CN109108941A - 一种机器人底盘 - Google Patents

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王浩楠
邹旭书
骆杰豪
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Abstract

本发明公开一种机器人底盘，包括机架、全向轮、防撞结构、电机和摄像装置，机架上分布有多个全向轮，每个全向轮对应设有一个电机，各全向轮外侧设有防撞结构，防撞结构安装于机架上，机架上还设有摄像装置。本发明的机器人底盘结构简单、成本低廉，适用于各类型需要全场定位及视觉识别的机器人。

Description

一种机器人底盘
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种防撞机器人底盘。
背景技术
对于全自动机器人，其全自动性很大程度依靠于人工智能。视觉识别很好地保证了全自动机器人正常工作。然而由于工作情况复杂以及许多不可控因素的影响，视觉识别将会受到各种干扰，在复杂地形工作时，全自动机器人容易出现碰撞、震动等情况，造成全自动机器人损伤。此外，全自动机器人实现全自动经常需要进行机器定位，目前的全自动机器人底盘的定位系统尚不成熟，导致全自动机器人在进行工作时出现定位错误以及误识别的问题，很大程度限制了全自动机器人的推广。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机器人底盘，通过设置防撞结构，在发生碰撞时可缓冲撞击力，使机器人底盘更加耐用，适用于各种地形。
本发明的技术方案为：一种机器人底盘，包括机架、全向轮、防撞结构、电机和摄像装置，机架上分布有多个全向轮，每个全向轮对应设有一个电机，各全向轮外侧设有防撞结构，防撞结构安装于机架上，机架上还设有摄像装置。
所述电机共三个，全向轮共三个，相邻电机的输出轴呈120度夹角，每个主动轮均设有一个电机单独驱动，通过差速控制机器人底盘运动。
所述防撞结构包括导轮和连接件，导轮安装于连接件上，连接件固定于机架外侧。
所述导轮的轴线方向与全向轮的轴线方向相垂直。
所述全向轮上方设有保护罩，保护罩的两侧安装于连接件上，防止杂物卷入全向轮中造成全向轮受损。
所述全向轮的两侧分别设有一个防撞结构，通过设置防撞结构，保护机架及全向轮不会发生碰撞，确保机器人底盘正常工作。
所述摄像装置包括摄像头和补光灯，摄像头和补光灯分别安装于机架。通过摄像头实现视觉识别，补光灯通过调节亮度改善地面光照不足的情况，提供摄像头视觉识别的最佳环境。
机器人底盘还包括电池盒和电池，电池盒安装于机架上，电池设于电池盒内，电池与电机电性连接。
机器人底盘还包括定位装置，所述定位装置包括安装框、编码器、滑轮、导轨、滑块、上限位件、下限位件和张紧件，滑轮安装于安装框内，编码器设于安装框的一侧，导轨设于安装框的另一侧，编码器与滑轮的转轴连接，滑块固定于机架上且滑块与导轨滑动连接，上限位件位于导轨的上端，下限位件固定于滑块，张紧件一端与上限位块连接，另一端与滑块连接。滑轮跟地面保持紧密接触，机器人底盘移动带动定位装置的滑轮转动，滑轮转动带动编码器工作，记录滑轮的移动距离，实现全场定位；当遇到不平的地面时，滑轮通过导轨及滑块的上下运动来保持与地面的紧密接触，确保编码器记录准确，同时张紧件起避震作用。
所述张紧件为弹簧或橡胶带。
工作时，电机的输出端驱动全向轮转动，摄像装置开启，机器人底盘通过摄像头进行视觉识别，补光灯通过调节亮度改善地面光照不足的情况，滑轮跟地面保持紧密接触，机器人底盘移动带动定位装置的滑轮转动，滑轮转动带动编码器工作，记录滑轮的移动距离，实现全场定位；当遇到不平的地面时，滑轮通过导轨及滑块的上下运动来保持与地面的紧密接触，确保编码器记录准确，同时张紧件起避震作用；发生碰撞时，由于防撞结构较机架跟全向轮更靠外，防止机架跟主动轮受到碰撞，同时防撞结构的导轮沿着碰撞物滑动，缓冲撞击力，使机器人底盘更加耐用。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明的机器人底盘结构简单、成本低廉，适用于各类型需要全场定位及视觉识别的机器人。
本发明的机器人底盘通过摄像头实现视觉识别，补光灯通过调节亮度改善地面光照不足的情况，提供摄像头视觉识别的最佳环境，使得视觉识别更加准确。
本发明的机器人底盘通过设置定位装置，定位装置通过导轨及滑块实现上下直线运动，而张紧件实现避震作用，使机器人底盘带有地面不平自适应功能，且实现全场定位。
附图说明
图1为本发明机器人底盘的结构示意图。
图2为本发明机器人底盘的定位装置的结构示意图。
图3为本发明机器人底盘另一视角的结构示意图。
图4为本发明机器人底盘上定位装置的放大图。
机架1、全向轮2、保护罩3、导轮4、连接件5、电机6、摄像头7、补光灯8、电池盒9、定位装置10、安装框11、滑轮12、编码器13、导轨14、滑块15、上限位件16、下限位件17、张紧件18。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1和图3所示，本实施例一种机器人底盘，包括机架1、全向轮2、保护罩3、防撞结构、电机6、摄像装置、定位装置10、电池和电池盒9。
如图1所示，机架采用不锈钢材料，三个电机均匀分布于机架，每一个电机的输出端连接一个全向轮，全向轮采用麦克纳姆轮，每个主动轮均设有一个电机单独驱动，通过差速控制机器人底盘运动；电池盒安装于机架，电池设于电池盒内，电池为电机供电和定位装置供电。
如图1和图3所示，防撞结构包括导轮4和连接件5，连接件固定于机架的外侧，导轮安装于连接件，导轮较机架和全向轮更靠外，主动轮的两侧分别设有一个防撞结构，导轮的轴线方向与全向轮的轴线方向相垂直。通过设置防撞结构，保护机架及全向轮不会发生碰撞，确保机器人底盘正常工作。全向轮上方设有保护罩，保护罩的两侧安装于连接件上，防止杂物卷入全向轮中造成全向轮受损。
如图1和图3所示，摄像装置包括摄像头7和补光灯8，摄像头和补光灯分别安装于机架上，通过摄像头实现视觉识别，补光灯通过调节亮度改善地面光照不足的情况，提供摄像头视觉识别的最佳环境。
如图2、图3和图4所示，定位装置安装于机架，定位装置共有两个，两个地位装置互相垂直，记录机器人底盘在不同方向上的位移，定位装置包括安装框11、编码器13、滑轮12、导轨14、滑块15、上限位件16、下限位件17和张紧件18，张紧件可以是弹簧或橡胶带，滑轮安装于安装框内，编码器设于安装框的一侧，导轨设于安装框的另一侧，编码器与滑轮的转轴连接，滑块固定于机架且滑块与导轨滑动连接，上限位件设于导轨的上端，下限位件固定于滑块，张紧件一端与上限位块连接，另一端与下限位件连接。滑轮通过导轨及滑块的上下运动来保持与地面接触，而张紧件实现避震作用，使机器人底盘带有地面不平自适应功能，且实现全场定位。
工作时，电机的输出端驱动全向轮转动，摄像装置开启，机器人底盘通过摄像头进行视觉识别，补光灯通过调节亮度改善地面光照不足的情况，滑轮跟地面保持紧密接触，机器人底盘移动带动定位装置的滑轮转动，滑轮转动带动编码器工作，记录滑轮的移动距离，实现全场定位；当遇到不平的地面时，滑轮通过导轨及滑块的上下运动来保持与地面的紧密接触，确保编码器记录准确，同时张紧件起避震作用；发生碰撞时，由于防撞结构较机架跟全向轮更靠外，防止机架跟主动轮受到碰撞，同时防撞结构的导轮沿着碰撞物滑动，缓冲撞击力，使机器人底盘更加耐用。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种机器人底盘，其特征在于，包括机架、全向轮、防撞结构、电机和摄像装置，机架上分布有多个全向轮，每个全向轮对应设有一个电机，各全向轮外侧设有防撞结构，防撞结构安装于机架上，机架上还设有摄像装置。
2.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于，所述电机共三个，全向轮共三个，相邻电机的输出轴呈120度夹角。
3.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于，所述防撞结构包括导轮和连接件，导轮安装于连接件上，连接件固定于机架外侧。
4.根据权利要求3所述的机器人底盘，其特征在于，所述导轮的轴线方向与全向轮的轴线方向相垂直。
5.根据权利要求3所述的机器人底盘，其特征在于，所述全向轮上方设有保护罩，保护罩的两侧安装于连接件上。
6.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于，所述全向轮的两侧分别设有一个防撞结构。
7.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于，所述摄像装置包括摄像头和补光灯，摄像头和补光灯分别安装于机架上。
8.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于，还包括电池盒和电池，电池盒安装于机架上，电池设于电池盒内，电池盒与电机电性连接。
9.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于，还包括定位装置，所述定位装置包括安装框、编码器、滑轮、导轨、滑块、上限位件、下限位件和张紧件，滑轮安装于安装框内，编码器设于安装框的一侧，导轨设于安装框的另一侧，编码器与滑轮的转轴连接，滑块固定于机架上且滑块与导轨滑动连接，上限位件位于导轨的上端，下限位件固定于滑块，张紧件一端与上限位块连接，另一端与滑块连接。
10.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于，所述张紧件为弹簧或橡胶带。
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