六角形布置的六第九通孔364；每一轮毂连接柱35穿过一第九通孔364和相对应的一第一通孔321，并且六轮毂连接柱35使轮毂连接板36连接轮毂32；每一第四通孔371通过一螺钉连接一第七通孔362，用于将电机输出轴固定块37固定于轮毂连接板36。
进一步，在一种较佳实施例中，每一转向电机固定板22上开设一圆孔221，每一转向电机固定板22上的圆孔221的外围开设有呈等腰梯形布置的四第十通孔222，四第十通孔222与四第二固定孔212相对应，四第十通孔222通过一螺钉连接于六第二固定孔212，转向电机固定板22固定于转向电机21；每一转向电机固定板22的一侧设有呈直线布置的若干第十一通孔223；每一转向电机固定板22的另一侧设有两沉头孔224，两沉头孔224通过两连接柱2241连接底盘1的骨架11。
进一步，在一种较佳实施例中，连接板23的两侧分别设有呈直线布置的若干第十二通孔231，每一连接板23的一侧的一第十二通孔231通过一螺钉连接于一转向电机固定板22的一侧的一第十一通孔223。连接板23将两转向电机固定板22连接为一体，请参见图8所示。
进一步，在一种较佳实施例中，每一同步带轮25的端面开设第十三通孔251和位于第十三通孔251外围的呈圆周阵列的四第十四通孔252；同步带轮连接法兰26两端面分别设有圆周阵列的四螺纹孔261。同步带轮25的十三通孔251与转向电机21的转向电机输出轴211固定连接。
进一步，在一种较佳实施例中，转向轴承27的内径与同步带轮连接法兰26的轴部的外径一致，转向轴承27的外径与同步带轮连接法兰26的法兰轴肩的外径一致。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种四轮八驱的机器人底盘机构，其特征在于，包括：
底盘，所述底盘为一矩形框架结构；
四转向装置，所述底盘的下端的四角分别与一所述转向装置连接；每一所述转向装置包括转向电机、两转向电机固定板、连接板、同步带、两同步带轮、同步带轮连接法兰、转向轴承、转向轴承套、固定板；所述转向电机固定连接在一所述转向电机固定板的下端面，同时所述转向电机的转向电机输出轴贯穿所述转向电机固定板；所述转向电机输出轴与一所述同步带轮固定连接，一所述同步带轮通过所述同步带与另一所述同步带轮传动连接；一所述转向电机固定板通过所述连接板与另一所述转向电机固定板连接；另一所述转向电机固定板的下端面固定连接所述转向轴承套，所述转向轴承套内设有所述转向轴承；另一所述同步带轮的下端固定连接所述同步带轮连接法兰的上端，并且所述同步带轮连接法兰位于所述转向轴承内；所述同步带轮连接法兰的下端固定连接一所述固定板，所述固定板位于所述转向电机固定板的下方，并且所述固定板平行于所述转向电机固定板；
四驱动装置，每一所述驱动装置包括轮胎、轮毂、驱动电机、电机固定板、轮毂连接柱、轮毂连接板、电机输出轴固定块；所述固定板连接一转向连接块，所述转向连接块与所述电机固定板固定连接，并且所述电机固定板垂直于所述转向连接块；所述驱动电机固定连接在所述电机固定板上，所述驱动电机的驱动电机输出轴通过所述电机输出轴固定块连接所述轮毂连接板的一端面，所述轮毂连接板的另一端面通过若干所述轮毂连接柱固定连接所述轮毂；所述轮毂上安装有所述轮胎。
2.根据权利要求1所述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其特征在于，所述轮毂的轮轨的两边缘凸起，所述轮胎位于所述轮轨的两边缘之间；所述轮毂的轴向上开设六第一通孔。
3.根据权利要求1所述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其特征在于，所述驱动电机具有所述驱动电机输出轴的一端面上设有呈正六角形布置的六第一固定孔；所述转向电机具有所述转向电机输出轴的一端面上设有呈正六角形布置的六第二固定孔。
4.根据权利要求3所述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其特征在于，所述电机固定板为直角板材，所述直角板材包括用于连接所述驱动电机的固定部和垂直于所述固定部的垂直部；所述固定部的一端与所述垂直部的一端一体成型；所述固定部的端面上开设呈等腰梯形布置的四第二通孔和一第三通孔，所述第二通孔与所述第一固定孔相对应；每一所述第二通孔通过一螺钉与所述第一固定孔连接，所述电机固定板固定于所述驱动电机的端面上。
5.根据权利要求2所述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其特征在于，所述电机输出轴固定块是法兰结构，所述法兰结构的轴向开设圆周阵列的六第四通孔；所述法兰结构的中间设有一第五通孔，所述驱动电机的所述驱动电机输出轴转动连接于所述第五通孔内。
6.根据权利要求5所述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其特征在于，所述轮毂连接板为一圆板，所述轮毂连接板的中央开设一第六通孔，所述第六通孔的外围开设呈正六角形布置的六第七通孔，六所述第七通孔的外围开设有呈正六角形布置的六第八通孔，六所述第八通孔的外围开设有呈正六角形布置的六第九通孔；每一所述轮毂连接柱穿过一所述第九通孔和相对应的一所述第一通孔，并且六所述轮毂连接柱使所述轮毂连接板连接所述轮毂；每一所述第四通孔通过一螺钉连接一所述第七通孔，所述电机输出轴固定块固定于所述轮毂连接板。
7.根据权利要求3所述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其特征在于，每一所述转向电机固定板上开设一圆孔，每一所述转向电机固定板上的所述圆孔的外围开设有呈等腰梯形布置的第十通孔，四所述第十通孔与四所述第二固定孔相对应，同时每一所述第十通孔通过一螺钉连接于一所述第二固定孔，所述转向电机固定板固定于所述转向电机；每一所述转向电机固定板的一侧设有呈直线布置的若干第十一通孔；每一所述转向电机固定板的另一侧设有两沉头孔，两所述沉头孔通过两连接柱连接所述底盘一角处的骨架。
8.根据权利要求7所述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其特征在于，所述连接板的两侧分别设有呈直线布置的若干第十二通孔，每一所述连接板的一侧的每一所述第十二通孔通过一螺钉连接于一所述转向电机固定板的一侧的一所述第十一通孔，所述连接板将两所述转向电机固定板连接为一体。
9.根据权利要求1所述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其特征在于，每一所述同步带轮的端面开设第十三通孔和位于所述第十三通孔外围的呈圆周阵列的四第十四通孔；所述同步带轮连接法兰两端面分别设有圆周阵列的四螺纹孔；所述同步带轮的所述十三通孔与所述转向电机的所述转向电机输出轴固定连接。
10.根据权利要求1所述一种四轮八驱的机器人底盘机构，其特征在于，所述转向轴承的内径与所述同步带轮连接法兰的轴部的外径一致，所述转向轴承的外径与所述同步带轮连接法兰的法兰轴肩的外径一致。
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