CN108340354A - 机器人底盘结构以及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机器人底盘结构以及机器人，该机器人底盘结构包括底部结构以及设于底部结构上的躯干结构，底部结构的底面设置有两个轮毂电机和两个导向轮，且两个轮毂电机同轴间隔设置，两个导向轮间隔设于两个轮毂电机连线的中垂线上，躯干结构包括立柱、横杆以及安装杆，立柱的数量有四根，四根立柱竖向设置于底部结构上形成矩形，相邻立柱之间连接有水平设置的若干横杆，横杆与立柱可拆卸连接，安装柱与横杆或立杆可拆卸连接，安装柱用于安装机器人的配件。本发明的技术方案能够改变机器人底盘结构造型，达到自由设计机器人底盘结构造型的目的，使机器人底盘结构的外形能够自定义且可扩展。

Description

机器人底盘结构以及机器人

技术领域

本发明涉及智能移动机器人技术领域，尤其涉及一种机器人底盘结构以及机器人。

背景技术

随着科学技术的不断发展，人们对机器人的工作能力提出了更高的要求，不仅要求机器人的外形美观、操作简单，还要求具有一定的稳定性、灵活性和开放性。其中，机器人底盘是可移动智能机器人的重要组成部分，用于控制机器人前进、后退、转向等功能的单元结构。现有的机器人底盘大多将零件封装在固定的箱体里，价格昂贵且造型单一，一方面功能固定，难以增加扩展功能，另一方面，外形统一，无法满足多样的外观需求。

鉴于上述的缺陷，有必要提供一种新的机器人底盘结构。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种机器人底盘结构，旨在解决现有机器人底盘结构造型单一的问题。

为实现上述目的，本发明提出的机器人底盘结构包括底部结构以及设于所述底部结构上的躯干结构，所述底部结构的底面设置有两个轮毂电机和两个导向轮，且两个所述轮毂电机同轴间隔设置，两个所述导向轮间隔设于两个所述轮毂电机连线的中垂线上，所述躯干结构包括立柱、横杆以及安装杆，所述立柱的数量有四根，四根所述立柱竖向设置于所述底部结构上形成矩形，相邻所述立柱之间连接有水平设置的若干横杆，所述横杆与所述立柱可拆卸连接，所述安装柱与所述横杆或所述立杆可拆卸连接，所述安装柱用于安装机器人的配件。

优选地，所述安装柱包括第一安装柱、第二安装柱以及第三安装柱，所述第一安装柱设于所述横杆上且背离所述横杆向外延伸，所述第一安装柱用于安装机械臂，所述第二安装柱设于所述立柱上且背离所述立柱向外延伸，所述第二安装柱用于安装屏幕，所述第三安装柱设于所述立柱背离所述底部结构的一端，所述第三安装柱连接相对设置的两根横杆，所述第三安装柱用于固定机器人的头部结构。

优选地，所述底部结构包括框架以及设于所述框架内的底板，所述底板上设有对称设置的凹槽，所述轮毂电机设置于所述凹槽处。

优选地，所述导向轮包括与所述框架连接的减震结构以及与所述减震结构连接的万向轮，所述减震结构包括对锁螺丝以及套设在所述对锁螺丝上的弹簧，所述框架上设有安装孔，所述对锁螺丝的一端卡在所述框架上且另一端穿过所述安装孔后连接在所述万向轮上，所述弹簧的一端与所述框架抵接且另一端与所述万向轮抵接。

优选地，所述框架的一侧设有超声波组件，所述超声波组件包括第一金属片以及设于所述第一金属片与所述框架之间的第二金属片，所述第一金属片包括第一连接板以及设于所述第一连接板的两侧的第一侧板，所述第二金属片包括第二连接板以及设于所述第二连接板的两侧的第二侧板，所述第一侧板上设有凸块，所述第二侧板上设有与所述凸块匹配的滑槽，所述凸块插入所述滑槽以连接所述第一金属片与所述第二金属片。

优选地，所述第二连接板上设有用于发出超声波的超声波模块，所述第一连接板对应所述超声波模块的位置设有通孔。

优选地，所述第二金属片朝向所述第一金属片的一侧设有弹性件。

优选地，所述底部结构还包括设于所述框架上的支撑结构，所述支撑结构包括四根支柱、连接四根所述支柱的第一支撑板以及连接四根所述支柱的第二支撑板，所述第二支撑板位于所述第一支撑板的上方，所述第一支撑板上设有激光雷达装置，所述第二支撑板上设有用于放入所述激光雷达装置的开口。

优选地，所述框架上还设有自动充电装置，所述自动充电装置通过镶嵌在外部的金属来进行充电。

另外，本发明还提供一种机器人，所述机器人设有如上文任一项所述的机器人底盘结构。

本发明技术方案中，横杆与立柱可拆卸连接，可以通过改变立柱的长短或位置来改变躯干结构的造型，还可以通过调整横杆的数量、长短及位置来改变躯干结构的造型，方便用户自由设计造型；安装柱与横杆或立杆可拆卸连接，安装柱用于安装机器人的配件，用户可以根据需要设计安装杆的数量、长短以及位置，来满足机器人的外壳及其配件的安装与调试，使机器人的造型可以多样化。此外，在安装的过程中用户还可以随意增减安装柱和横杆，从而改变结构造型，达到自由设计机器人底盘结构造型的目的，使机器人底盘结构的外形能够自定义且可扩展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例的机器人底盘结构的结构示意图；

图2为图1的A部放大图；

图3为图1的B部放大图；

图4为本发明实施例的导向轮的结构示意图；

图5为本发明实施例的超声波组件的分解结构示意图；

图6为本发明实施例的第一支撑板和第二支撑板的结构示意图；

图7为本发明实施例的自动充电装置和充电设备的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种机器人底盘结构，旨在解决现有机器人底盘结构造型单一的问题。

请参照图1至图3，本发明的一种实施例中，机器人底盘结构1包括底部结构3以及设于底部结构3上的躯干结构2，底部结构3的底面设置有两个轮毂电机31和两个导向轮32，且两个轮毂电机31同轴间隔设置，两个导向轮32间隔设于两个轮毂电机31连线的中垂线上，躯干结构2包括立柱21、横杆22以及安装柱，立柱21的数量有四根，四根立柱21竖向设置于底部结构3上形成矩形，相邻立柱21之间连接有水平设置的若干横杆22，横杆22与立柱21可拆卸连接，安装柱与横杆22或立柱21可拆卸连接，安装柱用于安装机器人的配件。

其中，立柱21、横杆22以及安装柱均可以为工业铝材，工业铝材的价格较低，因此，机器人底盘结构1的价格也较为低廉。工业铝材带有安装槽，安装槽可以用于安装固定螺钉，因此工业铝材之间可以通过角码连接，连接简单，拆卸方便，便于用户使用。

本发明技术方案中，横杆22与立柱21可拆卸连接，可以通过改变立柱21的长短或位置来改变躯干结构2的造型，还可以通过调整横杆22的数量、长短及位置来改变躯干结构2的造型，方便用户自由设计造型；安装柱与横杆22或立柱21可拆卸连接，安装柱用于安装机器人的配件，用户可以根据需要设计安装杆的数量、长短以及位置，来满足机器人的外壳及其配件的安装与调试，使机器人的造型可以多样化。此外，在安装的过程中用户还可以随意增减安装柱和横杆22，从而改变结构造型，达到自由设计机器人底盘结构1造型的目的，使机器人底盘结构1的外形能够自定义且可扩展。

进一步地，请参照图2，安装柱包括第一安装柱23、第二安装柱24以及第三安装柱25，第一安装柱23设于横杆22上且背离横杆22向外延伸，第一安装柱23用于安装机械臂，第二安装柱24设于立柱21上且背离立柱21向外延伸，第二安装柱24用于安装屏幕，第三安装柱25设于立柱21背离底部结构3的一端，第三安装柱25连接相对设置的两根横杆22，第三安装柱25用于固定机器人的头部结构。用户可以根据自身的需求来选择在躯干结构2上设置第一安装柱23、第二安装柱24、第三安装柱25或者其组合，还可以在躯干结构2上再增设用于安装机器人的其他配件的第四安装柱或第五安装柱，从而使机器人实现造型多样性。

另外，请参照图3，在优选的实施例中，底部结构3包括框架33以及设于框架33内的底板34，底板34上设有对称设置的凹槽341，轮毂电机31设置于凹槽341处，轮毂电机31接收上位机命令后，驱动机器人行走，使机器人具有行走条件。其中，框架33优选为通过工业铝材搭建而成，底部结构3与躯干结构2优选通过工业铝材连接，便于安装与拆卸。底板34可以用来遮挡住导向轮32以及其他的结构，起到美观的作用，底板34上还可以放置其他物件，方便用户使用。底板34优选为亚克力板，亚克力板价格低廉且容易成型。

进一步地，请参照图4，导向轮32包括与框架33连接的减震结构以及与减震结构连接的万向轮323，减震结构包括对锁螺丝321以及套设在对锁螺丝321上的弹簧322，框架33上设有安装孔，对锁螺丝321的一端卡在框架33上且另一端穿过安装孔后连接在万向轮323上，弹簧322的一端与框架33抵接且另一端与万向轮323抵接。当机器人行走过程中遇到障碍物时，万向轮323被托起，对锁螺丝321向上移动，万向轮323压在弹簧322上，弹簧322被压缩，从而吸收了障碍物造成的颠簸和震动，保证了机器人底盘结构1的平稳运行。其中，对锁螺丝321有四组，分别连接在万向轮323的四个角上，确保连接稳固且保证机器人底盘结构1的平稳运行。

另外，请参照图1和图5，框架33的一侧可以设有超声波组件35，超声波组件35包括第一金属片以及设于第一金属片与框架33之间的第二金属片，第一金属片包括第一连接板351以及设于第一连接板351的两侧的第一侧板352，第二金属片包括第二连接板353以及设于第二连接板353的两侧的第二侧板354，第一侧板352上设有凸块3521，第二侧板354上设有与凸块3521匹配的滑槽3541，凸块3521插入滑槽3541以连接第一金属片与第二金属片。通过设置超声波组件35可以检测障碍物的位置，满足机器人的自主避障的需求。第一金属片和第二金属片通过凸块3521与滑槽3541进行拼接，连接简单，拆卸方便，便于对超声波模块3531进行安装与检修。

其中，请参照图5，第二连接板353上设有用于发出超声波的超声波模块3531，超声波模块3531优选为圆形且镶嵌在第一连接板351上，第一连接板351对应超声波模块3531的位置设有通孔3511，通孔3511优选为椭圆形，以使一个通孔3511可以露出两个或以上超声波模块3531。第一金属片可以对超声波模块3531进行保护，避免在机器人行走的过程中造成超声波模块3531的损坏，而在第一连接板351上设置用于露出超声波模块3531的通孔3511能够确保超声波组件35能够准确发出超声波。

进一步地，请参照图5，在优选的实施例中，第二金属片朝向第一金属片的一侧设有弹性件3532，构成防碰撞结构，在机器人遇到障碍时，通过弹性件3532的缓冲，能够避免因为碰撞造成损伤。其中，超声波模块3531的数量可以有多个，相邻两个超声波模块3531之间均可以设有弹性件3532，弹性件3532可以是小弹簧或橡胶件。

另外，请参照图1、图3和图6，底部结构3还包括设于框架33上的支撑结构36，支撑结构36包括四根支柱361、连接四根支柱361的第一支撑板362以及连接四根支柱361的第二支撑板363，第二支撑板363位于第一支撑板362的上方，第一支撑板362上可以设有激光雷达装置，第二支撑板363上设有用于放入激光雷达装置的开口364。其中，支柱361优选为金属六角形支柱，第一支撑板362和第二支撑板363之间形成了一个空间用于放置激光雷达装置，激光雷达装置能够对地图进行实时扫描，使机器人具备自动导航条件。通过第二支撑板363上的开口364，可以将激光雷达装置放在第一支撑板362上，第一支撑板362和第二支撑板363优选为亚克力板，还可以用来放置其他物体。

进一步地，请参照图1和图7，框架33上还可以设有自动充电装置37，自动充电装置37通过镶嵌在外部的金属来进行充电，在本实施例中，可以通过激光雷达扫描定位充电设备4的位置，然后自动导航到充电设备4处，通过镶嵌在外部的金属与充电设备4的配合对机器人底盘结构1进行自动充电。

需要说明的是，上述超声波组件35、激光雷达装置以及自动充电装置37可以根据用户的需求自由搭配。

另外，本发明还提供一种机器人，机器人上设有如上文所述的机器人底盘结构1，由于该机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机器人底盘结构，其特征在于，所述机器人底盘结构包括底部结构以及设于所述底部结构上的躯干结构，所述底部结构的底面设置有两个轮毂电机和两个导向轮，且两个所述轮毂电机同轴间隔设置，两个所述导向轮间隔设于两个所述轮毂电机连线的中垂线上，所述躯干结构包括立柱、横杆以及安装杆，所述立柱的数量有四根，四根所述立柱竖向设置于所述底部结构上形成矩形，相邻所述立柱之间连接有水平设置的若干横杆，所述横杆与所述立柱可拆卸连接，所述安装柱与所述横杆或所述立杆可拆卸连接，所述安装柱用于安装机器人的配件。

2.根据权利要求1所述的机器人底盘结构，其特征在于，所述安装柱包括第一安装柱、第二安装柱以及第三安装柱，所述第一安装柱设于所述横杆上且背离所述横杆向外延伸，所述第一安装柱用于安装机械臂，所述第二安装柱设于所述立柱上且背离所述立柱向外延伸，所述第二安装柱用于安装屏幕，所述第三安装柱设于所述立柱背离所述底部结构的一端，所述第三安装柱连接相对设置的两根横杆，所述第三安装柱用于固定机器人的头部结构。

3.根据权利要求1所述的机器人底盘结构，其特征在于，所述底部结构包括框架以及设于所述框架内的底板，所述底板上设有对称设置的凹槽，所述轮毂电机设置于所述凹槽处。

4.根据权利要求3所述的机器人底盘结构，其特征在于，所述导向轮包括与所述框架连接的减震结构以及与所述减震结构连接的万向轮，所述减震结构包括对锁螺丝以及套设在所述对锁螺丝上的弹簧，所述框架上设有安装孔，所述对锁螺丝的一端卡在所述框架上且另一端穿过所述安装孔后连接在所述万向轮上，所述弹簧的一端与所述框架抵接且另一端与所述万向轮抵接。

5.根据权利要求3所述的机器人底盘结构，其特征在于，所述框架的一侧设有超声波组件，所述超声波组件包括第一金属片以及设于所述第一金属片与所述框架之间的第二金属片，所述第一金属片包括第一连接板以及设于所述第一连接板的两侧的第一侧板，所述第二金属片包括第二连接板以及设于所述第二连接板的两侧的第二侧板，所述第一侧板上设有凸块，所述第二侧板上设有与所述凸块匹配的滑槽，所述凸块插入所述滑槽以连接所述第一金属片与所述第二金属片。

6.根据权利要求5所述的机器人底盘结构，其特征在于，所述第二连接板上设有用于发出超声波的超声波模块，所述第一连接板对应所述超声波模块的位置设有通孔。

7.根据权利要求5所述的机器人底盘结构，其特征在于，所述第二金属片朝向所述第一金属片的一侧设有弹性件。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的机器人底盘结构，其特征在于，所述底部结构还包括设于所述框架上的支撑结构，所述支撑结构包括四根支柱、连接四根所述支柱的第一支撑板以及连接四根所述支柱的第二支撑板，所述第二支撑板位于所述第一支撑板的上方，所述第一支撑板上设有激光雷达装置，所述第二支撑板上设有用于放入所述激光雷达装置的开口。

9.根据权利要求3-7中任一项所述的机器人底盘结构，其特征在于，所述框架上还设有自动充电装置，所述自动充电装置通过镶嵌在外部的金属来进行充电。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人设有如权利要求1-9中任一项所述的机器人底盘结构。