CN111846027A - 一种机器人底盘结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机器人底盘结构，包括：底盘、外壳盖、两主动轮、两从动轮、两电机、两传动机构、供电装置、主控器以及安全行驶模块；外壳盖活动安装于底盘顶部上，且与底盘之间形成安装腔室，外壳盖的前端部与底盘可拆卸连接，后端部与底盘转动连接；两主动轮、两从动轮均对称安装于底盘上；两电机均安装于底盘上，且分别通过传动机构与主动轮以及从动轮连接，以使得位于同一侧的主动轮以及从动轮同步转动；供电装置用于供电；安全行驶模块用于检测并反馈安全行驶所需环境信息；主控器分别与供电装置、两电机以及安全行驶模块电连接。整体结构简洁，维护方便，且越障能力好。

Description

一种机器人底盘结构

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人底盘结构。

背景技术

随着社会科技的发展，轮式机器人被广泛应用到各个领域，比如变电站、火车站、商场和办公楼等场所，可实现智能巡检、智能识别、智能服务、智能清洁等功能。轮式机器人的重要组成部分之一便是机器人的底盘结构，底盘结构的设计决定着机器人特定的行走特性：能否越障、能否正常行驶在凹凸不平的路面、能否有效检测悬崖、行走是否稳定等等。现有的轮式机器人底盘结构整体较为复杂，维护不便；而且，由于驱动模块设计的局限性，整体越障能力较差。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种机器人底盘结构，结构简洁，维护方便，且越障能力好。

为达到上述技术目的，本申请提供了一种机器人底盘结构，包括：底盘、外壳盖、两主动轮、两从动轮、两电机、两传动机构、供电装置、主控器以及安全行驶模块；

所述外壳盖活动安装于所述底盘顶部上，且与所述底盘之间形成安装腔室，所述外壳盖的前端部与所述底盘可拆卸连接，后端部与所述底盘转动连接；

两所述主动轮、两所述从动轮均对称安装于所述底盘上；

两所述电机均安装于所述底盘上，且分别通过所述传动机构与所述主动轮以及所述从动轮连接，以使得位于同一侧的所述主动轮以及所述从动轮同步转动；

所述供电装置用于供电；

所述安全行驶模块用于检测并反馈安全行驶所需环境信息；

所述主控器分别与所述供电装置、两所述电机以及所述安全行驶模块电连接。

进一步地，两所述电机通过分别通过电机固定座安装于所述底盘后端部上，且上下相互平行设置。

进一步地，两所述传动机构均包括第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第四同步轮、第一同步带以及第二同步带；

所述第一同步轮以及所述第二同步轮均套固于所述电机的输出轴上；

所述第三同步轮套固于所述主动轮的转轴上；

所述第四同步轮套固于所述从动轮的转轴上；

所述第一同步轮通过所述第一同步带与所述第三同步轮同步传动连接；

所述第二同步轮通过所述第二同步带与所述第四同步轮同步传动连接。

进一步地，所述传动机构还包括张紧器；

所述张紧器安装于所述底盘上，用于张紧所述第二同步带。

进一步地，两所述电机固定座底部安装孔均为腰圆孔，所述腰圆孔沿所述第一同步带水平张紧方向设置。

进一步地，还包括两限位块；

两所述限位块安装于所述底盘上，且在所述第一同步带水平张紧方向分别与所述电机固定座具有限位间隙；

两所述限位块上沿所述第一同步带水平张紧方向均穿设有螺栓；

两所述电机固定座上均设有供所述螺栓一端伸入的螺纹孔。

进一步地，所述外壳盖包括盖板以及固定架；

所述固定架与所述主动轮的主动轮固定座转动连接；

所述盖板后端部与所述固定架顶部连接，前端部与所述从动轮的从动轮固定座可拆卸连接。

进一步地，所述供电装置包括电池以及电池仓；

所述电池仓可拆卸安装于所述底盘底部；

所述电池安装于所述电池仓内。

进一步地，所述安全行驶模块具体为激光雷达以及悬崖传感器；

所述激光雷达安装于所述外壳盖顶部上；

所述悬崖传感器安装于所述底盘前端部位置。

进一步地，还包括散热装置；

所述散热装置包括进风风扇以及出风风扇；

所述进风风扇安装于所述底盘前端部的进风口上，且与所述安装腔室连通；

所述出风风扇安装于所述底盘后端部的出风口上，且与所述安装腔室连通。

从以上技术方案可以看出，本申请通过设置底盘、外壳盖、两主动轮、两从动轮、两电机、两传动机构、供电装置、主控器以及安全行驶模块以构建能够自主行驶的机器人底盘结构；其中利用两电机分别区别位于同一侧的主动轮以及从动轮同步转动，实现四驱驱动，提高越障能力，而且能够节约动力源，使得内部结构更加紧凑简洁。再者，外壳盖采用可翻转设计，以方便打开外壳盖进行维护检修工作，提高维护便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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它的附图。

图1为本申请中提供的一种机器人底盘结构的左后结构示意图；

图2为本申请中提供的一种机器人底盘结构的右前结构示意图；

图3为本申请中提供的一种机器人底盘结构于外壳盖翻转状态下的结构示意图；

图4为本申请中提供的一种机器人底盘结构的仰视图。

图中：1-激光雷达，2-云台架，3-盖板，4-防水格兰头，5-固定架，6-主动轮固定座，7-光轴，8-底盘，9-电机，10-出风风扇，11-螺栓，12-限位块，13-电机固定座，14-紧固螺钉，15-主动轮，16-张紧器，17-从动轮，18-从动轮固定座，19-第二同步带，20-第四同步轮，21-悬崖传感器，22-传感器固定座，23-进风风扇，24-音频模块，25-主控器，26-电池仓，27-第一同步带，28-电池出线口，29-进风口，30-出风口。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例公开了一种机器人底盘结构。

请参阅图1以及图2，本申请实施例中提供的一种机器人底盘结构的一个实施例包括：

底盘8、外壳盖、两主动轮15、两从动轮17、两电机9、两传动机构、供电装置、主控器25以及安全行驶模块；外壳盖活动安装于底盘8顶部上，且与底盘8之间形成安装腔室，外壳盖的前端部与底盘8可拆卸连接，后端部与底盘8转动连接；两主动轮15、两从动轮17均对称安装于底盘8上；两电机9均安装于底盘8上，且分别通过传动机构与主动轮15以及从动轮17连接，以使得位于同一侧的主动轮15以及从动轮17同步转动；供电装置用于供电；安全行驶模块用于检测并反馈安全行驶所需环境信息；主控器25分别与供电装置、两电机9以及安全行驶模块电连接。

具体来说，主控器25可以如图1以及图2所示，安装于底盘8顶部上且位于安装腔室内，用于对电机9、供电装置、安全行驶模块的控制，或与后台终端之间交互使用，主控器25可以采用现有轮式机器人的工控机，具体不做限制。主动轮15可以安装底盘8的后端部位置上作为后驱动轮，而从动轮17可以安装于底盘8的前端部位置上作为前驱动轮，当然，之间的前后安装位置也可以相互调换，具体不做限制。

从以上技术方案可以看出，本申请通过设置底盘8、外壳盖、两主动轮15、两从动轮17、两电机9、两传动机构、供电装置、主控器25以及安全行驶模块以构建能够自主行驶的机器人底盘8结构；其中利用两电机9分别区别位于同一侧的主动轮15以及从动轮17同步转动，实现四驱驱动，提高越障能力，而且能够节约动力源，使得内部结构更加紧凑简洁。再者，外壳盖采用可翻转设计，以方便打开外壳盖进行维护检修工作，提高维护便利性。

以上为本申请实施例提供的一种机器人底盘8结构的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种机器人底盘8结构的实施例二，具体请参阅图1至图4。

一种机器人底盘8结构，包括：底盘8、外壳盖、两主动轮15、两从动轮17、两电机9、两传动机构、供电装置、主控器25以及安全行驶模块；外壳盖活动安装于底盘8顶部上，且与底盘8之间形成安装腔室，外壳盖的前端部与底盘8可拆卸连接，后端部与底盘8转动连接；两主动轮15、两从动轮17均对称安装于底盘8上；两电机9均安装于底盘8上，且分别通过传动机构与主动轮15以及从动轮17连接，以使得位于同一侧的主动轮15以及从动轮17同步转动；供电装置用于供电；安全行驶模块用于检测并反馈安全行驶所需环境信息；主控器25分别与供电装置、两电机9以及安全行驶模块电连接。

进一步地，如图1所示，两电机9通过可以分别通过电机固定座13安装于底盘8后端部上，且上下相互平行设置，避免安装干涉，同时提高内部安装的紧凑程度以及简洁程度。电机固定座13结构不做限制，能够对电机9起到稳定的支撑固定即可。电机9可以是常规的减速电机。

进一步地，如图1至图3所示，两传动机构均可以包括第一同步轮(图中未示)、第二同步轮(图中未示)、第三同步轮(图中未示)、第四同步轮20、第一同步带27以及第二同步带19；第一同步轮以及第二同步轮均套固于电机9的输出轴上；第三同步轮套固于主动轮15的转轴上；第四同步轮20套固于从动轮17的转轴上；第一同步轮通过第一同步带27与第三同步轮同步传动连接；第二同步轮通过第二同步带19与第四同步轮20同步传动连接。传动原理如下：电机9带动第一同步轮以及第二同步轮同步转动，而第一同步轮以及第二同步轮分别通过第一同步带27以及第二同步带19与第三同步轮以及第四同步轮20同步传动连接，因此电机9能够通过第一同步带27以及第二同步带19带动位于同一侧的主动轮15以及从动轮17同步转动，从而实现四驱驱动。通过同步带传动的方式能够实现主动轮15与从动轮17同步被驱动，而且能够减少电机9数量，进而提高越障能力的同时，能够节约内部安装空间，提高内部结构的紧凑度以及简洁度。本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。

进一步地，传动机构还包括张紧器16；张紧器16安装于底盘8上，用于张紧第二同步带19。由于主动轮15与从动轮17之间具有一定的间隔距离，第二同步带19的所需长度也就增加，会出现松弛而导致滑带情况，从而导致主动轮15与从动轮17之间的运转不同步，影响机器人的正常行驶。为此，本实施例中增加张紧器16以提高主动轮15与从动轮17之间的传动连接稳定性。张紧器16结构可以是如图3所示，包括支架以及安装于支架上且可调节的张紧轮，以实现张紧调节，具体不做限制。

进一步地，为了使得第一同步带27也能够得到张紧调节，以进一步提高传动的稳定性。本实施例中，将两电机固定座13底部的安装孔均设置为腰圆孔，并且使得腰圆孔沿第一同步带27水平张紧方向设置，这样即可对电机固定座13进行一定位移的调节，从而对第一同步带27起到张紧调节作用。电机固定座13可以通过紧固螺钉14等紧固件活动固定在底盘8上，具体不做限制。

进一步地，为了方式电机9因第一同步带27或第二同步带19的作用力而发生移动情况，本实施例中还设置两限位块12；两限位块12安装于底盘8上，且在第一同步带27水平张紧方向分别与电机固定座13具有限位间隙；两限位块12上沿第一同步带27水平张紧方向均穿设有螺栓11；两电机固定座13上均设有供螺栓11一端伸入的螺纹孔。先对电机固定座13的位置进行调整以满足张紧要求后，再旋转螺栓11，使得螺栓11的一端能够伸入电机固定座13的螺纹孔内，以拉固住电机固定座13。本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。

进一步地，如图1以及图3所示，外壳盖包括盖板3以及固定架5；固定架5与主动轮15的主动轮固定座6转动连接；盖板3后端部与固定架5顶部连接，前端部与从动轮17的从动轮固定座18可拆卸连接。具体来说，固定架5可以是包括两个呈L形的支架，竖直部分分别通过光轴7等轴件与主动轮固定座6转动连接，水平部则可以与盖板3的后端部连接，具体不做限制。本实施例中主动轮固定座6以及从动轮固定座18结构不做限制。盖板3前端部与从动轮固定座18之间的可以通过螺钉等紧固件进行固定，当需要维护检修时，可以拆除螺钉，翻转打开盖板3，进行维护检修。另外，本申请中，在盖板3的顶部还可以安装用于固定巡检用的云台的云台架2。对应的，在盖板3上可以设置防水格兰头4，云台的接线可以通过防水格兰头4进入安装腔室内，提高整体水平性能。

进一步地，如图4所示，供电装置包括电池(图中未示)以及电池仓26；电池仓26可拆卸安装于底盘8底部；电池安装于电池仓26内。将电池仓26安装于底盘8底部，避免占据安装腔室空间，进一步提高整体结构的简洁度。电池仓26与底盘8之间可以设置一层橡胶垫，并通过螺丝等紧固件的预紧力使其填满转配间隙，提高密封性。电池的输出先与信号线可以采用对插接的方式从底盘8的电池出线口28处与主控器25电连接输出电能。另外，将电池仓26安装于底盘8底部，也方便电池的更换维护，提高更换维护效率。

进一步地，安全行驶模块具体为激光雷达1以及悬崖传感器21；激光雷达1安装于外壳盖顶部上，用于环境建图以及自主导航使用；悬崖传感器21安装于底盘8前端部位置，用于检测机器人行走路线上是否存在悬崖，避免机器人出现跌落。悬崖传感器21可以通过传感器固定座22安装在底盘8前端部，其中传感器固定座22上可以开设方槽，提供悬崖传感器21一定的调节空间，利于调节传感器的识别范围。

进一步地，还包括散热装置；散热装置包括进风风扇23以及出风风扇10；进风风扇23安装于底盘8前端部的进风口29上，且与安装腔室连通；出风风扇10安装于底盘8后端部的出风口30上，且与安装腔室连通。设置的散热器能够加快底盘8内部热量的散热，避免底盘8内部过热而导致器件损坏。

本申请还可以设置音频模块24，用于机器人与工作人员之间的语音交互使用，其中语音模块可以安装在底盘前端部，具体不做限制。

以上对本申请所提供的一种机器人底盘结构进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种机器人底盘结构，其特征在于，包括：底盘、外壳盖、两主动轮、两从动轮、两电机、两传动机构、供电装置、主控器以及安全行驶模块；

所述外壳盖活动安装于所述底盘顶部上，且与所述底盘之间形成安装腔室，所述外壳盖的前端部与所述底盘可拆卸连接，后端部与所述底盘转动连接；

两所述主动轮、两所述从动轮均对称安装于所述底盘上；

两所述电机均安装于所述底盘上，且分别通过所述传动机构与所述主动轮以及所述从动轮连接，以使得位于同一侧的所述主动轮以及所述从动轮同步转动；

所述供电装置用于供电；

所述安全行驶模块用于检测并反馈安全行驶所需环境信息；

所述主控器分别与所述供电装置、两所述电机以及所述安全行驶模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种机器人底盘结构，其特征在于，两所述电机通过分别通过电机固定座安装于所述底盘后端部上，且上下相互平行设置。

3.根据权利要求2所述的一种机器人底盘结构，其特征在于，两所述传动机构均包括第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第四同步轮、第一同步带以及第二同步带；

所述第一同步轮以及所述第二同步轮均套固于所述电机的输出轴上；

所述第三同步轮套固于所述主动轮的转轴上；

所述第四同步轮套固于所述从动轮的转轴上；

所述第一同步轮通过所述第一同步带与所述第三同步轮同步传动连接；

所述第二同步轮通过所述第二同步带与所述第四同步轮同步传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种机器人底盘结构，其特征在于，所述传动机构还包括张紧器；

所述张紧器安装于所述底盘上，用于张紧所述第二同步带。

5.根据权利要求4所述的一种机器人底盘结构，其特征在于，两所述电机固定座底部安装孔均为腰圆孔，所述腰圆孔沿所述第一同步带水平张紧方向设置。

6.根据权利要求5所述的一种机器人底盘结构，其特征在于，还包括两限位块；

两所述限位块安装于所述底盘上，且在所述第一同步带水平张紧方向分别与所述电机固定座具有限位间隙；

两所述限位块上沿所述第一同步带水平张紧方向均穿设有螺栓；

两所述电机固定座上均设有供所述螺栓一端伸入的螺纹孔。

7.根据权利要求1所述的一种机器人底盘结构，其特征在于，所述外壳盖包括盖板以及固定架；

所述固定架与所述主动轮的主动轮固定座转动连接；

所述盖板后端部与所述固定架顶部连接，前端部与所述从动轮的从动轮固定座可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的一种机器人底盘结构，其特征在于，所述供电装置包括电池以及电池仓；

所述电池仓可拆卸安装于所述底盘底部；

所述电池安装于所述电池仓内。

9.根据权利要求1所述的一种机器人底盘结构，其特征在于，所述安全行驶模块具体为激光雷达以及悬崖传感器；

所述激光雷达安装于所述外壳盖顶部上；

所述悬崖传感器安装于所述底盘前端部位置。

10.根据权利要求1所述的一种机器人底盘结构，其特征在于，还包括散热装置；

所述散热装置包括进风风扇以及出风风扇；

所述进风风扇安装于所述底盘前端部的进风口上，且与所述安装腔室连通；

所述出风风扇安装于所述底盘后端部的出风口上，且与所述安装腔室连通。

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