CN107235092A - 一种自适应式移动机器人的底盘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自适应式移动机器人的底盘装置，左摆臂与底盘本体为活动连接，左摆臂两端分别安装有第一中排驱动轮和第一从动轮，右摆臂与底盘本体为活动连接，右摆臂两端分别安装有第二中排驱动轮和第二从动轮。本发明的有益效果是：本发明通过三个铰接轴将底盘的六个轮子与底盘本体连接，实现在任何路面情况下六个轮子始终保持与地面接触；同时在载荷变化的情况下中排的驱动轮的支撑力也随之变化，从而保证中排驱动轮具备足够的驱动力；特别是在爬坡开始阶段，前排的从动轮向上抬升的同时中排的驱动轮向下压，使驱动轮与地面的压力增大，防止驱动轮出现打滑。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种自适应式移动机器人的底盘装置。
背景技术
在移动机器人领域，机器人的移动主要靠驱动轮提供动力，而驱动轮的动力主要靠轮子的摩擦力和触地力保证，而轮子和地面的摩擦力一般是不变的，所以保证驱动轮有足够的触地力至关重要。为了保证驱动轮保持与地面接触，现在一般是单独把驱动轮做成悬挂形式，使用弹簧支撑驱动轮。这样对移动机器人来说，驱动轮的触地力和支撑驱动轮的弹簧力相关，是一个恒定值。这样来说会出现几个问题：①当负载比较大时，因为弹簧力恒定，容易出现驱动轮打滑现象；②如果为适应较大负载，设计时将弹簧力设计得比较大，这时当机器人空载时驱动轮的弹簧力可能会把机器人顶起来，导致从动轮悬空；③在爬坡或者过坎开始过程中，因为前从动轮太高，中间驱动轮的弹簧伸长（压簧）或变短（拉簧），弹簧力变小，驱动轮的触地力也变小，容易出现打滑现象。④在地形比较复杂的路面，驱动轮弹簧的力可能会因为过凹坑时减小，从而无法继续正常行驶。
因此，设计一款可以适应各种不同的路况，适应不同载荷的移动机器人底盘，已成为移动机器人行业亟待解决的一大技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中无法满足不同路况，无法适应各种载荷的问题，本发明提供了一种自适应式移动机器人的底盘装置。
本发明提供了一种自适应式移动机器人的底盘装置，包括底盘本体、左摆臂、右摆臂、第一中排驱动轮、第二中排驱动轮、第一从动轮、第二从动轮，所述左摆臂与所述底盘本体为活动连接，所述左摆臂两端分别安装有所述第一中排驱动轮和所述第一从动轮，所述第一中排驱动轮和所述第一从动轮能够随所述左摆臂进行上下摆动；所述右摆臂与所述底盘本体为活动连接，所述右摆臂两端分别安装有所述第二中排驱动轮和所述第二从动轮，所述第二中排驱动轮和所述第二从动轮能够随所述右摆臂进行上下摆动；该底盘装置还包括用于驱动所述第一中排驱动轮和所述第二中排驱动轮进行转动的驱动机构。
作为本发明的进一步改进，该底盘装置包括第一铰接轴、第二铰接轴，所述左摆臂通过所述第一铰接轴与所述底盘本体进行连接从而实现活动连接；所述右摆臂通过所述第二铰接轴与所述底盘本体进行连接从而实现活动连接。
作为本发明的进一步改进，该底盘装置还包括第一连接法兰和第二连接法兰，所述第一连接法兰和所述第一中排驱动轮安装在一起，所述左摆臂与所述第一连接法兰相连；所述第二连接法兰和所述第二中排驱动轮安装在一起，所述右摆臂与所述第二连接法兰相连。
作为本发明的进一步改进，该底盘装置还包括安装在所述底盘本体后端的第三从动轮和第四从动轮。
作为本发明的进一步改进，该底盘装置还包括后摆臂，所述后摆臂两端分别安装有所述第三从动轮和所述第四从动轮。
作为本发明的进一步改进，该底盘装置还包括第三铰接轴，所述后摆臂通过所述第三铰接轴与所述底盘本体进行连接从而实现活动连接。
作为本发明的进一步改进，所述第一从动轮、所述第二从动轮、所述第三从动轮和所述第四从动轮为万向轮或全向轮。
本发明的有益效果是：本发明通过三个铰接轴将底盘的六个轮子与底盘本体连接，实现在任何路面情况下六个轮子始终保持与地面接触；同时在载荷变化的情况下中排的驱动轮的支撑力也随之变化，从而保证中排驱动轮具备足够的驱动力；特别是在爬坡开始阶段，前排的从动轮向上抬升的同时中排的驱动轮向下压，使驱动轮与地面的压力增大，防止驱动轮出现打滑。
附图说明
图1是本发明的轴侧示意图。
图2是本发明的俯视结构示意图。
图3是本发明的前视结构示意图。
图4是本发明的左视结构示意图。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明公开了一种自适应式移动机器人的底盘装置，包括底盘本体8、左摆臂1、右摆臂2、第一中排驱动轮5、第二中排驱动轮9、第一从动轮6、第二从动轮10，所述左摆臂1与所述底盘本体8为活动连接，所述左摆臂1两端分别安装有所述第一中排驱动轮5和所述第一从动轮6，所述第一中排驱动轮5和所述第一从动轮6能够随所述左摆臂1进行上下摆动；所述右摆臂2与所述底盘本体8为活动连接，所述右摆臂2两端分别安装有所述第二中排驱动轮9和所述第二从动轮10，所述第二中排驱动轮9和所述第二从动轮10能够随所述右摆臂2进行上下摆动；该底盘装置还包括用于驱动所述第一中排驱动轮5和所述第二中排驱动轮9进行转动的驱动机构。
该底盘装置包括第一铰接轴4、第二铰接轴11，所述左摆臂1通过所述第一铰接轴4与所述底盘本体8进行连接从而实现活动连接；所述右摆臂2通过所述第二铰接轴11与所述底盘本体8进行连接从而实现活动连接。
该底盘装置还包括第一连接法兰和第二连接法兰，所述第一连接法兰和所述第一中排驱动轮5安装在一起，所述左摆臂1与所述第一连接法兰相连；所述第二连接法兰和所述第二中排驱动轮9安装在一起，所述右摆臂2与所述第二连接法兰相连。
该底盘装置还包括安装在所述底盘本体8后端的第三从动轮12和第四从动轮13。
该底盘装置还包括后摆臂3，所述后摆臂3两端分别安装有所述第三从动轮12和所述第四从动轮13。
该底盘装置还包括第三铰接轴14，所述后摆臂3通过所述第三铰接轴14与所述底盘本体8进行连接从而实现活动连接。
所述第一从动轮6、所述第二从动轮10、所述第三从动轮12和所述第四从动轮13为万向轮或全向轮。
底盘本体8的载荷，由三个铰接点支撑，对于底盘本体8而言只有三个支撑点，符合三点确定一个平面原理。
在铰接点位置不变的情况下，第一从动轮6、第二从动轮10和第一中排驱动轮5、第二中排驱动轮9可根据路面情况上下摆动，保持底盘平稳同时适应不同路况。
在铰接点位置不变的情况下，左右两个后排的第三从动轮12和第四从动轮13可根据路面情况上下摆动，保持底盘平稳同时适应不同路况。
通过第一铰接轴4传递给第一中排驱动轮5和所述第一从动轮6的力根据设计铰接点的位置，按一定比例分别分配给第一中排驱动轮5和所述第一从动轮6。第一中排驱动轮5和所述第一从动轮6的受力会跟随铰接点力的变化而变化，从而保证驱动轮有足够的触地力。
铰接点位置不变的时候，从动轮和驱动轮能够自适应地形，保证每个轮子都与地面接触，由所述车体传递给铰接点的力此时按一定比例分给从动轮和驱动轮，这样保证了驱动轮有足够的触地力。
本发明的自适应式移动机器人的底盘装置，可以适应不同的路况，即当路面存在凹凸不平情况时，底盘的每个轮子都能与地面接触，保证了机器人运行的动力和平稳性。同时也能适应不同载荷，即当载荷减小时，机器人所需的动力相应减小，此时驱动轮的触地力按一定比例的较小；当载荷增大时，机器人所需的动力会增大，驱动轮的触地力也会按一定比例增大。
本发明通过三个铰接轴将底盘的六个轮子与底盘本体8连接，实现在任何路面情况下六个轮子始终保持与地面接触；同时在载荷变化的情况下中排的驱动轮的支撑力也随之变化，从而保证中排驱动轮具备足够的驱动力；特别是在爬坡开始阶段，前排的从动轮向上抬升的同时中排的驱动轮向下压，使驱动轮与地面的压力增大，防止驱动轮出现打滑。同样的原理可前后排的从动轮设计为万向轮或全向轮，或者将后排通过铰接连接的两个从动轮改为一个从动轮支撑。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种自适应式移动机器人的底盘装置，其特征在于：包括底盘本体（8）、左摆臂（1）、右摆臂（2）、第一中排驱动轮（5）、第二中排驱动轮（9）、第一从动轮（6）、第二从动轮（10），所述左摆臂（1）与所述底盘本体（8）为活动连接，所述左摆臂（1）两端分别安装有所述第一中排驱动轮（5）和所述第一从动轮（6），所述第一中排驱动轮（5）和所述第一从动轮（6）能够随所述左摆臂（1）进行上下摆动；所述右摆臂（2）与所述底盘本体（8）为活动连接，所述右摆臂（2）两端分别安装有所述第二中排驱动轮（9）和所述第二从动轮（10），所述第二中排驱动轮（9）和所述第二从动轮（10）能够随所述右摆臂（2）进行上下摆动；该底盘装置还包括用于驱动所述第一中排驱动轮（5）和所述第二中排驱动轮（9）进行转动的驱动机构。
2.根据权利要求1所述的底盘装置，其特征在于：该底盘装置包括第一铰接轴（4）、第二铰接轴（11），所述左摆臂（1）通过所述第一铰接轴（4）与所述底盘本体（8）进行连接从而实现活动连接；所述右摆臂（2）通过所述第二铰接轴（11）与所述底盘本体（8）进行连接从而实现活动连接。
3.根据权利要求2所述的底盘装置，其特征在于：该底盘装置还包括第一连接法兰和第二连接法兰，所述第一连接法兰和所述第一中排驱动轮（5）安装在一起，所述左摆臂（1）与所述第一连接法兰相连；所述第二连接法兰和所述第二中排驱动轮（9）安装在一起，所述右摆臂（2）与所述第二连接法兰相连。
4.根据权利要求1至3任一项所述的底盘装置，其特征在于：该底盘装置还包括安装在所述底盘本体（8）后端的第三从动轮（12）和第四从动轮（13）。
5.根据权利要求4所述的底盘装置，其特征在于：该底盘装置还包括后摆臂（3），所述后摆臂（3）两端分别安装有所述第三从动轮（12）和所述第四从动轮（13）。
6.根据权利要求5所述的底盘装置，其特征在于：该底盘装置还包括第三铰接轴（14），所述后摆臂（3）通过所述第三铰接轴（14）与所述底盘本体（8）进行连接从而实现活动连接。
7.根据权利要求6所述的底盘装置，其特征在于：所述第一从动轮（6）、所述第二从动轮（10）、所述第三从动轮（12）和所述第四从动轮（13）为万向轮或全向轮。
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