CN109421836A - 地面自适应通用型底盘及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地面自适应通用型底盘，属于机器人技术领域，包括底盘主体、两个连杆、一个横梁、两个驱动轮和四个万向轮，两个连杆对称分设于底盘主体的左右两侧且分别与底盘主体转动连接，横梁设置于两个连杆之间且与水平底盘转动连接，两个驱动轮对称设置于两个连杆的后端且分别与两个连杆转动连接，其中的两个万向轮转动连接于横梁的两端，另外的两个万向轮分别转动连接于两个连杆的前端。本发明提供的地面自适应通用型底盘，是利用连杆建立驱动轮和万向轮之间的自适应平衡调节关系，使两个驱动轮和四个万向轮在凹凸不平的地面都有一定的自动适应地面的能力，进而使采用该底盘的机器人可以平稳通过各种凸起和凹坑的地面。

Description

地面自适应通用型底盘及机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种地面自适应通用型底盘及具有该底盘的机器人。

背景技术

现有通用的机器人底盘主要是利用弹簧阻尼等元件组成的弹性悬挂系统来提高机器人底盘的通过性，在遇到地面凸起时，弹簧压缩，在遇到凹坑时弹簧伸长，但是这种方式对于底盘通过性的提高效果比较有限，对于负载一般有较为明确的区间，而且悬挂系统选型设计较为复杂，实际应用效果一般。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地面自适应通用型底盘，以解决现有技术中存在的底盘通过性不良、承载适应性较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种地面自适应通用型底盘，包括：

底盘主体；

两个连杆，对称分设于所述底盘主体的左右两侧且位于所述底盘主体的前端，两个所述连杆分别与所述底盘主体转动连接；

一个横梁，设置于两个所述连杆之间且位于所述底盘主体的后端，所述横梁与所述水平底盘转动连接；

两个驱动轮，对称设置于两个所述连杆的后端且分别与两个所述连杆转动连接；

四个万向轮，其中的两个所述万向轮转动连接于所述横梁的两端，另外的两个所述万向轮分别转动连接于两个所述连杆的前端。

进一步地，所述底盘主体包括水平底盘和设置于所述水平底盘上的壳体，两个所述连杆、一个所述横梁与所述壳体在所述水平底盘的同一侧，两个所述连杆分别转动连接于所述壳体的两外侧，所述横梁位于所述壳体的下方且与所述壳体转动连接，所述水平底盘上设置有两个所述驱动轮穿过的第一通孔和四个所述万向轮穿过的第二通孔。

进一步地，两个所述连杆分别设置有轴承套，穿过所述壳体的连接轴的两端分别与所述轴承套转动连接。

进一步地，所述壳体的下方固定连接一上转块，所述上转块转动连接一下砖块，所述横梁与所述下转块固定连接。

进一步地，所述第一通孔为方形孔。

进一步地，所述第二通孔为圆孔。

进一步地，位于所述水平底盘前端的两个所述万向轮的中心距小于位于所述水平底盘后端的两个所述万向轮的中心距。

进一步地，两个所述驱动轮的中心连线、其中的两个所述万向轮的中心连线以及另外的两个所述万向轮的中心连线相互平行。

进一步地，两个所述连杆的一端分别对称设置有一脚板，位于所述水平底盘前端的两个所述万向轮分别转动连接于两个所述脚板的下方。

本发明提供的地面自适应通用型底盘的有益效果在于：与现有技术相比，本发明地面自适应通用型底盘是利用连杆建立驱动轮、万向轮与水平底盘之间的自适应平衡调节关系，使两个驱动轮和四个万向轮在凹凸不平的地面都有一定的自动适应地面的高度调节的能力，使各轮在同一时刻都能够均匀着地，使采用该底盘的机器人可以平稳通过各种凸起和凹坑的地面，并且对于负载的要求不再敏感，极大地扩展了通用机器人的利用空间，可直接应用于服务机器人、巡检机器人以及工厂用自动化小车等各类移动机器人领域。

本发明另一目的还在于提供一种机器人，包括上述任一项所述的地面自适应通用型底盘。

本发明提供的机器人的有益效果在于：由于采用了上述的底盘，大大提高了机器人平稳通过各种凹凸地面的自适应能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的地面自适应通用型底盘的立体结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的地面自适应通用型底盘的立体结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的地面自适应通用型底盘的立体结构示意图三；

图4为本发明实施例提供的地面自适应通用型底盘的立体结构示意图四；

图5为本发明实施例提供的地面自适应通用型底盘的立体结构示意图五；

图6为本发明实施例提供的地面自适应通用型底盘的主视结构示意图；

图7为图6的侧视结构图；

图8为图6的仰视结构图；

图9为本发明实施例提供的连杆的立体结构示意图一；

图10为本发明实施例提供的连杆的立体结构示意图二；

图11为本发明实施例提供的下转块的立体结构示意图；

图12为本发明实施例提供的水平底盘的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的壳体的立体结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-连接轴；2-水平底盘；3-连杆；4-驱动轮；5-横梁；6-万向轮；7-壳体；8-下转块；9-上转块；10-轴承套；11-脚板；12-第二通孔；13-第一通孔。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图8，现对本发明提供的地面自适应通用型底盘进行说明。所述地面自适应通用型底盘，包括底盘主体；

两个连杆3，对称分设于所述底盘主体的左右两侧且位于所述底盘主体的前端，两个所述连杆3分别与所述底盘主体转动连接；

一个横梁5，设置于两个所述连杆3之间且位于所述底盘主体的后端，所述横梁5与所述水平底盘2转动连接；

两个驱动轮4，对称设置于两个所述连杆3的后端且分别与两个所述连杆3转动连接；

四个万向轮6，其中的两个所述万向轮6转动连接于所述横梁5的两端，另外的两个所述万向轮6分别转动连接于两个所述连杆3的前端。

本发明提供的地面自适应通用型底盘，与现有技术相比，本发明地面自适应通用型底盘是利用连杆3建立驱动轮4、万向轮6与水平底盘2之间的自适应平衡调节关系，使两个驱动轮4和四个万向轮6在凹凸不平的地面都有一定的自动适应地面的高度调节的能力，使各轮在同一时刻都能够均匀着地，使采用该底盘的机器人可以平稳通过各种凸起和凹坑的地面，并且对于负载的要求不再敏感，极大地扩展了通用机器人的利用空间，可直接应用于服务机器人、巡检机器人以及工厂用自动化小车等各类移动机器人领域。

以图1为例，由于每一个连杆3分别与底盘主体为转动连接，因此，两侧的连杆3上安装的驱动轮4和万向轮6均能够根据各自实际着陆的地面的高度进行调节，可分别相对于前后相对转动，因此具有自适应地面的能力，而同时，横梁5连接的两个万向轮6左右可相对转动。

当底盘通过凸起的地面时，前端的两个万向轮6首先与凸起的地面接触，连杆3抬起，此时驱动轮4依然与地面接触，推动整个底盘前进，当底盘从凸起的地面向凹地前进时，前端的两个万向轮6随地面的地势，通过连杆3的旋转作用而下移，此时，驱动轮4旋转调整适应地面，依然能够与地面接触驱动整个底盘前进，使底盘继续前行。

进一步地，请一并参阅图1至图8，作为本发明提供的地面自适应通用型底盘的一种具体实施方式，所述底盘主体包括水平底盘2和设置于所述水平底盘2上的壳体7，两个所述连杆3、一个所述横梁5与所述壳体7在所述水平底盘2的同一侧，两个所述连杆3分别转动连接于所述壳体7的两外侧，所述横梁5位于所述壳体7的下方且与所述壳体7转动连接，所述水平底盘2上设置有两个所述驱动轮4穿过的第一通孔13和四个所述万向轮6穿过的第二通孔12。本实施例中，各轮穿过水平底盘2，在其他的实施例中，各轮也可以直接连接设置于水平底盘2的下方。图12示出了水平底盘2的示意图。另外，见图13所示，在实施例中，所述壳体7包括四个侧板和一个底板。另外说明的是，壳体通过螺栓可拆卸式固定于水平底盘之上。

进一步地，请参阅图1至图2、图9至图10，作为本发明提供的地面自适应通用型底盘的一种具体实施方式，两个所述连杆3分别设置有轴承套10，穿过所述壳体7的连接轴1的两端分别与所述轴承套10转动连接。其中，轴承套10内设有轴承，使得各驱动轮4转动灵活。

进一步地，参阅图7及图11，作为本发明提供的地面自适应通用型底盘的一种具体实施方式，所述壳体7的下方固定连接一上转块9，所述上转块9转动连接一下转块8，所述横梁5与所述下转块8固定连接。横梁5通过一个下转块8与壳体7连接，且横梁5在下转块8的约束下可以左右摆动，以适应不同高度的地面，提高底盘后端的适应调节能力。这里也需要说明的是，上转块9是通过螺栓可拆卸式与壳体固定。

进一步地，请参阅图6至图8，作为本发明提供的地面自适应通用型底盘的一种具体实施方式，位于所述水平底盘2前端的两个所述万向轮6的中心距小于位于所述水平底盘2后端的两个所述万向轮6的中心距。当然，在其他的实施例中，所述的中心距也可以相等。另外，作为一个具体的实施例，位于前端的两个万向轮可以采用一个万向轮替换，也即，在横梁下方转动安装一个万向轮即可，也可以采用其他形式，不局限于本实施例所列举。

进一步地，请参阅图6至图8，作为本发明提供的地面自适应通用型底盘的一种具体实施方式，两个所述驱动轮4的中心连线、其中的两个所述万向轮6的中心连线以及另外的两个所述万向轮6的中心连线相互平行。本实施例中，当各轮处于同一水平面时，六个轮同时着地，所述中心连线相互平行，而在通过凹凸不平的地面时，由于各轮需要适应高低不平的地面，则后端的两个轮的中心连线与两驱动轮4的中心连线不会保存平行的状态。

进一步地，参阅图1至图2、图9至图10，作为本发明提供的地面自适应通用型底盘的一种具体实施方式，两个所述连杆3的一端分别对称设置有一脚板11，位于所述水平底盘2前端的两个所述万向轮6分别转动连接于两个所述脚板11的下方。在实施例中，脚板11连杆3为焊接固定。

进一步地，请参阅图1至图4，作为本发明提供的地面自适应通用型底盘的一种具体实施方式，所述第一通孔13为方形孔，该方孔的长度大于驱动轮4的外径，宽度大于驱动轮4的轮款，保证驱动轮4在方形孔内有自由旋转的空间。

进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的地面自适应通用型底盘的一种具体实施方式，所述第二通孔12为圆孔，该圆孔的孔径大于万向轮6的外径，保证驱动轮4在方形孔内有自由旋转的空间。

本发明另一目的还在于提供一种机器人，包括上述任一项所述的地面自适应通用型底盘。

本发明提供的机器人，由于采用了上述的底盘，大大提高了机器人平稳通过各种凹凸地面的自适应能力。

在具体实施例中，本实施例提供的底盘还应用于服务机器人、巡检机器人以及工厂用自动化小车等移动机器人领域。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.地面自适应通用型底盘，其特征在于，包括：

底盘主体；

两个连杆，对称分设于所述底盘主体的左右两侧且位于所述底盘主体的前端，两个所述连杆分别与所述底盘主体转动连接；

一个横梁，设置于两个所述连杆之间且位于所述底盘主体的后端，所述横梁与所述水平底盘转动连接；

两个驱动轮，对称设置于两个所述连杆的后端且分别与两个所述连杆转动连接；

四个万向轮，其中的两个所述万向轮转动连接于所述横梁的两端，另外的两个所述万向轮分别转动连接于两个所述连杆的前端。

2.如权利要求1所述的地面自适应通用型底盘，其特征在于：所述底盘主体包括水平底盘和设置于所述水平底盘上的壳体，两个所述连杆、一个所述横梁与所述壳体在所述水平底盘的同一侧，两个所述连杆分别转动连接于所述壳体的两外侧，所述横梁位于所述壳体的下方且与所述壳体转动连接，所述水平底盘上设置有两个所述驱动轮穿过的第一通孔和四个所述万向轮穿过的第二通孔。

3.如权利要求2所述的地面自适应通用型底盘，其特征在于：两个所述连杆分别设置有轴承套，穿过所述壳体的连接轴的两端分别与所述轴承套转动连接。

4.如权利要求2所述的地面自适应通用型底盘，其特征在于：所述壳体的下方固定连接一上转块，所述上转块转动连接一下砖块，所述横梁与所述下转块固定连接。

5.如权利要求2所述的地面自适应通用型底盘，其特征在于：所述第一通孔为方形孔。

6.如权利要求2所述的地面自适应通用型底盘，其特征在于：所述第二通孔为圆孔。

7.如权利要求1所述的地面自适应通用型底盘，其特征在于：位于所述水平底盘前端的两个所述万向轮的中心距小于位于所述水平底盘后端的两个所述万向轮的中心距。

8.如权利要求1所述的地面自适应通用型底盘，其特征在于：两个所述驱动轮的中心连线、其中的两个所述万向轮的中心连线以及另外的两个所述万向轮的中心连线相互平行。

9.如权利要求1所述的地面自适应通用型底盘，其特征在于：两个所述连杆的一端分别对称设置有一脚板，位于所述水平底盘前端的两个所述万向轮分别转动连接于两个所述脚板的下方。

10.机器人，其特征在于：包括如权利要求1-9中任一项所述的地面自适应通用型底盘。