CN113116235A - 驱动轮组及自移动机器人 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种驱动轮组及自移动机器人。其中，驱动轮组包括：一级驱动装置和二级驱动装置。一级驱动装置包括轮组支架、一级驱动电机和设置在轮组支架外侧边缘的多个轮子；一级驱动电机至少与其中一个轮子驱动连接，多个轮子的外周上环绕设置有用于传动连接的轮皮。二级驱动装置驱动连接轮组支架，用于带动轮组支架整体进行转动。本申请实施例的驱动轮组具备较好的越障能力，使应用此驱动轮组的自移动机器人具有更好的障碍物通过性，从而更好的完成清洁作业，提高作业效率。

Description

驱动轮组及自移动机器人
技术领域
本申请涉及智能自移动机器人技术领域，尤其涉及一种驱动轮组及自移动机器人。
背景技术
随着自动化技术的快速发展和人类生产生活的实际需要，各种具备特定功能用途的智能化设备不断地涌入人们的生活，例如具有扫、吸、拖、洗等功能的自移动机器人。
自移动机器人为了实现扫、吸、拖、洗等清洁功能，保证清洁效果，要求自移动机器人作业时，底盘几乎紧贴地面，然而在其作业环境中通常无法避免一些诸如电线、地毯、防滑垫、防水垫、玩具等障碍物。现有的自移动机器人越障能力有限，在上述障碍物存在的作业场景中经常被绊住或卡住，影响自移动机器人的作业效率。
发明内容
本申请实施例提供了一种驱动轮组及自移动机器人，使得应用此驱动轮组的自移动机器人具有更好的越障能力，从而更好的完成作业，提高作业效率。
本申请第一方面提供了一种驱动轮组，包括：一级驱动装置和二级驱动装置；
所述一级驱动装置包括轮组支架、一级驱动电机和设置在所述轮组支架外侧边缘的多个轮子，所述一级驱动电机至少与其中一个所述轮子驱动连接，所述多个轮子的外周上环绕设置有用于传动连接的轮皮；
所述二级驱动装置驱动连接所述轮组支架，用于带动所述轮组支架整体进行转动。
可选地，所述二级驱动装置包括固定支架和设置在所述固定支架内的二级驱动电机；所述二级驱动电机驱动连接有输出支架；所述输出支架与所述轮组支架中心固定连接。
可选地，所述二级驱动电机通过二级齿轮箱驱动连接所述输出支架。
可选地，所述一级驱动电机通过一级齿轮箱驱动连接所述轮子。
可选地，所述轮子的数量为n个，n个所述轮子呈正n+1边形均匀分布，其中n≥3，且n为正整数。
可选地，所述轮子的数量为3个，3个所述轮子呈正三角形均匀分布。
可选地，所述轮皮为皮带或履带。
本申请第二方面提供了一种自移动机器人，该自移动机器人包括传感装置、控制器及如上述任一项所述的驱动轮组；
其中，所述传感装置用于对遇障状态进行识别，并向所述控制器发送越障信号；所述控制器与所述一级驱动装置和所述二级驱动装置电连接，被配置为在接收到所述越障信号后，控制所述二级驱动装置驱动所述轮组支架整体进行转动。
可选地，所述驱动轮组的数量为两个，两个所述驱动轮组分别设置在所述自移动机器人底部的两侧。
可选地，所述传感装置包括光学传感器、视觉传感器、超声波传感器和电流感应传感器中的至少一种。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例的驱动轮组，由于设置了两套不同越障能力的驱动装置，使得本驱动轮组在平整工作面正常运行时，采用一级驱动装置，通过一级驱动电机至少带动其中一个轮子转动，进而带动多个轮子之间的轮皮转动，利用轮皮的转动实现平稳移动；当需要越障时，通过二级驱动装置带动轮组支架整体转动越过障碍，从而实现越障要求。使应用此驱动轮组的自移动机器人具有更好的越障能力，从而更好的完成作业，能够提高作业效率。
附图说明
图1为本申请实施例中驱动轮组的结构示意图；
图2为本申请实施例中一级驱动装置的结构示意图；
图3为本申请实施例中二级驱动装置的结构示意图；
图4为本申请实施例中驱动轮组正常行走时的状态图；
图5为本申请实施例中驱动轮组越障时的状态图；
图6为本申请实施例中自移动机器人底部的结构示意图；
图7为本申请实施例中自移动机器人的控制模块图；
其中，附图标记为：
1-一级驱动装置，2-二级驱动装置，11-轮组支架，12-轮子，13-轮皮，14-一级驱动电机，15-一级齿轮箱，21-固定支架，22-二级驱动电机，23-二级齿轮箱，24-输出支架。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，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。
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，也可以是可拆卸连接，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中的具体含义。
如图1所示，为一实施例的驱动轮组，用于安装在机器人的底盘上。
本实施例中的驱动轮组包括：一级驱动装置1和二级驱动装置2。一级驱动装置1包括轮组支架11、一级驱动电机14和设置在轮组支架11外侧边缘的多个轮子12。一级驱动电机14至少与其中一个轮子12驱动连接，多个轮子12的外周上环绕设置有用于传动连接的轮皮13；二级驱动装置2驱动连接轮组支架11，用于带动轮组支架11整体进行转动。
上述的驱动轮组由于设置了两套不同越障能力的驱动装置，在平整工作面正常运行时，采用一级驱动装置1，通过一级驱动电机14至少带动其中一个轮子12转动，进而带动多个轮子12之间的轮皮13转动，利用轮皮13的转动实现平稳移动；当需要越障时，能通过启动二级驱动装置2，通过二级驱动装置2带动轮组支架11整体转动越过障碍，从而实现越障要求。使应用此驱动轮组的自移动机器人具有更好的越障能力，从而更好的完成作业，提高作业效率。
以上为本申请实施例提供的一种驱动轮组的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种驱动轮组的实施例二，具体请参阅图1至图5。
本实施例中的驱动轮组包括：一级驱动装置1和二级驱动装置2。一级驱动装置1包括轮组支架11、一级驱动电机14和设置在轮组支架11外侧边缘的多个轮子12。轮子12沿轮组支架11外周均匀分布，一级驱动电机14至少与其中一个轮子12驱动连接，多个轮子12的外周上环绕设置有用于传动连接的轮皮13；二级驱动装置2驱动连接轮组支架11，用于带动轮组支架11整体进行转动。
具体地，二级驱动装置2包括固定支架21和设置在固定支架21内的二级驱动电机22。二级驱动电机22驱动连接有输出支架24；输出支架24与轮组支架11中心固定连接；二级驱动电机22通过驱动输出支架24，进而带动与输出支架24固定连接的轮组支架11转动，以实现越障。进一步地，二级驱动电机22通过二级齿轮箱23驱动连接输出支架24；一级驱动电机14通过一级齿轮箱15驱动连接轮子12。
进一步地，轮子12的数量可以为n个，n个轮子12呈正n+1边形均匀分布，其中n≥3，且n为正整数。
可以理解的是，上述驱动轮组越障能力的大小还与n个轮子12的大小及正n+1边形的形心距工作面的高度正相关。在其他因素相同、二级驱动电机22能够驱动轮组转动的前提下，上述的n个轮子12越大，其组成的正n+1边形的形心就距离地面越高，其通过性就越好。但是，当驱动轮组具体地应用于自移动机器人时，也需要综合考虑其他因素(驱动电机的功率、电机的噪音、机器的负载、电池电量等)，轮子12并不是一味的越高越好。
在图示的实施例中，轮子12的数量为3个，3个轮子12呈正三角形均匀分布。如此设置，既节省了物料成本，又由于三角形的稳定性，使得轮组具有更好的稳定性。
进一步地，轮皮13可以为皮带或履带。
如图6和图7所示，本申请还提供了一种自移动机器人。该自移动机器人包括传感装置、控制器及上述的驱动轮组。其中，传感装置用于对遇障状态进行识别，并向控制器发送越障信号；控制器与一级驱动装置1和二级驱动装置2电连接，被配置为在接收到越障信号后，控制二级驱动装置2驱动轮组支架11整体进行转动。
具体地，驱动轮组的数量可以为两个，两个驱动轮组分别设置在自移动机器人底部的两侧。优选地，每个驱动轮组可作为一个单独的模组安装在自移动机器人底盘的安装位上。模块化的设置有利于安装与维护。
可以理解的是，两个一级驱动装置1可以通过同时正转实现前进、同时反转实现后退、一正一反实现原地转弯。可以理解的是，转弯操作也可以通过控制驱动占控比的形式控制两个一级驱动装置1在前进或后退时的差速实现。
上述的传感装置包括光学传感器、视觉传感器、超声波传感器和电流感应传感器中的至少一种。即自移动机器人可以配置一种或多种传感器用于识别遇障状态。
具体实施时，在在平整工作面自移动机器人运行时，一级驱动装置1启动，控制一级驱动电机14正、反转，一级驱动电机14通过一级齿轮箱15减速带动多个轮子12及轮子12间的轮皮13转动，从而实现自移动机器人的前进、后退、转弯等动作。当自移动机器人遇到障碍导致一级驱动装置1无法越过时，由传感装置识别传递信号，经过控制器识别处理并通过控制启动二级驱动装置2，控制二级驱动电机22转动，二级驱动电机22通过二级齿轮箱23带动轮组支架11整体进行转动，从而实现越障要求。
可以理解的是，自移动机器人也可以通过遥控器、APP等远程方式控制的方式进行越障。具体地，可通过遥控器或APP发送指令给自移动机器人的控制器，通过控制器控制一级驱动装置1和二级驱动装置2的切换运作，以实现驱动轮组在正常行走状态和越障状态的切换。
可以理解的是，本申请实施例的自移动机器人包括但不限于具有清扫、抽吸、拖擦等单一或多种功能组合的清洁机器人，不限于具有抛光、打蜡等功能的机器人以及其他类型的需要在工作面行走以完成特定作业，偶遇特殊工作场景需要自行跨越障碍的自移动机器人。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种驱动轮组，其特征在于，包括：一级驱动装置和二级驱动装置；
所述一级驱动装置包括轮组支架、一级驱动电机和设置在所述轮组支架外侧边缘的多个轮子，所述一级驱动电机至少与其中一个所述轮子驱动连接，所述多个轮子的外周上环绕设置有用于传动连接的轮皮；
所述二级驱动装置驱动连接所述轮组支架，用于带动所述轮组支架整体进行转动。
2.根据权利要求1所述的驱动轮组，其特征在于，所述二级驱动装置包括固定支架和设置在所述固定支架内的二级驱动电机；所述二级驱动电机驱动连接有输出支架；所述输出支架与所述轮组支架中心固定连接。
3.根据权利要求2所述的驱动轮组，其特征在于，所述二级驱动电机通过二级齿轮箱驱动连接所述输出支架。
4.根据权利要求1所述的驱动轮组，其特征在于，所述一级驱动电机通过一级齿轮箱驱动连接所述轮子。
5.根据权利要求1所述的驱动轮组，其特征在于，所述轮子的数量为n个，n个所述轮子呈正n+1边形均匀分布，其中n≥3，且n为正整数。
6.根据权利要求5所述的驱动轮组，其特征在于，所述轮子的数量为3个，3个所述轮子呈正三角形均匀分布。
7.根据权利要求1所述的驱动轮组，其特征在于，所述轮皮为皮带或履带。
8.一种自移动机器人，其特征在于，包括：传感装置、控制器及如权利要求1-7任一项所述的驱动轮组；其中，所述传感装置用于对遇障状态进行识别，并向所述控制器发送越障信号；所述控制器与所述一级驱动装置和所述二级驱动装置电连接，被配置为在接收到所述越障信号后，控制所述二级驱动装置驱动所述轮组支架整体进行转动。
9.根据权利要求8所述的自移动机器人，其特征在于，所述驱动轮组的数量为两个，两个所述驱动轮组分别设置在所述自移动机器人底部的两侧。
10.根据权利要求8所述的自移动机器人，其特征在于，所述传感装置包括光学传感器、视觉传感器、超声波传感器和电流感应传感器中的至少一种。
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