CN114212168A - 行走机构、底盘及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种行走机构、底盘和机器人，涉及机器人底盘机构技术领域，包括：支撑部；轮组件，以绕着第一轴线可旋转的方式安装于支撑部；转向组件，与轮组件连接，转向组件和轮组件能够绕着第二轴线同步旋转，当沿着第二轴线观察时，转向组件设置于轮组件的绕着第二轴线旋转的包络范围内。本申请提供的行走机构，转向组件设置于轮组件的由包络范围限定的转向空间内，轮组件的转向空间得以被充分利用，这样空间利用率高，整个行走机构布置紧凑，将行走机构应用于底盘时可以充分解放底盘的底部空间，在行走机构同时具有行走和转向的动力性、灵活性和通过性的情况下实现了小尺寸和低成本，有利于将应用该行走机构的底盘应用于家用环境中。

Description

行走机构、底盘及机器人

技术领域

本申请涉及机器人底盘机构技术领域，尤其是涉及一种行走机构、底盘及机器人。

背景技术

在服务机器人领域，特别是家用机器人，为了实现更好的用户体验，需要机器人能适应不同的生活场景，而家庭环境的复杂和特殊性，除了要求机器人能实现定位、导航、移动、避障等多种功能外，还要求机器人能实现越障(例如越过地面线缆和门槛等)、爬坡(例如通过坡道)、狭小空间通过(例如过门和厨房等)、灵活(转向灵活、转弯半径小)等，这对机器人，特别是机器人的底盘来说，是一个挑战。

家用机器人底盘，常用的有两轮差速底盘，两轮差速底盘常用的有驱动轮前置和驱动轮中置两种布置形式。驱动轮前置底盘在越障、爬坡方面性能较好，但是在原地转弯时，其转向中心点不在其几何中心，机器人机身扫过范围较大，即机器人原地转向所需空间较大，这使得驱动轮前置底盘在狭小空间转向时会受到局限(比如在厨房交互)。驱动轮中置底盘其转向中心点在其几何中心，原地转弯不受影响；但是由于驱动轮中置，前后为万向轮，机器人的越障性能会受影响。两轮差速底盘由于其本身的限制性，在运动性能方面会有所欠缺。

现有技术中，与两轮差速底盘相比，四轮全向底盘在运动性能方面会有显著提升。四轮全向底盘常用的有四全向轮底盘、四麦克拉姆轮底盘以及四轮八驱底盘。四全向轮底盘和四麦克拉姆轮底盘类似，相对来说其动力性比两轮差速底盘要强，一般情况下越障性能稍好，但由于四全向轮底盘的轮子的特性，在家庭环境下(有地毯、毛发等)，容易发生轮子卷积毛发等现象，导致行驶不稳定。四轮八驱底盘在动力性、灵活性、通过性以及地面适应性都有显著提升，但传统四轮八驱底盘占用空间较大、成本相对较高，使其难以应用于家庭。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种行走机构，其动力性和灵活性好以及尺寸小和成本低，

本申请还提供一种底盘，包括该行走机构，

本申请还提供一种机器人，包括该底盘。

第一方面，本申请提供一种行走机构，包括：

支撑部；

轮组件，以绕着第一轴线可旋转的方式安装于所述支撑部；

转向组件，与所述轮组件连接，所述转向组件和所述轮组件能够绕着第二轴线同步旋转，当沿着所述第二轴线观察时，所述转向组件设置于所述轮组件的绕着所述第二轴线旋转的包络范围内。

优选地，所述转向组件包括：

固定构件，所述固定构件中的至少一个装置的轴线为所述第二轴线；

回转构件，与所述固定构件彼此配合；

第一壳体，与所述回转构件连接，所述第一壳体与所述轮组件连接，所述第一壳体被驱动以与所述回转构件绕着所述第二轴线同步旋转。

优选地，所述转向组件还包括保持构件，所述保持构件包括彼此旋转的第一部分和第二部分，所述第一部分与所述固定构件连接，所述第二部分相对于所述支撑部固定。

优选地，所述转向组件还包括：

第一驱动件，与所述回转构件连接，以驱动所述回转构件旋转；

第二壳体，所述第一驱动件设置于所述第二壳体，所述第二壳体与所述第一壳体连接。

优选地，所述固定构件和所述回转构件分别形成有彼此啮合的齿部，所述回转构件被所述第一驱动件驱动以绕着所述固定构件旋转。

优选地，所述转向组件还包括保持构件，所述固定构件包括第一孔，所述保持构件设置于所述第一孔，所述保持构件与所述第一壳体连接，所述保持构件包括与所述第一孔同轴的第二孔。

优选地，所述转向组件还包括紧固构件，所述紧固构件的第一部分抵接于所述保持构件，所述紧固构件的与所述第一部分相对的第二部分抵接于所述第一壳体，所述紧固构件包括沿着所述第二轴线的延伸方向延伸的过线通道。

优选地，所述转向组件还包括检测构件，所述检测构件的至少部分设置于所述回转构件，所述检测构件用于检测所述回转构件的旋转角度。

优选地，所述行走机构还包括支撑组件，所述转向组件经由所述支撑组件与所述轮组件连接，所述转向组件的部分和所述支撑组件分别设置于所述轮组件的在所述轮组件的轴向上的两侧，当沿着所述第二轴线观察时，所述支撑组件设置于所述包络范围内。

优选地，所述支撑组件包括：

第一支撑构件，与所述轮组件连接；

第二支撑构件，与所述转向组件连接，所述第二支撑构件与所述第一支撑构件二者在与所述第二轴线的延伸方向平行的方向上相对运动。

优选地，所述支撑组件还包括：

第一滑动构件，设置于所述第一支撑构件；

第二滑动构件，设置于所述第二支撑构件，所述第二滑动构件与所述第一滑动构件沿着与所述第二轴线的延伸方向平行的方向滑动配合。

优选地，所述第一支撑构件包括扎线孔，所述支撑组件还包括压线构件，所述压线构件面对所述扎线孔，所述压线构件与所述第一支撑构件连接，所述压线构件相对于所述第一滑动构件和所述第二滑动构件二者的配合位置靠近所述扎线孔。

优选地，所述第一支撑构件包括凸部，所述凸部面向所述第二支撑构件，所述第一滑动构件设置于所述凸部。

优选地，所述第一支撑构件包括容纳空间，所述支撑组件还包括盖，所述盖与所述第一支撑构件连接，所述轮组件的部分设置于所述容纳空间内。

优选地，还包括减震组件，所述减震组件位于所述轮组件的支撑组件所在侧，所述减震组件的第一端与所述第一支撑构件连接，所述减震组件的与所述第一端相对的第二端与所述第二支撑构件连接。

优选地，当沿着所述第二轴线观察时，所述减震组件设置于所述包络范围内。

优选地，所述减震组件被设置为自所述减震组件的所述第一端指向所述减震组件的所述第二端的方向与所述第二轴线的延伸方向平行。

优选地，所述减震组件包括：

第一座，设置于所述减震组件的第一端，所述第一座与所述第一支撑构件连接；

第二座，设置于所述减震组件的第二端，所述第二座与所述第二支撑构件连接；

减震器，所述减震器包括彼此相对的两端，所述两端分别与所述第一座和所述第二座连接。

优选地，所述轮组件包括：

轮构件；

第一轮毂，所述轮构件套设于所述第一轮毂；

第一支承构件和第二支承构件，所述第一支承构件和所述第二支承构件设置于所述轮构件与所述第一轮毂之间。

优选地，所述轮组件还包括：

第二驱动件，可旋转地设置于所述第一轮毂；

第二轮毂，套设于所述第一轮毂，所述第二轮毂设置于所述第一轮毂与所述轮构件之间，所述第二轮毂与所述轮构件连接，所述第一支承构件和所述第二支承构件二者设置于所述第二轮毂与所述第一轮毂之间；

连接件，连接所述第二驱动件的输出端和所述第二轮毂。

第二方面，本申请提供一种底盘，包括如上所述的行走机构。

第三方面，本申请提供一种机器人，包括如上所述的底盘。

本申请提供的行走机构，转向组件设置于轮组件的由所述包络范围限定的转向空间内，轮组件的转向空间得以被充分利用，这样空间利用率高，整个行走机构布置紧凑，将行走机构应用于底盘时可以充分解放底盘的底部空间，在行走机构同时具有行走和转向的动力性、灵活性和通过性的情况下实现了小尺寸和低成本，有利于将应用该行走机构的底盘应用于家用环境中。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的行走机构的轴测图的示意图；

图2示出了本申请实施例提供的行走机构的俯视图的示意图；

图3示出了本申请实施例提供的底盘的轴测图的示意图；

图4示出了本申请实施例中转向组件的爆炸图的示意图；

图5示出了本申请实施例中转向齿轮和输出齿轮二者啮合的俯视图的示意图；

图6示出了本申请实施例中转向齿轮和输出齿轮二者啮合的主视图的示意图；

图7示出了本申请实施例中转向安装座的轴测图的示意图；

图8示出了本申请实施例中磁编码器安装板、立柱以及电机安装板三者的轴测图的示意图；

图9示出了本申请实施例中轮组件的爆炸图的示意图；

图10示出了本申请实施例中减震组件的爆炸图的示意图；

图11示出了本申请实施例中支撑组件的爆炸图的示意图；

图12示出了本申请实施例中导轨固定件的轴测图的示意图。

附图标记：

100-底板；

200-轮组件；201-轮构件；202-电机轴端连接法兰；203-轴承压板；204a-第一轴承；204b-第二轴承；205-轮毂连接法兰；206-电机安装法兰；207-行走电机；208-包络范围；

300-转向组件；301-第一壳体；301a-台阶部；301b-过孔；302-转向齿轮；303-第三轴承；304-锁紧螺母；305-底板连接法兰；306-上盖；307-磁编码器；308-磁编码器安装板；308a-安装槽；308b-安装孔；309-磁钢；310-输出齿轮；311-立柱；312-第二壳体；313-转向电机；314-电机安装板；315-中空螺栓；

400-减震组件；401-减震器；402-上安装座；403-下安装座；404-销轴；405-紧固螺母；

500-支撑组件；501-导轨安装件；501a-扎线孔；501b-凸条部；501c-下安装孔；501d-第一侧板；501e-第二侧板；501f-安装部；501g-电机孔；502-压线板；503-导轨；504-滑块；505-滑块安装件；505a-大宽度部分；505b-小宽度部分；505c-上安装孔；506-防尘盖。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请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。

在本申请的描述中，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。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

本申请的第一方面提供一种行走机构，该行走机构包括支撑部、轮组件200、转向组件300、支撑组件500和减震组件400，以下将结合图1至图12具体描述这些部件的结构和工作原理。

在实施例中，轮组件200以绕着第一轴线可旋转的方式安装于支撑部，转向组件300与轮组件200连接，转向组件300和轮组件200能够绕着第二轴线同步旋转，当沿着第二轴线观察时，转向组件300设置于轮组件200的绕着第二轴线旋转的包络范围208内，因此，转向组件300实质上设置于轮组件200的由所述包络范围208限定的转向空间内，轮组件200的转向空间得以被充分利用，这样空间利用率高，整个行走机构布置紧凑，将行走机构应用于底盘时可以充分解放底盘的底部空间，在行走机构同时具有行走和转向的动力性、灵活性和通过性的情况下实现了小尺寸和低成本，有利于将应用该行走机构的底盘应用于家用环境中。

在实施例中，“转向空间”指的是轮组件200在进行转向时所需要的空间，或者说轮组件200在进行转向时所占用的空间，这里，首先结合图1至图3并尤其参见图3，在实施例中，支撑部可以为底板100，轮组件200可以安装于底板100的下方，在图1和图3给出的方位中，第一轴线可以理解为例如是沿着水平方向延伸的，虽然图中未示出第二轴线，但第二轴线可以为将要在后面提到的转向组件300所包括的转向齿轮302的轴线，因此，在图1和图3给出的方位中，第二轴线可以理解为例如是沿着竖直方向延伸的，这也就是说，在实施例中，第一轴线和第二轴线二者可以是垂直的，轮组件200绕着第一轴线进行的旋转运动使得行走机构能够行走，轮组件200绕着第二轴线进行的旋转运动使得行走机构能够改变行走方向。进一步地，尤其参见图2，“转向空间”应理解为这样的空间：由轮组件200绕着第二轴线旋转时所形成的包络范围208所限定的空间，这一空间的最大范围由轮组件200上的到第二轴线的距离最大的点来确定。优选地，第二轴线可以为轮组件200的中轴线(该中轴线也是下述轮组件200所包括的轮构件201的中轴线)，这里的中轴线应被理解为是一条对称轴：当沿着轮组件200的第一轴线(即轮组件200的轴向)观察时以及沿着垂直于轮组件的轴线的方向(即轮组件200的径向)观察时，观察到的轮组件200均关于该对称轴对称。因此，进一步参见图2，结合前面的描述，由于第二轴线为轮组件200的中轴线，轮组件200的经过第二轴线的横截面所具有的垂直于第二轴线的半径在轮组件200绕着第二轴线旋转时确定了转向空间的最大范围，从图2中可以看出，转向组件300、下述减震组件400和下述支撑组件500均位于轮组件200绕着第二轴线旋转的包络范围208内。参见图1至图3，本实施例中的转向组件300跨过轮组件200，并具有分别位于轮组件200的轴向上的两侧的部分，由此进一步充分地利用了转向空间。

为了便于后续描述的展开，这里将首先描述其余组件与轮组件200和转向组件300之间的连接关系，具体而言，转向组件300与上述底板100连接，支撑组件500将转向组件300和轮组件200两者连接起来，减震组件400设置于支撑组件500，在此基础上，以下将进一步描述转向组件300的具体结构。

结合图4至图8，并首先参见图4，图4示出了转向组件300的爆炸图的示意图。在实施例中，转向组件300可以包括固定构件、回转构件和第一壳体301，其中，结合图5和图6，固定构件可以为上述转向齿轮302，即以上提到的具有第二轴线的转向齿轮302(即转向齿轮302的轴线为第二轴线)，回转构件可以为输出齿轮310，输出齿轮310与转向齿轮302二者彼此配合即在图4中所示的实施例中彼此啮合，此外，图5作为转向齿轮302和输出齿轮310二者的俯视图，其示出的视角正是以上描述中所提到的沿着第二轴线观察时的视角。在实施例中，转向齿轮302可以固定于以上描述中提到的底板100，具体而言，如图4所示，转向齿轮302可以经由底板连接法兰305安装于上述底板100，例如通过依次贯穿底板100、底板连接法兰305和转向齿轮302的螺钉来进行安装。进一步地，在实施例中，转向组件300还可以包括保持构件，保持构件可以例如为第三轴承303，这里，第三轴承303包括能够彼此相对旋转的内圈和外圈，其中，第三轴承303的外圈可以与转向齿轮302固定，例如转向齿轮302开设有贯穿转向齿轮302的台阶孔，第三轴承303的外圈被容纳于该通孔内，底板连接法兰305可以包括设置于底板连接法兰305的一个底部的凸缘，在底板连接法兰305安装于转向齿轮302的状态下，凸缘抵靠于第三轴承303的外圈，以将该外圈压设于台阶孔的台阶位置，如此第三轴承303的外圈被固定于转向齿轮302，这样第三轴承303的外圈、转向齿轮302和底板连接法兰305三者相对于底板100的位置是不变的。

进一步地，第一壳体301可以与第三轴承303的内圈连接，参见图7，图7示出了第一壳体301的轴测图的示意图，这里结合图4，第一壳体301的底部包括过孔301b(过孔301b例如可以与转向齿轮302的通孔同轴)以及设置于过孔301b周围的台阶部301a，第三轴承303的内圈可以套设于台阶部301a并经由下述紧固构件固定于第一壳体301。具体地，紧固构件可以包括第一部分和第二部分，其中，紧固构件的第一部分可以抵接于第三轴承303的内圈，紧固构件的与第一部分相对的第二部分抵接于第一壳体301，紧固构件可以包括中空螺栓315和旋拧于中空螺栓315的锁紧螺母304，尤其参见图4，中空螺栓315可以从下方贯穿第一壳体301的过孔301b、转向齿轮302的通孔以及第三轴承303的内圈的通孔，锁紧螺母304可以位于第三轴承303的内圈的上方，并旋拧于中空螺栓315，进而抵接于第三轴承303的内圈并使中空螺栓315的头部抵接于第一壳体301的下方，从而将第三轴承303的内圈固定于第一壳体301，这样，与第三轴承303的外圈固定的转向齿轮302和底板连接法兰305二者能够相对于与第三轴承303的内圈固定的第一壳体301、中空螺栓315和锁紧螺母304三者旋转。

还需要说明的是，在实施例中，转向齿轮302所开设的通孔可以用于过线，即轮组件200的线束和转向组件300的线束(例如行走电机207的线束和转向电机313的线束)可以通过转向齿轮302的通孔、第三轴承303的内圈的孔以及底板连接法兰305的通孔而延伸到底板100的上方。这里为了加大线束通过的空间，中空螺栓315可以沿着自身的轴线方向开设有过线通道，即线束可以从中空螺栓315的内部穿过，如此还进一步降低了行走机构的重量以及使得行走机构更为紧凑。此外，转向组件300还可以包括防止异物进入第一壳体301以及保护下述转向电机313的上盖306(有利于提高转向组件300的耐久性和稳定性)，上盖306可以盖设于第一壳体301的上方，这里尤其参见图1，上盖306也可以开设通孔，该通孔使得底板连接法兰305通过而与底板100连接，也就是使得底板连接法兰305的部分高出上盖306而与底板100连接，在图1和图2中，还进一步示出了上述中空螺栓315和旋拧于中空螺栓315的锁紧螺母304，这里结合图3，底板100的与中空螺栓315对应的位置处可以开设有用于与中空螺栓315的过线通道连通的通孔，进而上述线束可以依次经过过线通道和底板100上的通孔。

进一步地，转向组件300还包括用于驱动输出齿轮310的第一驱动件和用于容纳第一驱动件的第二壳体312，在实施例中，第一驱动件为以上所提到的转向电机313，转向组件300可以进一步包括电机安装板314，转向电机313可以安装于电机安装板314的下方，进而转向电机313的输出轴贯穿电机安装板314而部分地暴露于电机安装板314的上方，如此转向电机313的输出轴可以与输出齿轮310连接，以用于驱动输出齿轮310旋转。在实施例中，转向电机313设置于第二壳体312内，第二壳体312限定阶梯状的容纳空间，该容纳空间的上部分相对于下部分而言具有更大的容积，转向电机313经由电机安装板314搭设于该容纳空间的上部分和下部分之间的交界位置的台阶处，并可以通过例如螺钉固定于第二壳体312，第二壳体312可以进一步通过例如螺钉固定于第一壳体301。由此，在转向电机313旋转的情况下，输出齿轮310被驱动，由于输出齿轮310与转向齿轮302啮合，并且转向齿轮302相对于底板100是固定的，输出齿轮310将围绕着转向齿轮302的轴线即第二轴线旋转，这同步地带动转向电机313、第二壳体312和第一壳体301绕着第二轴线旋转，因为轮组件200经由支撑组件500与转向组件300连接，因此轮组件200在这一过程中实现了转向。

在实施例中，转向组件300还可以包括检测构件，检测构件的至少部分可以设置于输出齿轮310，检测构件用于检测回转构件的旋转角度。作为一种示例，检测构件可以包括磁编码器307和磁性件例如磁钢309，参见图4并结合图8，其中，转向组件300还包括磁编码器安装板308，磁编码器安装板308可以通过两根立柱311与电极安装板的上端面连接，这使得磁编码器安装板308悬设于输出齿轮310的上方，进一步地，输出齿轮310的上端面可以开设有槽部，磁钢309可以与输出齿轮310同轴地设置于该槽部内，而磁编码器安装板308的上方可以设置有供磁编码器307安装的安装槽308a和安装孔308b，其中，安装孔308b可以贯穿磁编码器安装板308，安装槽308a开设于安装孔308b的边缘，由此磁编码器307悬设于磁钢309的上方，当输出齿轮310旋转时，磁钢309同步旋转，进而磁编码器307可以检测到输出齿轮310旋转的角度，这样在将行走机构应用于机器人的底盘中时，磁编码器307所检测的角度数据可以作为控制转向组件300的转向角度的依据来精确调节转向组件300的转向角度。

在以上描述的技术特征的基础上，以下将进一步描述连接转向组件300和轮组件200的支撑组件500。在实施例中，转向组件300的部分(结合以上描述和图1以及图3，这里的“部分”包括第一壳体301的部分和第二壳体312)和支撑组件500分别设置于轮组件200的在轮组件200的轴向上的两侧，当沿着第二轴线观察时，支撑组件500设置于包络范围内，这与以上所提到的有关转向组件300设置于包络范围内的有益效果相同，在此不再赘述，以下将结合图1、图3和图11给出的示例具体描述支撑组件500的具体结构。

如图11所示，支撑组件500可以包括与轮组件200连接的第一支撑构件和与转向组件300(具体来说是上面提到的第一壳体301)连接的第二支撑构件，第二支撑构件与第一支撑构件二者可以在与第二轴线的延伸方向平行的方向上即竖直方向上相对运动，如此轮组件200和转向组件300二者之间的高度差实际上是可变的。在实施例中，第一支撑构件可以为导轨安装件501，第二支撑构件可以为滑块安装件505，支撑组件500还可以包括竖直地安装于导轨安装件501的导轨503(即第一滑动构件)和安装于滑块安装件505的滑块504(即第二滑动构件)，滑块504和导轨503二者彼此滑动配合，使得导轨安装件501和滑块安装件505二者可以在竖直方向上相对运动。在实施例中，结合图12，导轨安装件501可以形成为实质上的壳体，其包括竖直设置的第一侧板501d和呈“U”形的第二侧板501e，二者共同限定出一个安装空间，这一安装空间可以用于安装后续将要提到的行走电机207，行走电机207经由第一侧板501d的下方开设的电机孔501g装入到该安装空间内。

进一步地，如图12所示，第一侧板501d的孔部的上方可以设置有相对于第一侧板501d向着滑块安装件505方向凸出的凸条部501b，导轨503可以经由螺钉安装于该凸条部501b，在凸条部501b的一侧例如凸条部501b的图12中的右侧，第一侧板501d可以例如在上方开设有扎线孔501a，主要起到过线以及固定行走电机207的线束的作用。仍然参见图12，第一侧板501d还设置有凸出的安装部501f，支撑组件500还包括压线构件例如压线板502，压线板502可以通过例如螺钉与安装部501f连接，如此压线板502与第一侧板501d二者之间形成了用于过线的通道，起到引导线束的作用，压线板502可以相对于导轨503和滑块504二者的配合位置靠近扎线孔501a，这将彼此配合的导轨503和滑块504二者同线束分开，避免了导轨503和滑块504上、下滑动时损坏行走电机207的电机线，在实施例中，由于前面凸条部501b的设置，使得设置于凸条部501b的导轨503与第一侧板501d间隔开一定的距离，这允许压线板502和第一侧板501d之间设置具有更大容积的过线的通道，以便于线束的通过，同时，在设计安装部501f时只需要将其凸出于第一侧板501d的高度即可满足保护线束的需求。

进一步地，参见图11，滑块安装件505形成为块状，其面向导轨安装件501的侧部可以形成有槽部，该槽部用于固定滑块504，滑块安装件505可以呈阶梯状，即上部分形成为大宽度部分505a，下部分形成为小宽度部分505b，其中小宽度部分505b可以容纳于导轨安装件501的安装空间内，随着导轨安装件501和滑块安装件505的运动，小宽度部分505b可以例如部分地暴露在导轨安装件501的外部(正如图1和图3所示出的)，大宽度部分505a则会在小宽度部分505b被完全容纳在安装空间内的状态下抵接于导轨安装件501的顶部，使得滑块安装件505进一步向着导轨安装件501的运动被阻止。进一步结合图1和图3，支撑组件500还可以包括防尘盖506，防尘盖506的形状与导轨安装件501的第一侧板501d的形状相似，其与第二侧板501e连接，以封闭安装空间，防止异物进入安装空间并保护安装空间内的各个部件。此外，虽然图中未示出，但在一些示例中，也可以是滑块设置于导轨安装件，而导轨设置于滑块安装件，滑块和导轨二者仍然进行滑动配合。

进一步地，在实施例中，根据以上所描述的技术特征，支撑组件500在竖直方向上的跨度是可变的，由此，支撑组件500可以与减震组件400形成配合。具体地，减震组件400可以位于轮组件200的支撑组件500所在侧，当沿着第二轴线观察时，减震组件400设置于包络范围内，如此进一步有利于充分利用转向空间，这里不再赘述。结合图1、图3和图10，减震组件400的第一端可以与导轨安装件501连接，减震组件400的第二端可以与滑块安装件505连接，进而减震组件400可以沿着竖直方向即与第二轴线平行的方向延伸，这样减震组件400在伸缩时的方向由于与导轨503和滑块504二者的运动方向是相同的，确保了减震组件400运动的顺畅程度，如此，轮组件200在竖直方向上所受到的冲击可以由减震组件400配合支撑组件500的伸缩来缓冲，而由于支撑组件500的导轨503和滑块504自身的刚度，其余方向的冲击所带来的不良影响也可以被抵消，这增加了行走机构在行进过程中的稳定性。

参见图10，减震组件400可以包括第一座、第二座和减震器401，在实施例中，第一座可以为上安装座402，上安装座402设置于减震组件400的第一端，上安装座402可以与滑块安装件505连接，第二座可以为下安装座403，下安装座403设置于减震组件400的第二端，下安装座403可以与导轨安装件501连接，减震器401包括彼此相对的两端，这两端分别与上安装座402和下安装座403连接。在实施例中，减震器401的两端的结构可以是相同的，上安装座402和下安装座403两者的结构可以是相同的，因此下面将以下安装座403和减震器401的下端为例对二者的连接方式进行说明。如图10所示，下安装座403包括板部和设置于板部的两个间隔开来的耳部，减震器401的下端设置有通孔，减震组件400还包括销轴404和紧固螺母405，减震器401的下端插入到两个耳部之间，销轴404贯穿两个耳部和减震器401下端的通孔，紧固螺母405旋拧于销轴404从而将下安装座403与减震器401的下端连接，同理，上安装座402和减震器401的上端的连接方式也是如此，在此不再赘述。此外，参见图11并结合图12，在实施例中，上安装座402的板部可以与滑块安装件505的大宽度部505a的侧部上开设的上安装孔505c经由螺钉连接，下安装座403的板部可以与导轨安装件501的第二侧板501e上开设的下安装孔501c经由螺钉连接。

在以上描述的特征的基础上，以下将进一步描述轮组件200的具体结构。在实施例中，轮组件200包括轮构件201、第一轮毂、第二轮毂、连接件和轴承压板203，此外，行走机构还包括用于驱动轮构件201的行走电机207(行走电机207可以是减速电机，也可以是非减速电机)。具体而言，参见图9，第一轮毂可以为电机安装法兰206，行走电机207安装于电机安装法兰206的在电机安装法兰206的轴向上的第一侧，行走电机207的输出轴贯穿第一轮毂而部分地暴露于电机安装法兰206的在电机安装法兰206的轴向上的第二侧，电机安装法兰206可以经由螺钉安装于导轨安装件501的第一侧板501d，使得行走电机207能够被设置于导轨安装件501的安装空间内。

仍然参见图9，第二轮毂可以为轮毂连接法兰205，轮毂连接法兰205套设于电机安装法兰206，二者之间设置有第一支承构件和第二支承构件，第一支承构件和第二支承构件二者可以例如分别为第一轴承204a和第二轴承204b，在实施例中，轮毂连接法兰205的内孔中设置有两个相邻的定位台阶，两个定位台阶分别用于抵接第一轴承204a的外圈和第二轴承204b的外圈的第一侧面，电机安装法兰206设置有另一定位台阶，另一定位台阶用于抵接第二轴承204b的外圈的第二侧面，轴承压板203设置于电机安装法兰206的第二侧，轴承压板203与电机安装法兰206可以经由螺钉连接，如此轴承压板203抵接于第一轴承204a的外圈，如此实现了对两个轴承各自的外圈的定位。第一轴承204a的内圈和第二轴承204b的内圈二者均安装于电机安装法兰206，这使得在第一轴承204a和第二轴承204b二者的支承下，轮毂连接法兰205能够相对于电机安装法兰206旋转，在实施例中，轮毂连接法兰205可以进一步与轮构件201连接，因此轮构件201和轮毂连接法兰205二者可以相对于电机安装法兰206同步旋转。

参见图9，在实施例中，行走电机207的输出轴可以贯穿轴承压板203而与连接件连接，连接件可以为电机轴端连接法兰202，因此电机轴端连接法兰202可以在行走电机207的输出轴的驱动下旋转(例如行走电机207的输出轴与电机轴端连接法兰202上的孔部键连接)，进一步地，电机轴端连接法兰202可以与轮毂连接法兰205连接，如此，轮毂连接法兰205可以在行走电机207的输出轴的驱动下而相对于电机安装法兰206旋转，进而轮构件201可以相对于电机安装法兰206旋转。

在实施例中，轮毂连接法兰205和电机安装法兰206之间有两个轴承(即第一轴承204a和第二轴承204b，下同)支撑，这两个轴承可以分担行走电机207的输出轴所受到的冲击和震动，如果没有这两个轴承，而是采用电机直接驱动轮构件，轮构件受到的来自地面的支撑力会直接施加到电机的输出轴上，特别是当地面颠婆或者越障过坎时，这个冲击力会很大(在行走机构应用于底盘时，这个冲击力往往会达到3倍以上的底盘自重)，这就要求行走电机或减速箱的输出轴和其内部的支撑轴承较大，否则容易损坏电机或减速箱，但当行走电机尺寸较大时，一方面，从整体上来说，行走模块尺寸会增大，另一方面，行走电机自身的价格会偏高。而如本实施例中采用两个轴承支撑，优选地，将这两个轴承对称地布置于垂直于轮构件201的轴向的对称平面两侧，轮构件201受到的冲击力会通过这两个轴承传递到行走电机207或减速机的机体上，避免行走电机207的输出轴受力，这样可以选用体积较小、成本较低的行走电机207，这使得行走机构的整体尺寸较小。

进一步考虑减震组件400和支撑组件500时，当遇到颠簸不平路面时(假设遇到台阶)，轮构件201受到向上冲击，冲击通过轮毂连接法兰205传递到第一轴承204a和第二轴承204b，再经由这两个轴承传递到电机安装法兰206上，又经由电机安装法兰206又传递到导轨安装件501上，进而冲击会传递到减震器401下端，最终通过减震器401上的弹簧缓解掉冲击，而与减震器401的上端连接的滑块504固定件则会因为弹簧的缓冲，使得冲击的幅度降低，最终反映的效果就是与滑块安装件505相连的第一壳体301以及第一壳体301上方的底板100以及机器人本体不会受到明显冲击。

本申请实施例提供的行走机构可以单独行走和转向，并且设置有减震组件400，具有动力性强、灵活性好、通过性强等特点。

本申请实施例提供的行走机构中的行走电机207的输出轴与轮构件201间采用两个轴承支撑，避免行走电机207的输出轴直接承受的冲击和震动，大大降低行走电机207输出轴的尺寸、刚度需求，由此可以选用小尺寸的行走电机207来实现行走，避免传统电机直连尺寸大、占用空间多以及价格高的缺点。

本申请实施例提供的行走机构采用导轨503和滑块504加减震器401共同作用的方式，具有减震行程大、刚度好以及抗冲击的特点，可以充分适应家庭中的各种复杂环境。

本申请实施例提供的行走机构的减震组件400和导轨503、滑块504是竖直、平行布置的，并布置在轮组件200的旋转包络范围内，充分利用转向空间，整个行走机构布置紧凑，空间利用率高，应用于机器人的底盘时可以充分解放底盘底部空间，最大限度的为底盘其他电子元器件的布置留出空间，为底盘以及机器人的整体结构做小做轻提供前提条件。

本申请实施例提供的行走机构采用模块化设计，转向组件300、支撑组件500、减震组件400和轮组件200分别作为四个模块，可以独立快速地安装，为后续批量生产、调试提供有利条件。

本申请的第二方面还提供一种底盘，包括如上行走机构，也具有如上有益效果，行走机构的数量可以为四个，四个行走机构设置于上述底板100的下方。

本申请的第三方面还提供一种机器人，包括如上的底盘，也包括如上有益效果，在此不再赘述。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是在本申请的创新构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的保护范围内。

Claims (22)

1.一种行走机构，其特征在于，包括：

支撑部；

轮组件，以绕着第一轴线可旋转的方式安装于所述支撑部；

转向组件，与所述轮组件连接，所述转向组件和所述轮组件能够绕着第二轴线同步旋转，当沿着所述第二轴线观察时，所述转向组件设置于所述轮组件的绕着所述第二轴线旋转的包络范围内。

2.根据权利要求1所述的行走机构，其特征在于，所述转向组件包括：

固定构件，所述固定构件中的至少一个装置的轴线为所述第二轴线；

回转构件，与所述固定构件彼此配合；

第一壳体，与所述回转构件连接，所述第一壳体与所述轮组件连接，所述第一壳体被驱动以与所述回转构件绕着所述第二轴线同步旋转。

3.根据权利要求2所述的行走机构，其特征在于，所述转向组件还包括保持构件，所述保持构件包括彼此旋转的第一部分和第二部分，所述第一部分与所述固定构件连接，所述第二部分相对于所述支撑部固定。

4.根据权利要求3所述的行走机构，其特征在于，所述转向组件还包括：

第一驱动件，与所述回转构件连接，以驱动所述回转构件旋转；

第二壳体，所述第一驱动件设置于所述第二壳体，所述第二壳体与所述第一壳体连接。

5.根据权利要求4所述的行走机构，其特征在于，所述固定构件和所述回转构件分别形成有彼此啮合的齿部，所述回转构件被所述第一驱动件驱动以绕着所述固定构件旋转。

6.根据权利要求2所述的行走机构，其特征在于，所述转向组件还包括保持构件，所述固定构件包括第一孔，所述保持构件设置于所述第一孔，所述保持构件与所述第一壳体连接，所述保持构件包括与所述第一孔同轴的第二孔。

7.根据权利要求6所述的行走机构，其特征在于，所述转向组件还包括紧固构件，所述紧固构件的第一部分抵接于所述保持构件，所述紧固构件的与所述第一部分相对的第二部分抵接于所述第一壳体，所述紧固构件包括沿着所述第二轴线的延伸方向延伸的过线通道。

8.根据权利要求2所述的行走机构，其特征在于，所述转向组件还包括检测构件，所述检测构件的至少部分设置于所述回转构件，所述检测构件用于检测所述回转构件的旋转角度。

9.根据权利要求1所述的行走机构，其特征在于，所述行走机构还包括支撑组件，所述转向组件经由所述支撑组件与所述轮组件连接，所述转向组件的部分和所述支撑组件分别设置于所述轮组件的在所述轮组件的轴向上的两侧，当沿着所述第二轴线观察时，所述支撑组件设置于所述包络范围内。

10.根据权利要求9所述的行走机构，其特征在于，所述支撑组件包括：

第一支撑构件，与所述轮组件连接；

第二支撑构件，与所述转向组件连接，所述第二支撑构件与所述第一支撑构件二者在与所述第二轴线的延伸方向平行的方向上相对运动。

11.根据权利要求10所述的行走机构，其特征在于，所述支撑组件还包括：

第一滑动构件，设置于所述第一支撑构件；

第二滑动构件，设置于所述第二支撑构件，所述第二滑动构件与所述第一滑动构件沿着与所述第二轴线的延伸方向平行的方向滑动配合。

12.根据权利要求11所述的行走机构，其特征在于，所述第一支撑构件包括扎线孔，所述支撑组件还包括压线构件，所述压线构件面对所述扎线孔，所述压线构件与所述第一支撑构件连接，所述压线构件相对于所述第一滑动构件和所述第二滑动构件二者的配合位置靠近所述扎线孔。

13.根据权利要求12所述的行走机构，其特征在于，所述第一支撑构件包括凸部，所述凸部面向所述第二支撑构件，所述第一滑动构件设置于所述凸部。

14.根据权利要求10所述的行走机构，其特征在于，所述第一支撑构件包括容纳空间，所述支撑组件还包括盖，所述盖与所述第一支撑构件连接，所述轮组件的部分设置于所述容纳空间内。

15.根据权利要求10所述的行走机构，其特征在于，还包括减震组件，所述减震组件位于所述轮组件的支撑组件所在侧，所述减震组件的第一端与所述第一支撑构件连接，所述减震组件的与所述第一端相对的第二端与所述第二支撑构件连接。

16.根据权利要求15所述的行走机构，其特征在于，当沿着所述第二轴线观察时，所述减震组件设置于所述包络范围内。

17.根据权利要求16所述的行走机构，其特征在于，所述减震组件被设置为自所述减震组件的所述第一端指向所述减震组件的所述第二端的方向与所述第二轴线的延伸方向平行。

18.根据权利要求15所述的行走机构，其特征在于，所述减震组件包括：

第一座，设置于所述减震组件的第一端，所述第一座与所述第一支撑构件连接；

第二座，设置于所述减震组件的第二端，所述第二座与所述第二支撑构件连接；

减震器，所述减震器包括彼此相对的两端，所述两端分别与所述第一座和所述第二座连接。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的行走机构，其特征在于，所述轮组件包括：

轮构件；

第一轮毂，所述轮构件套设于所述第一轮毂；

第一支承构件和第二支承构件，所述第一支承构件和所述第二支承构件设置于所述轮构件与所述第一轮毂之间。

20.根据权利要求19所述的行走机构，其特征在于，所述轮组件还包括：

第二驱动件，可旋转地设置于所述第一轮毂；

第二轮毂，套设于所述第一轮毂，所述第二轮毂设置于所述第一轮毂与所述轮构件之间，所述第二轮毂与所述轮构件连接，所述第一支承构件和所述第二支承构件二者设置于所述第二轮毂与所述第一轮毂之间；

连接件，连接所述第二驱动件的输出端和所述第二轮毂。

21.一种底盘，其特征在于，包括如权利要求1至20中任一项所述的行走机构。

22.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求21所述的底盘。

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