CN107416447A - 底盘组件、运动底盘与码放设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种底盘组件、一种运动底盘以及一种码放设备，其中，底盘组件包括：底盘；上层结构，设置在底盘上；云台机构，设置在底盘上，与上层结构相连接，用于驱动上层结构相对于底盘移动。本发明提供的底盘组件，通过在云台机构驱动上层结构运动，实现上层结构相对于底盘的横向移动，补足了运动底盘上底盘组件横向运动不便的短板，提升了底盘组件的灵活性，并且，提升了底盘组件的定位精度，降低了底盘组件的控制难度。

Description

底盘组件、运动底盘与码放设备

技术领域

本发明涉及自动化物流技术领域，具体而言，涉及一种底盘组件、一种运动底盘与一种码放设备。

背景技术

目前，随着中国经济水平的发展，生产中的人工成本不断提升，各个行业都开始掀起了用机器人代替人工的自动化改造热潮。随着机器人自动化应用的深入，传统固定式的机器人安装方式很难满足一些复杂应用场合的需求。在这样的情况下，可以搭载机器人或一些专机设备进行移动作业的运动底盘得到了越来越多的应用。而履带式运动底盘因其载重量大，对地面压强低，地形适应性较强等优点而得到较多的应用，然而，常规的轮式或履带式运动底盘纵向运动能力比较好，但它的转向和横向移动能力显得非常局限，而在很多应用场合都要求运动底盘具有良好的全向定位能力。

在相关技术中，履带式底盘1’与其上层的搭载的机器人或一些专机设备采用固定连接的方式进行连接，底盘主要提供支承和移动的作用，上层结构的运动精度完全取决于履带式底盘1’的运动精度，当上层结构需要进行纵向的位移调整时，只需通过履带式底盘1’的前进后退即可完成，但是，当上层结构需要进行横向的位移调整时，就需要履带式底盘1’进行复杂的机动动作才可以完成。

履带式底盘1’的转向是通过两侧履带的差动来实现的。因此，履带式底盘1’的横向移动通常具有以下两种运行方式：

一、如图1所示，要实现横向移动，先转向90度，行走需要横移的距离，然后再回转90度，然而，这样的方法仅适用于较开阔的区域，在位置较为狭长的地方，履带式底盘1’不足以完成90度转向这样转向行走的方法并不适用；

二、如图2所示，当履带式底盘1’的转向角度受到限制时，通常需要通过V型机动完成横向移动，然而，运动空间越狭窄，履带式底盘1’的允许转向角度则越小，要实现同等距离的横移需要等垂直距离就越多，控制起来也越困难。

并且，对于以上两种横向移动的方式，如果对横向位移的精度要求较高时，经常需要履带式底盘1’反复挪动才可勉强到位，不但控制算法复杂，而且会耗费大量时间，更会加剧履带的磨损。

因此，如何提高运动底盘的横向定位能力成为亟待解决的技术问题。

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，根据本发明的第一方面实施例，本发明提供了一种便于横向定位的底盘组件。

本发明的第二方面实施例，本发明提供了一种便于横向定位的运动底盘。

本发明的第三方面实施例，本发明提供了一种便于横向定位的码放设备。

有鉴于此，根据本发明的第一方面实施例，本发明提供了一种底盘组件，包括：底盘；上层结构，设置在底盘上；云台机构，设置在底盘上，与上层结构相连接，用于驱动上层结构相对于底盘移动。

本发明提供的底盘组件，通过在云台机构驱动上层结构运动，实现上层结构相对于底盘的横向移动，补足了运动底盘上底盘组件横向运动不便的短板，提升了底盘组件的灵活性，并且，使得底盘组件能够更精确的定位，提升了底盘组件的控制精度，实现了在底盘保持不动地情况下快速完成上层结构横向移动，同时，还可以避免不必要的机械磨损，提升运动底盘的使用寿命。

另外，本发明提供的上述实施例中的底盘组件还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，云台机构包括：云台驱动组件，设置在底盘上，并与上层结构相连接；云台导向组件，设置在底盘上，并与上层结构相连接。

在该技术方案中，通过云台驱动组件驱动上层机构运动，并由云台导向组件对上层结构导向与定位，从而保证上层结构在运动时的平稳性。

在上述任一技术方案中，优选地，云台驱动组件包括：电机，设置在底盘上；传动组件，传动组件的一端与电机相连接，另一端与上层结构相连接，用于带动上层结构移动。

在该技术方案中，通过安装在底盘上的电机驱动传动组件运动，从而带动上层结构运动，实现上层结构的横向移动，并且，通过控制对电机的控制实现对上层结构位移距离的控制，进而实现了对上层结构位移距离的精确控制。

在上述任一技术方案中，优选地，传动组件包括：丝杆，与电机的输出轴相连接；丝杆螺母，与丝杆相适配，并与上层结构相连接；其中，电机驱动丝杆双向旋转。

在该技术方案中，通过丝杆与丝杆螺母将电机的动力传递至上层结构，实现对上层结构的驱动，并且，电机能够驱动丝杆双向旋转，实现上层结构的双向移动。

在上述任一技术方案中，优选地，传动组件包括：齿轮，与电机的输出轴相连接；齿条，与齿轮相啮合，并与上层结构相连接；其中，电机驱动齿轮双向旋转。

在该技术方案中，通过齿轮与齿条将电机的动力传递至上层结构，实现对上层结构的驱动，并且，电机能够驱动齿轮双向旋转，实现上层结构的双向移动。

在上述任一技术方案中，优选地，传动组件包括：带轮，与电机的输出轴相连接；同步带，与带轮相适配，与上层结构相连接；其中，电机驱动带轮双向旋转。

在该技术方案中，通过带轮与同步带将电机的动力传递至上层结构，实现对上层结构的驱动，并且，电机能够驱动带轮双向旋转，实现上层结构的双向移动。

在上述任一技术方案中，优选地，云台驱动组件还包括：变速器，变速器的一端与电机相连接，另一端与传动组件相连接，变速器安装在底盘上。

在该技术方案中，通过在电机与传动组件之间添加变速器，实现对电机输出速度的调节，根据电机以及工作环境所需控制精度，采用加速器提升上层结构的运行速度，或采用减速器降低上层结构的运行速度，进而扩大了电机的选择范围，降低了生产成本。

在上述任一技术方案中，优选地，云台驱动组件包括：旋转电机或直线电机。

在该技术方案中，云台驱动组件可以通过旋转电机经由传动组件将电机旋转转动转化为上层结构的直线运动；进而实现上层结构的横向移动，也可以通过在底盘上安装直线电机，直接驱动上层结构进行直线运动，并且，其结构简单，装配难度低。

在上述任一技术方案中，优选地，云台导向组件包括：导轨，设置在底盘上，位于底盘的两端；滑块，与导轨相适配，设置在上层结构上。

在该技术方案中，通过安装在上层结构上的滑块在安装在底盘上的导轨上滑动，实现对上层结构的导向以及定位，使得上层结构的运动更平稳，并且，分担上层结构对云台驱动组件施加的重力，保证了上层结构的移动效果。

在上述任一技术方案中，优选地，滑块与上层结构通过第一安装板与第二安装板相连接，用于增加滑块与上层结构之间的连接面积。

在该技术方案中，通过在滑块上设置截面积大于滑块截面积的第一安装板，在上层结构设置与第一安装板相适配的第二安装板，从而扩大了滑块与上层结构之间的接触面积，增加了滑块与上层结构之间的连接强度，避免了上层结构在运动时，滑块与上层结构之间崩开，提升了上层结构运动时的可靠性与安全性。

在上述任一技术方案中，优选地，云台导向组件包括以下至少一种：滚珠导轨、滚轮导轨和磁浮导轨。

在该技术方案中，云台导向组件可以采用滚珠导轨、滚轮导轨或磁浮导轨。

根据本发明第二方面实施例，本发明提供了一种运动底盘，包括：履带；以及如上述技术方案中任一项所述的底盘组件；其中，履带设置在底盘上。

本发明提出的运动底盘，因包括如上述技术方案中任一项所述的底盘组件，因此，具备如上述技术方案中任一项所述的底盘组件的全部有益效果，在此不再一一陈述。

根据本发明第三方面实施例，本发明提供了一种码放设备，包括：码放组件，用于码放货物；如上述技术方案中任一项所述的底盘组件；或如上述技术方案中任一项所述的运动底盘；其中，码放组件设置在底盘组件或运动底盘上。

本发明提出的码放设备，因包括如上述技术方案中任一项所述的底盘组件，或如上述技术方案中任一项所述的运动底盘，因此，具备如上述技术方案中任一项所述的底盘组件，或如上述技术方案中任一项所述的运动底盘的全部有益效果，在此不再一一陈述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出相关技术中履带式底盘的一种横向移动的过程示意图；

图2示出相关技术中履带式底盘的另一种横向移动的过程示意图；

图3示出本发明一个实施例提供的底盘组件的结构示意图；

图4示出如图3所示的底盘组件的爆炸图；

图5示出本发明一个实施例提供的运动底盘的结构示意图；

图6示出本发明一个实施例提供的码放设备的结构示意图。

其中，图1与图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1’履带式底盘；

其中，图3至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1码放设备，10运动底盘，100底盘组件，102底盘，104上层结构，106电机，108传动组件，1082丝杆，1084丝杆螺母，110变速器，112云台导向组件，1122导轨，1124滑块，114第一安装板，116第二安装板，120履带，20码放组件。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图3至图6描述根据本发明一些实施例提供的底盘组件100、运动底盘10与码放设备1。

如图3与图4所示，根据本发明的第一方面实施例，本发明提供了一种底盘组件100，包括：底盘102；上层结构104，设置在底盘102上；云台机构，设置在底盘102上，与上层结构104相连接，用于驱动上层结构104相对于底盘102移动。

本发明提供的底盘组件100，通过在云台机构驱动上层结构104运动，实现上层结构104相对于底盘102的横向移动，补足了运动底盘10上底盘组件100横向运动不便的短板，提升了底盘组件100的灵活性，并且，使得底盘组件100能够更精确的定位，提升了底盘组件100的控制精度，实现了在底盘102保持不动地情况下快速完成上层结构104的横向移动，同时，还可以避免不必要的机械磨损，提升运动底盘10的使用寿命。其中，上层结构104的移动方向可以根据工作环境的实际情况设置为与履带式运动底盘10中履带120的运动方向之间成大于0度，且小于180度中任一角度的夹角。

本发明提供的底盘组件100，正对相关技术中的履带式运动底盘10进行改进，基于履带120转弯过程复杂，横向移动不便的缺陷，进行了优化，在底盘102上设置云台机构，驱动上层结构104横向移动，进而实现了无需使用履带120转弯即可完成横向移动，特别是在较狭窄的工作环境下，通过云台机构实现了上层结构104的小范围横向移动，实现了对底盘组件100运动的精确控制。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3与图4所示，云台机构包括：云台驱动组件，设置在底盘102上，并与上层结构104相连接；云台导向组件112，设置在底盘102上，并与上层结构104相连接。

在该实施例中，通过云台驱动组件驱动上层机构运动，并由云台导向组件112对上层结构104导向与定位，从而保证上层结构104在运动时的平稳性。

当然，在具体实施例中，云台驱动组件，也可以设置在上层结构104上，并与底盘102相连接；云台导向组件112，也可以设置在上层结构104上，并与底盘102相连接。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3与图4所示，云台驱动组件包括：电机106，设置在底盘102上；传动组件108，传动组件108的一端与电机106相连接，另一端与上层结构104相连接，用于带动上层结构104移动。

在该实施例中，通过安装在底盘102上的电机106驱动传动组件108运动，从而带动上层结构104运动，实现上层结构104的横向移动，并且，通过控制对电机106的控制实现对上层结构104位移距离的控制，进而实现了对上层结构104位移距离的精确控制。其中，优选地，电机为旋转电机。

在本发明的一个实施例中，优选地，电机106为伺服电机。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3与图4所示，传动组件108包括：丝杆1082，与电机106的输出轴相连接；丝杆螺母1084，与丝杆1082相适配，并与上层结构104相连接；其中，电机106驱动丝杆1082双向旋转。

在该实施例中，通过丝杆1082与丝杆螺母1084将电机106输出的旋转运动转化为直线运动，以驱动上层结构104横向直线移动，并且，电机106能够驱动丝杆1082双向旋转，实现上层结构104的双向移动。

在本发明的另一个实施例中，优选地，传动组件108包括：齿轮，与电机106的输出轴相连接；齿条，与齿轮相啮合，并与上层结构104相连接；其中，电机106驱动齿轮双向旋转。

在该实施例中，通过齿轮与齿条将电机106输出的旋转运动转化为直线运动，以驱动上层结构104横向直线移动，并且，电机106能够驱动齿轮双向旋转，实现上层结构104的双向移动。

在本发明的另一个实施例中，优选地，传动组件108包括：带轮，与电机106的输出轴相连接；同步带，与带轮相适配，与上层结构104相连接；其中，电机106驱动带轮双向旋转。

在该实施例中，通过带轮与同步带将电机106输出的旋转运动转化为直线运动，以驱动上层结构104横向直线移动，并且，电机106能够驱动带轮双向旋转，实现上层结构104的双向移动。其中，带轮的数量至少为两个，以带动同步带运动。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3与图4所示，云台驱动组件还包括：变速器110，变速器的一端与电机106相连接，另一端与传动组件108相连接，变速器110安装在底盘102上。

在该实施例中，通过在电机106与传动组件108之间添加变速器110，实现对电机106输出速度的调节，根据电机106以及工作环境所需控制精度，采用加速器提升上层结构104的运行速度，或采用减速器降低上层结构104的运行速度，进而扩大了电机106的选择范围，降低了生产成本。

在本发明的一个实施例中，优选地，云台驱动组件为直线电机。

在该实施例中，通过在底盘102上安装直线电机，直接驱动上层结构104进行直线运动，并且，其结构简单，装配难度低。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3与图4所示，云台导向组件112包括：导轨1122，设置在底盘102上，位于底盘102的两端；滑块1124，与导轨1122相适配，设置在上层结构104上。

在该实施例中，通过安装在上层结构104上的滑块1124在安装在底盘102上的导轨1122上滑动，实现对上层结构104的导向以及定位，使得上层结构104的运动更平稳，并且，分担上层结构104对云台驱动组件施加的重力，保证了上层结构104的移动效果，同时，使用导轨1122副还可以减少上层结构104横移时的摩擦力，降低动力需求。

在具体实施例中，导轨1122与滑块1124可以根据负载的大小来选用不同的型号，且导轨1122通过螺栓安装在底盘102上，根据不同的负载情况，通过力学分析后可以确定导轨1122、滑块1124的使用数量。其中，优选地，在一个导轨1122上设置至少两个滑块1124，以保证上层结构104的平稳滑动。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3与图4所示，滑块1124与上层结构104通过第一安装板114与第二安装板116相连接，用于增加滑块1124与上层结构104之间的连接面积。

在该实施例中，上层结构104通常设置有框架式的基座，再在机座上安装机器人或其他设备，因此，滑块1124需要与基座的框架通过螺栓相连接，这样就存在滑块1124与基座的接触面积较小的问题，且同一滑块1124上的螺栓距离较近，影响滑块1124与基座的连接强度，因此，在滑块1124与基座之间添加第一安装板114与第二安装板116增加滑块1124与基座之间的连接强度，以避免上层结构104在运动时，滑块1124与上层结构104之间崩开，提升了上层结构104运动时的可靠性与安全性。其中，优选地，第一安装板114与上层结构104之间通过焊接连接，或为一体式结构。

在本发明的一个实施例中，优选地，云台导向组件112包括以下至少一种：滚珠导轨、滚轮导轨和磁浮导轨。

在该实施例中，云台导向组件112可以采用滚珠导轨、滚轮导轨或磁浮导轨。

在具体实施例中，云台导向组件112起到导向的作用，并不限制于滚珠导轨、滚轮导轨或磁浮导轨，也可以是其他形式的导向结构。

在具体实施例中，上层结构104可以是机械手臂，运载平台，或其他种类的机器人与设备。

如图5所示，根据本发明第二方面实施例，本发明提供了一种运动底盘10，包括：履带120；以及如上述任一实施例提供的底盘组件100；其中，履带120设置在底盘102上。

本发明提供的运动底盘10，因包括如上述任一实施例提供的底盘组件100，因此，具备如上述任一实施例提供的底盘组件100的全部有益效果，在此不再一一陈述。

其中，履带120的运动方向与上层结构104的运动方向之间的夹角大于0度，且小于180度。

在具体实施例中，本发明提供的运动底盘10可以是AGV式自动运行运动底盘10，这样通过横向移动上层结构104的定位操作，降低了控制算法的难度、提升了响应速度与定位精度，或者是人工遥控型运动底盘10，降低了人工的操作难度，提升了运动底盘10的运行效率。

如图6所示，根据本发明第三方面实施例，本发明提供了一种码放设备1，包括：码放组件20，用于码放货物；如上述任一实施例提供的底盘组件100；或如上述任一实施例提供的运动底盘10；其中，码放组件设置在底盘组件或运动底盘10上。

本发明提出的码放设备1，因包括如上述任一实施例提供的底盘组件100，或如上述任一实施例提供的运动底盘10，因此，具备如上述任一实施例提供的底盘组件100，或如上述任一实施例提供的运动底盘10的全部有益效果，在此不再一一陈述。

综上所述，本发明提供的底盘组件100、运动底盘10与码放设备1，通过在云台机构驱动上层结构104运动，实现上层结构104相对于底盘102的横向移动，补足了运动底盘10上底盘组件100横向运动不便的短板，提升了底盘组件100的灵活性，并且，使得底盘组件100能够更精确的定位，提升了底盘组件100的控制精度，实现了在底盘102保持不动地情况下快速完成上层结构104的横向移动，同时，还可以避免不必要的机械磨损，提升运动底盘10的使用寿命。其中，上层结构104的移动方向可以根据工作环境的实际情况设置为与履带式运动底盘10中履带120的运动方向之间成大于0度，且小于180度的夹角。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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 (13)

1.一种底盘组件，其特征在于，包括：

底盘；

上层结构，设置在所述底盘上；

云台机构，设置在所述底盘上，与所述上层结构相连接，用于驱动所述上层结构相对于所述底盘移动。

2.根据权利要求1所述的底盘组件，其特征在于，

所述云台机构包括：

云台驱动组件，设置在所述底盘上，并与所述上层结构相连接；

云台导向组件，设置在所述底盘上，并与所述上层结构相连接。

3.根据权利要求2所述的底盘组件，其特征在于，

所述云台驱动组件包括：

电机，设置在所述底盘上；

传动组件，所述传动组件的一端与所述电机相连接，另一端与所述上层结构相连接，用于带动所述上层结构移动。

4.根据权利要求3所述的底盘组件，其特征在于，

所述传动组件包括：

丝杆，与所述电机的输出轴相连接；

丝杆螺母，与所述丝杆相适配，并与所述上层结构相连接；

其中，所述电机驱动所述丝杆双向旋转。

5.根据权利要求3所述的底盘组件，其特征在于，

所述传动组件包括：

齿轮，与所述电机的输出轴相连接；

齿条，与所述齿轮相啮合，并与所述上层结构相连接；

其中，所述电机驱动所述齿轮双向旋转。

6.根据权利要求3所述的底盘组件，其特征在于，

所述传动组件包括：

带轮，与所述电机的输出轴相连接；

同步带，与所述带轮相适配，与所述上层结构相连接；

其中，所述电机驱动所述带轮双向旋转。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的底盘组件，其特征在于，

所述云台驱动组件还包括：

变速器，所变速器的一端与所述电机相连接，另一端与所述传动组件相连接，所述变速器安装在所述底盘上。

8.根据权利要求2至6中任一项所述的底盘组件，其特征在于，

所述云台驱动组件包括：旋转电机或直线电机。

9.根据权利要求2至6中任一项所述的底盘组件，其特征在于，

所述云台导向组件包括：

导轨，设置在所述底盘上，位于所述底盘的两端；

滑块，与所述导轨相适配，设置在所述上层结构上。

10.根据权利要求9所述的底盘组件，其特征在于，

所述滑块与所述上层结构通过第一安装板与第二安装板相连接，用于增加所述滑块与所述上层结构之间的连接面积。

11.根据权利要求2至6中任一项所述的底盘组件，其特征在于，

所述云台导向组件包括以下至少一种：滚珠导轨、滚轮导轨和磁浮导轨。

12.一种运动底盘，其特征在于，包括：

履带；以及

如权利要求1至11中任一项所述的底盘组件；

其中，所述履带设置在所述底盘上。

13.一种码放设备，其特征在于，包括：

码放组件，用于码放货物；

如权利要求1至11中任一项所述的底盘组件；或

如权利要求12所述的运动底盘；

其中，所述码放组件设置在所述底盘组件或所述运动底盘上。