CN106945748A - 底盘总成及具有其的机器人和探测车辆 - Google Patents

底盘总成及具有其的机器人和探测车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种底盘总成，包括承载架和设置于承载架上的多个行走装置，行走装置至少设置四个，行走装置包括与承载架连接的支腿、可旋转设置的车轮支架、设置于支腿上且用于产生使车轮支架旋转的动力的转向电机和设置于车轮支架上的行走轮。本发明的底盘总成，结构简单，可靠性高，加工制造容易，转向方便灵活，具有较好的行驶性能，不仅仅只适用于机器人自由移动，适用于任何不方便移动物体的自由移动，其大大方便了那些笨重不易移动机器的移动。

Description

底盘总成及具有其的机器人和探测车辆
技术领域
本发明属于机动车技术领域，具体地说，本发明涉及一种底盘总成及具有其的机器人和探测车辆。
背景技术
随着社会的进步和发展，机器人在我们的生活中起着越来越重要的作用，但是机器人像人一样自由走动的技术还远远不够成熟，目前为止机器人自由移动还是当今社会的一大难题。
虽然机器人已经越来越先进，但机器人仍然不能跟人一样自由走动。底盘总成是机器人上的一个重要结构，其性能的好坏直接影响到机器人的平稳性、操纵稳定性和安全性。而现有的底盘总成结构比较复杂，制造成本高，生产周期较长，并且只能用于路况较好的路面行驶，达不到理想的行驶效果。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种底盘总成及具有其的探测车辆和机器人，目的是提高行驶性能。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：底盘总成，包括承载架和设置于承载架上的多个行走装置，行走装置至少设置四个，行走装置包括与承载架连接的支腿、可旋转设置的车轮支架、设置于支腿上且用于产生使车轮支架旋转的动力的转向电机和设置于车轮支架上的转向驱动轮。
四个所述行走装置呈矩形分布。
所述承载架包括多个连接轴，各个连接轴的两端分别与一个所述行走装置的支腿连接且各个支腿上至少有两个侧部与两个连接轴连接。
所述连接轴设置四个，各个连接轴的两端分别与一个所述行走装置的支腿连接且各个支腿与两个连接轴连接。
所述承载架还包括与所述连接轴连接的第一安装板以及设置于第一安装板上方的第二安装板，第一安装板和第二安装板通过支撑柱连接。
所述转向电机设置于所述支腿的内部，所述车轮支架设置于支腿的下方，所述转向驱动轮设置于车轮支架的下端，车轮支架的旋转中心线与转向驱动轮的旋转中心线相垂直，车轮支架的材质为弹性钢板。
所述行走装置还包括设置于所述支腿内部且与所述转向电机和所述车轮支架连接的连接套。
所述支腿包括内部中空的外壳体、设置于外壳体上端的上盖板、设置于外壳体下端的下盖板和设置于外壳体内部的中隔板，所述转向电机设置于中隔板上，所述连接套与中隔板和下盖板之间均设置有轴承。
本发明还提供了一种机器人，包括上述底盘总成。
本发明还提供了一种探测车辆，包括上述底盘总成。
本发明的底盘总成，结构简单，可靠性高，加工制造容易，转向方便灵活，具有较好的行驶性能，不仅仅只适用于机器人自由移动，适用于任何不方便移动物体的自由移动，其大大方便了那些笨重不易移动机器的移动。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明底盘总成的结构示意图；
图2是行走装置的结构示意图；
图3是支腿的结构示意图；
图4是行走装置的剖视图；
图5是车轮支架与连接套的剖视图；
图中标记为：1、转向驱动轮；2、车轮支架；3、下盖板；4、外壳体；5、上盖板；6、支撑柱；7、第一安装板；8、第二安装板；9、安装孔；10、连接轴；11、转向电机；12、轴承；13、凸台；14、中隔板；15、螺钉；17、键。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图5所示，本发明提供了一种底盘总成，包括承载架和设置于承载架上的多个行走装置，行走装置至少设置四个，行走装置包括与承载架连接的支腿、可旋转设置的车轮支架2、设置于支腿上且用于产生使车轮支架2旋转的动力的转向电机11和设置于车轮支架2上的转向驱动轮1。
具体地说，如图1所示，四个行走装置呈矩形分布，承载架与四个行走装置固定连接，形成可自行行驶和转向的底盘总成。
如图1所示，承载架包括多个连接轴10、与连接轴10连接的第一安装板7以及设置于第一安装板7上方的第二安装板8，各个连接轴10的两端分别与一个行走装置的支腿连接且各个支腿上至少有两个侧部与两个连接轴10连接。
如图1所示，作为优选的，连接轴10设置四个，各个连接轴10的两端分别与一个行走装置的支腿连接且各个支腿与两个连接轴10连接。四个连接轴10呈矩形分布且分别对应矩形的一个侧边，四个连接轴10中两两相对设置且相平行。第一安装板7横置在相平行的两个连接轴10上且第一安装板7的两端与这两个相平行的连接轴10固定连接，第二安装板8横置在第一安装板7的上方且第一安装板7和第二安装板8通过支撑柱6连接，支撑柱6的上端与第二安装板8固定连接，支撑柱6的下端与第一安装板7固定连接，支撑柱6并与第一安装板7和第二安装板8相垂直。第一安装板7在第二安装板8的下方设置多个，相邻两个第一安装板7之间间隔有一定的距离，第一安装板7用于安装底盘总成的附属部件，如蓄电池和控制装置，可将蓄电池和控制装置分别安装至一个第一安装板7上。第二安装板8用于安装机器人的主体部分或探测车辆的车体部分，相应在第二安装板8上设有安装孔。
如图2至图4所示，行走装置还包括设置于支腿内部且与转向电机11和车轮支架2连接的连接套，支腿包括外壳体4、设置于外壳体4上端的上盖板5、设置于外壳体4下端的下盖板3和设置于外壳体4内部的中隔板14。外壳体4为两端开口且内部中空的矩形壳体结构，上盖板5和下盖板3均为矩形板，上盖板5将外壳体4的上端开口封闭，下盖板3将外壳体4的下端开口封闭。中隔板14与上盖板5和下盖板3相平行且位于上盖板5与下盖板3之间，中隔板14将外壳体4的内腔分隔成上下两个空间，转向电机11位于支腿的内部且固定设置于中隔板14上，中隔板14具有让转向电机11的电机轴穿过的通孔，转向电机11的电机壳位于上盖板5与中隔板14之间。车轮支架2设置于支腿的下方，车轮支架2的上端与连接套固定连接，转向驱动轮1设置于车轮支架2的下端，车轮支架2的旋转中心线与转向驱动轮1的旋转中心线(也即转向驱动轮1的轴线)相垂直，车轮支架2的长度方向与支腿的长度方向相平行且与连接轴10的轴线相垂直。转向电机11运转时，产生动力且动力传递至车轮支架2，进而使车轮支架2及其上的转向驱动轮1进行旋转，进而改变底盘总成的运动方向。
作为优选的，行走装置的转向驱动轮1为具有轮毂电机的车轮，转向驱动轮1既可以作为转向轮使用，又可以作为驱动轮使用，从而使得底盘总成可以实现自行行驶和行驶过程中的转向。具有轮毂电机的车轮的结构如同本领域技术人员所公知的那样，在此不再赘述。
如图3和图4所示，连接套的上端通过键17与转向电机11的电机轴连接，连接套的上端具有让电机轴插入的中心孔，相应在中心孔处的内壁和电机轴的外壁上设置让键17嵌入的键槽。车轮支架2的上端与连接套的下端固定连接，相应在下盖板3上设有让连接套的下端穿过的通孔。作为优选的，连接套与中隔板14和下盖板3之间均设置有轴承12，轴承12为推力球轴承，两个轴承12分别夹在中隔板14与连接套以及下盖板3与连接套之间。轴承12的设置，使连接套的上端面不会顶到转向电机11的壳体表面和中隔板14，使连接套及车轮支架2和转向驱动轮1转向灵活，固定可靠且不产生窜动，而且抬起底盘轴承12时，下盖板3的设置不会使连接套及连接的车轮支架2和转向驱动轮1脱落。
作为优选的，如图4所示，下盖板3是通过螺钉15与外壳体4固定连接，采用螺钉15将下盖板3安装至外壳体4上，方便拆装。由于转向电机11设置于外壳体4的内部，上盖板5上设置有使外壳体4的内腔与外界环境连通的散热孔，散热孔为在上盖板5上沿上盖板5厚度方向贯穿设置的通孔且散热孔布置多个，从而有利于转向电机11的散热，提高工作可靠性。
如图1至图4所示，支腿还包括在外壳体4的外壁面上设置的凸台13，凸台13设置于外壳体4上两个相邻的外壁面上，外壳体4的各个外壁面上的凸台13分别与一个连接轴10固定连接。作为优选的，凸台13与连接轴10为螺纹连接，凸台13上设有螺纹孔，连接轴10的两端设置外螺纹。
作为优选的，车轮支架2的材质为弹性钢板，是将弹性钢板通过折弯成型制成，采用弹性钢板制成的车轮支架2可以起到减震作用，从而可以提高底盘总成的减震性能。
如图1所示，安装至第一安装板7上的蓄电池用于为行走装置的转向电机11和内置轮毂电机的转向驱动轮1供电力，控制装置与蓄电池、转向电机11以及设置于转向驱动轮1上的轮毂电机为电连接，转向电机11优选为直流电机。底盘总成运行时，控制装置发出指令，通过控制转向驱动轮1的轮毂电机运转，可以使底盘总成实现前进和停止，通过控制转向电机11运转以使连接套旋转并通过连接套带动车轮支架2和转向驱动轮1实现360°范围内的转向，可以使底盘总成实现行驶中的转向。当底盘总成行驶在高低不平的路面时，可以通过车轮支架2进行减震。
如图1所示，转向驱动轮1只进行单向转动时，所述转向电机11旋转0～360°实现360°全方位原地转向。所述转向驱动轮1进行正反双向转动时，所述转向电机11旋转0～180°可实现360°全方位原地转向，使整台底盘总成转向更加灵活。
本发明还提供了一种探测车辆，包括上述结构的底盘总成。此底盘总成的具体结构可参照图1至图5，在此不再赘述。由于本发明的探测车辆包括上述实施例中的底盘总成，所以其具有上述底盘总成的所有优点。
本发明还提供了一种机器人，包括上述结构的底盘总成。此底盘总成的具体结构可参照图1至图5，在此不再赘述。由于本发明的探测车辆包括上述实施例中的底盘总成，所以其具有上述底盘总成的所有优点。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.底盘总成，其特征在于：包括承载架和设置于承载架上的多个行走装置，行走装置至少设置四个，行走装置包括与承载架连接的支腿、可旋转设置的车轮支架、设置于支腿上且用于产生使车轮支架旋转的动力的转向电机和设置于车轮支架上的转向驱动轮。
2.根据权利要求1所述的底盘总成，其特征在于：四个所述行走装置呈矩形分布。
3.根据权利要求1或2所述的底盘总成，其特征在于：所述承载架包括多个连接轴，各个连接轴的两端分别与一个所述行走装置的支腿连接且各个支腿上至少有两个侧部与两个连接轴连接。
4.根据权利要求3所述的底盘总成，其特征在于：所述连接轴设置四个，各个连接轴的两端分别与一个所述行走装置的支腿连接且各个支腿与两个连接轴连接。
5.根据权利要求3所述的底盘总成，其特征在于：所述承载架还包括与所述连接轴连接的第一安装板以及设置于第一安装板上方的第二安装板，第一安装板和第二安装板通过支撑柱连接。
6.根据权利要求1或2或3所述的底盘总成，其特征在于：所述转向电机设置于所述支腿的内部，所述车轮支架设置于支腿的下方，所述转向驱动轮设置于车轮支架的下端，车轮支架的旋转中心线与转向驱动轮的旋转中心线相垂直，车轮支架的材质为弹性钢板。
7.根据权利要求6所述的底盘总成，其特征在于：所述行走装置还包括设置于所述支腿内部且与所述转向电机和所述车轮支架连接的连接套。
8.根据权利要求7所述的底盘总成，其特征在于：所述支腿包括内部中空的外壳体、设置于外壳体上端的上盖板、设置于外壳体下端的下盖板和设置于外壳体内部的中隔板，所述转向电机设置于中隔板上，所述连接套与中隔板和下盖板之间均设置有轴承。
9.机器人，包括底盘总成，其特征在于：所述底盘总成为权利要求1至8任一所述的底盘总成。
10.探测车辆，包括底盘总成，其特征在于：所述底盘总成为权利要求1至8任一所述的底盘总成。
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