CN108381505B - 一种机器人底盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人底盘，涉及移动机器人领域，包括固定底板的第一部分、悬挂底板、连接板、驱动轮、第一从动轮和第二从动轮，其中：固定底板的第一部分与悬挂底板旋转铰接，连接板位于固定底板和悬挂底板的上方，连接板的两端分别与固定底板的第一部分、悬挂底板连接，第一从动轮设置于固定底板的第一部分的下方，第二从动轮设置于悬挂底板的下方，位于固定底板下方的驱动轮设置为两个，分别设置于连接板中部下方的两侧。本发明提供的机器人底盘，通过合理的底部结构设计和脚轮布置，提高了驱动轮着地性能，克服了驱动轮打滑和底盘在加减速的“点头”现象。

Description

一种机器人底盘
技术领域
本发明涉及移动机器人领域，尤其涉及一种机器人底盘。
背景技术
机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，是一种可编程和多功能的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。在移动机器人领域，其底盘的性能也决定了其应用范围的广度，底盘性能的一个重要指标即为驱动轮着地性能，特别对于双轮差速类底盘，由于机器人的前进、后退、转弯及原地旋转等动作都要靠两个驱动轮配合运行才能实现，若一个驱动轮离地，将失去动力。故对于双轮差速类底盘，如何提高驱动轮着地性能，以及增加其着地正压力，使得驱动轮不易打滑，是一个非常重要的技术难点。
目前现有的机器人底盘存在额外负载的重量无法传递给驱动轮，加大机器人负载会有驱动轮打滑现象；机器人底盘在加速时，由于惯性作用，底盘会有向后倾覆的趋势，表现形式为底盘前部抬高，后部降低；机器人底盘在减速时，由于惯性作用，底盘会有向前倾覆的趋势，表现形式为底盘前部降低，后部抬高；也就是本领域人所说的“点头”现象，影响整体运行。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种机器人底盘，通过合理的底部结构设计和脚轮布置，该底盘在不同负载下，驱动轮对地正压力随着负载的变化而变化，避免了驱动轮打滑现象的出现，同时其底盘在加减速时，较好地克服了“点头”的缺点。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是机器人在行进过程中出现的驱动轮打滑和底盘在加减速的“点头”问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种机器人底盘，在本发明的较佳实施方式中，包括固定底板的第一部分、悬挂底板、连接板、驱动轮、第一从动轮和第二从动轮，其中：固定底板的第一部分与悬挂底板旋转铰接，连接板位于固定底板和悬挂底板的上方，连接板的两端分别与固定底板的第一部分、悬挂底板连接，第一从动轮设置于固定底板的第一部分的下方，第二从动轮设置于悬挂底板的下方，位于固定底板下方的驱动轮设置为两个，分别设置于连接板中部下方的两侧；所述连接板与所述固定底板的第一部分的连接部分位于所述驱动轮和所述第一从动轮之间，所述连接板与所述悬挂底板的连接部分位于所述驱动轮和所述第二从动轮之间。
在本发明的另一较佳实施方式中，所述固定底板还包括第二部分；所述第二部分包括垂直段和水平段，其中：垂直段和水平段位于所述固定底板的第一部分和所述连接板之间，垂直段垂直于所述固定底板的第一部分，垂直段的一端与所述固定底板的第一部分固定连接，垂直段的另一端与水平段的一端固定连接，水平段的另一端穿过所述连接板和所述悬挂底板之间的水平空间向所述悬挂底板方向延伸；所述水平段与所述悬挂底板之间设置有弹簧或阻尼件。
进一步地，所述固定底板的第一部分和第二部分是一体的。
进一步地，所述连接板与所述固定底板的第一部分是旋转连接；所述连接板与所述悬挂底板是通过滑动转动一体副连接，用于实现所述连接板和所述悬挂底板之间的相对滑动和转动。
进一步地，所述滑动转动一体副包括滑槽和滑动转轴，其中滑槽设置于所述悬挂底板上，滑动转轴设置于所述连接板上。
在其他较佳实例中，所述滑动转动一体副包括滑槽和滑动转轴，其中滑槽设置于所述连接板上，滑动转轴设置于所述悬挂底板上。
进一步地，所述驱动轮的内部设置有电机，或所述驱动轮通过外部连接件与电机相连。
进一步地，所述第一从动轮和所述第二从动轮设置为万向轮。
进一步地，所述第一从动轮至少为1个。
进一步地，所述第二从动轮的数量至少为1个。
本发明提供的一种机器人底盘，通过合理的底部结构设计和脚轮布置，该底盘在不同负载下，驱动轮对地正压力随着负载的变化而变化，避免了负载过重时驱动轮打滑现象的出现，同时其底盘在加减速时，较好地克服了“点头”的缺点。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的一种机器人底盘的三维结构图；
图2是本发明的一个较佳实施例的一种机器人底盘的侧视结构图；
图3是本发明的一个较佳实施例的一种机器人底盘的悬挂原理图；
图4是本发明的另一个较佳实施例的一种机器人底盘的三维结构图；
图5是本发明的另一个较佳实施例的一种机器人底盘的侧视结构图；
图6是本发明的另一个较佳实施例的一种机器人底盘的悬挂原理图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1和图2所示，一个较佳实施例的一种机器人底盘，包括固定底板1的第一部分、悬挂底板2、连接板3、驱动轮4、第一从动轮51和第二从动轮52，其中：固定底板1的第一部分与悬挂底板2旋转铰接，连接板3位于固定底板1和悬挂底板2的上方，连接板3的两端分别与固定底板1的第一部分、悬挂底板2连接，第一从动轮51设置于固定底板1的第一部分的下方，第二从动轮52设置于悬挂底板2的下方，位于固定底板1下方的驱动轮4设置为两个，分别设置于连接板3中部下方的两侧；所述连接板3与所述固定底板1的第一部分的连接部分位于所述驱动轮4和所述第一从动轮51之间，所述连接板3与所述悬挂底板2的连接部分位于所述驱动轮4和所述第二从动轮52之间。
如图4和图5所示，提供了另一个较佳实施例的一种机器人底盘，在上述较佳实施例的基础上，所述固定底板1还包括第二部分；所述第二部分包括垂直段和水平段，其中：垂直段和水平段位于所述固定底板1的第一部分和所述连接板3之间，垂直段垂直于所述固定底板1的第一部分，垂直段的一端与所述固定底板1的第一部分固定连接，垂直段的另一端与水平段的一端固定连接，水平段的另一端穿过所述连接板3和所述悬挂底板2之间的水平空间向所述悬挂底板2方向延伸；所述水平段与所述悬挂底板2之间设置有弹簧6或阻尼件6，弹簧6可以为压缩弹簧，阻尼件6可以为其他具有形变能力的阻尼材料；所述固定底板1的第一部分和第二部分是一体的。
在两个较佳实施例中，所述连接板3与所述固定底板1的第一部分是通过转动副72旋转连接；所述连接板3与所述悬挂底板2是通过滑动转动一体副73连接，用于实现所述连接板3和所述悬挂底板2之间的相对滑动和转动。
进一步地，在两个较佳实施例中，所述滑动转动一体副73包括滑槽731和滑动转轴732，其中滑槽731设置于所述悬挂底板2上，滑动转轴732设置于所述连接板3上。
在进一步地，在两个较佳实施例中，所述滑动转动一体副73还可以有其他设置方式，如：所述滑动转动一体副73包括滑槽731和滑动转轴732，其中滑槽731设置于所述连接板3上，滑动转轴732设置于所述悬挂底板2上。
进一步地，在两个较佳实施例中，所述驱动轮4的内部设置有电机，或所述驱动轮4通过外部连接件与电机相连。
进一步地，在两个较佳实施例中，所述第一从动轮和所述第二从动轮设置为万向轮，优选为万向脚轮。
进一步地，在两个较佳实施例中，所述第一从动轮至少为1个。
进一步地，在两个较佳实施例中，所述第二从动轮的数量至少为1个。
图3为一个较佳实施例的一种机器人底盘的悬挂原理图，图6为另一个较佳实施例的一种机器人底盘的悬挂原理图，如图3和图6所示，该机器人底盘在连接板3上增加负载8时，其负载重量会分配到从动轮5及驱动轮4上，其中从动轮5包括第一从动轮51和第二从动轮52，其分配比例与转动副72位于第一从动轮51及驱动轮4之间的位置有关，还与滑动转动一体副73位于从动轮52及驱动轮4之间的位置有关；且驱动轮4上分配的重量与负载8的重量成正比，即负载8的重量越重，分配到驱动轮4上的重量就越多，从而解决了加大机器人负载会导致驱动轮4打滑的问题。当遇到凹凸地面时，悬挂底板2可沿转动副71摆动，同时带动连接板3沿转动副72转动，使得在驱动轮不脱离地面的前提下，从第二动轮52可根据障碍物9的形状上下跳动。区别于图3所示的一个较佳实施例的一种机器人底盘是：如图6所示的另一个较佳实施例中，固定底板1的第二部分与悬挂底板2之间设置有弹簧6或是阻尼件6，用于缓冲第二从动轮52的上下跳动，使得机器人底盘在加速或是减速运行的时候，不产生前后“点头”现象。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种机器人底盘，其特征在于，包括固定底板的第一部分、悬挂底板、连接板、驱动轮、第一从动轮和第二从动轮，其中：固定底板的第一部分与悬挂底板旋转铰接，连接板位于固定底板和悬挂底板的上方，连接板的两端分别与固定底板的第一部分、悬挂底板连接，第一从动轮设置于固定底板的第一部分的下方，第二从动轮设置于悬挂底板的下方，位于固定底板下方的驱动轮设置为两个，分别设置于连接板中部下方的两侧；所述连接板与所述固定底板的第一部分的连接部分位于所述驱动轮和所述第一从动轮之间，所述连接板与所述悬挂底板的连接部分位于所述驱动轮和所述第二从动轮之间；
所述固定底板还包括第二部分；所述第二部分包括垂直段和水平段，其中：垂直段和水平段位于所述固定底板的第一部分和所述连接板之间，垂直段垂直于所述固定底板的第一部分，垂直段的一端与所述固定底板的第一部分固定连接，垂直段的另一端与水平段的一端固定连接，水平段的另一端穿过所述连接板和所述悬挂底板之间的水平空间向所述悬挂底板方向延伸；所述水平段与所述悬挂底板之间设置有阻尼件；
所述固定底板的第一部分和第二部分是一体的；
所述连接板与所述固定底板的第一部分是通过转动副旋转连接；所述连接板与所述悬挂底板是通过滑动转动一体副连接，用于实现所述连接板和所述悬挂底板之间的相对滑动和转动；
当遇到凹凸地面时，所述悬挂底板可沿相对固定底板的第一部分摆动，同时带动所述连接板沿所述转动副转动，使得在所述驱动轮不脱离地面的前提下，所述第二从动轮可根据障碍物的形状上下跳动。
2.如权利要求1所述的一种机器人底盘，其特征在于，所述滑动转动一体副包括滑槽和滑动转轴，其中：滑槽设置于所述悬挂底板上，滑动转轴设置于所述连接板上。
3.如权利要求1所述的一种机器人底盘，其特征在于，所述滑动转动一体副包括滑槽和滑动转轴，其中：滑槽设置于所述连接板上，滑动转轴设置于所述悬挂底板上。
4.如权利要求1所述的一种机器人底盘，其特征在于，所述驱动轮的内部设置有电机，或所述驱动轮通过外部连接件与电机相连。
5.如权利要求1所述的一种机器人底盘，其特征在于，所述第一从动轮和所述第二从动轮设置为万向轮。
6.如权利要求1所述的一种机器人底盘，其特征在于，所述第一从动轮至少为1个。
7.如权利要求1所述的一种机器人底盘，其特征在于，所述第二从动轮的数量至少为1个。
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