CN114227764A - 适用于小空间的机器人转向底盘结构 - Google Patents

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苏瑞
衡进
孙贇
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Abstract

本发明涉及机器人底盘技术领域，且公开了适用于小空间的机器人转向底盘结构，包括转向组件，所述转向组件的内部设有驱动皮带，所述驱动皮带的内部传动连接有前驱动齿轮，所述前驱动齿轮的外壁啮合连接有前从动齿轮。该适用于小空间的机器人转向底盘结构，转向时驱动盘带动驱动皮带转动，进一步使得前轮轴带动前车轮转向，后轮轴带动后车轮转动，从而达到了转向时四轮同时转向，便于机器人在电梯等狭小空间内灵活转向的效果。转向时后轮轴挤压驱动凸盘，此时转向内的后车轮速度降低，转向外的后车轮车速增大，使得两侧后车轮差速行驶，从而达到了转向过程中两侧车轮差速行驶避免机器人转向时侧翻的效果。

Description

适用于小空间的机器人转向底盘结构
技术领域
本发明涉及机器人底盘技术领域，具体为适用于小空间的机器人转向底盘结构。
背景技术
机器人是能够半自主或全自主工作的智能机器。机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。机器人移动底盘主要有轮式、履带式、轮履复合式、腿足式和蠕动式等，其中，轮式移动底盘最为常见，具有速度快，机动性好等优点。
机器人转向底盘大多采用每个驱动轮由单独的电机控制方向，不仅控制复杂，而且成本也较高，且机器人在转向过程中转向内的轮胎运动速度与转向外的轮胎速度一般相同，不仅增大了转向角，还增加了侧翻的可能，为解决上述问题，我们提出了适用于小空间的机器人转向底盘结构。
发明内容
针对现有技术的不足，为解决上述的问题，本发明提供如下技术方案：适用于小空间的机器人转向底盘结构，包括转向组件，所述转向组件的内部设有驱动皮带，所述驱动皮带的内部传动连接有前驱动齿轮，所述前驱动齿轮的外壁啮合连接有前从动齿轮，所述前从动齿轮的内部固定连接有前转动杆，所述前转动杆的底部活动连接有前轮轴，所述前轮轴的一端固定连接有前车轮，所述驱动皮带的内部传动连接有后驱动齿轮，所述后驱动齿轮的外壁啮合连接有后从动齿轮，所述后从动齿轮的内部固定连接有后转动杆，所述后转动杆的底部固定连接有套杆，所述套杆的内部转动连接有后轮轴，所述后轮轴的一端固定连接有后车轮。
还包括调速组件，所述调速组件的内部设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴固定连接有驱动轴，所述驱动轴远离驱动电机一端的外壁滑动连接有滑套，所述滑套的底部活动连接有连接弹簧，所述滑套的顶部固定连接有驱动凸盘。
还包括底盘本体，所述底盘本体的顶部设有驱动盘，所述驱动盘的外壁传动连接有转向组件，所述底盘本体的顶部固定连接有支撑板，所述支撑板的内部设有调速组件。
进一步的，所述驱动皮带的内部与驱动盘的外壁传动连接，且所述驱动皮带内部的结构对称设置，便于带动驱动皮带转动。
进一步的，所述前转动杆的底部固定连接有套杆，且这个套杆套接在前轮轴的外壁，便于带动前轮轴转动。
进一步的，所述后轮轴与驱动凸盘的外壁传动连接，且所述后轮轴未与驱动凸盘的中心点传动连接，所述驱动凸盘具有一定的倾斜角度，便于调节后轮轴的转速。
进一步的，所述滑套的内部有与驱动轴的外壁相适配的凹槽，所述驱动轴的外壁为棱形形状，便于带动滑套转动。
进一步的，所述连接弹簧远离滑套的一侧与驱动电机的顶部固定连接。
进一步的，所述底盘本体的顶部左右对称设置，且该底盘本体可为前轮驱动、后轮驱动、前后轮共同驱动。
进一步的，所述驱动盘的底部与转向电机的输出轴固定连接，便于驱动盘转动。
与现有技术相比，本发明提供了适用于小空间的机器人转向底盘结构，具备以下有益效果：
1、该适用于小空间的机器人转向底盘结构，通过驱动盘和驱动皮带、前轮轴、后驱动齿轮、后从动齿轮、前车轮、后轮轴、后车轮的配合使用，转向时驱动盘带动驱动皮带转动，进一步使得前轮轴带动前车轮转向，此时后驱动齿轮带动后从动齿轮转动，进一步使得后轮轴带动后车轮转动，从而达到了转向时四轮同时转向，便于机器人在电梯等狭小空间内灵活转向的效果。
2、该适用于小空间的机器人转向底盘结构，通过后轮轴和驱动凸盘、后车轮的配合使用，转向时后轮轴挤压驱动凸盘，此时后轮轴与驱动凸盘之间的传动比会发生改变，进一步使得底盘的两个后车轮的速度发生改变，此时转向内的后车轮速度降低，转向外的后车轮车速增大，使得两侧后车轮差速行驶，从而达到了转向过程中两侧车轮差速行驶避免机器人转向时侧翻的效果。
附图说明
图1为本发明整体结构立体示意图；
图2为本发明整体结构俯视示意图；
图3为本发明整体结构主视示意图；
图4为本发明支撑板结构剖视示意图；
图5为本发明滑套结构剖视示意图；
图6为本发明图4中A结构放大示意图。
图中：1、底盘本体；2、驱动盘；3、转向组件；4、支撑板；5、调速组件；301、驱动皮带；302、前驱动齿轮；303、前从动齿轮；304、前转动杆；305、前轮轴；306、前车轮；307、后驱动齿轮；308、后从动齿轮；309、后转动杆；310、套杆；311、后轮轴；312、后车轮；501、驱动电机；502、驱动轴；503、滑套；504、连接弹簧；505、驱动凸盘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
该适用于小空间的机器人转向底盘结构的实施例如下：
请参阅图1-图6，适用于小空间的机器人转向底盘结构，包括转向组件3，转向组件3的内部设有驱动皮带301，驱动皮带301的内部与驱动盘2的外壁传动连接，且驱动皮带301内部的结构对称设置，便于带动驱动皮带301转动，驱动皮带301的内部传动连接有前驱动齿轮302，前驱动齿轮302的外壁啮合连接有前从动齿轮303，前从动齿轮303的内部固定连接有前转动杆304，前转动杆304的底部活动连接有前轮轴305，前轮轴305的一端固定连接有前车轮306，驱动皮带301的内部传动连接有后驱动齿轮307，后驱动齿轮307的外壁啮合连接有后从动齿轮308，后从动齿轮308的内部固定连接有后转动杆309，后转动杆309的底部固定连接有套杆310，前转动杆304的底部固定连接有套杆310，且这个套杆310套接在前轮轴305的外壁，便于带动前轮轴305转动，套杆310的内部转动连接有后轮轴311，后轮轴311与驱动凸盘505的外壁传动连接，且后轮轴311未与驱动凸盘505的中心点传动连接，驱动凸盘505具有一定的倾斜角度，便于调节后轮轴311的转速，后轮轴311的一端固定连接有后车轮312。
还包括调速组件5，调速组件5的内部设有驱动电机501，驱动电机501的输出轴固定连接有驱动轴502，驱动轴502远离驱动电机501一端的外壁滑动连接有滑套503，滑套503的内部有与驱动轴502的外壁相适配的凹槽，驱动轴502的外壁为棱形形状，便于带动滑套503转动，滑套503的底部活动连接有连接弹簧504，连接弹簧504远离滑套503的一侧与驱动电机501的顶部固定连接，滑套503的顶部固定连接有驱动凸盘505。
还包括底盘本体1，底盘本体1的顶部左右对称设置，且该底盘本体1可为前轮驱动、后轮驱动、前后轮共同驱动，底盘本体1的顶部设有驱动盘2，驱动盘2的底部与转向电机的输出轴固定连接，便于驱动盘2转动，驱动盘2的外壁传动连接有转向组件3，底盘本体1的顶部固定连接有支撑板4，支撑板4的内部设有调速组件5。
工作原理:转向时，启动驱动盘2底部的转向电机，因为驱动皮带301的内部与驱动盘2的外壁传动连接，所以此时驱动盘2可以带动驱动皮带301转动，又因为驱动皮带301的内部传动连接有前驱动齿轮302，所以此时前驱动齿轮302可以转动，又因为前驱动齿轮302的外壁啮合连接有前从动齿轮303，前从动齿轮303的内部固定连接有前转动杆304，所以此时前从动齿轮303可以带动前转动杆304转动，又因为前转动杆304的底部活动连接有前轮轴305，前转动杆304的底部固定连接有套杆310，且这个套杆310套接在前轮轴305的外壁，所以此时前轮轴305可以转动，又因为前轮轴305的一端固定连接有前车轮306，所以此时前车轮306可以转向。
又因为驱动皮带301的内部传动连接有后驱动齿轮307，后驱动齿轮307的外壁啮合连接有后从动齿轮308，所以此时后驱动齿轮307可以带动后从动齿轮308转动，又因为后从动齿轮308的内部固定连接有后转动杆309，后转动杆309的底部固定连接有套杆310，所以此时后转动杆309可以带动套杆310转动，又因为套杆310的内部转动连接有后轮轴311，后轮轴311的一端固定连接有后车轮312，所以此时后轮轴311可以带动后车轮312转动，从而达到了转向时四轮同时转向，便于机器人在电梯等狭小空间内灵活转向的效果。
转向时后轮轴311转动，因为后轮轴311与驱动凸盘505的外壁传动连接，所以此时后轮轴311会挤压驱动凸盘505，又因为滑套503的顶部固定连接有驱动凸盘505，所以此时滑套503也会受到一个挤压力，又因为驱动轴502远离驱动电机501一端的外壁滑动连接有滑套503，滑套503的内部有与驱动轴502的外壁相适配的凹槽，驱动轴502的外壁为棱形形状，所以此时驱动轴502会保持带动滑套503转动，进一步使得驱动凸盘505保持带动后轮轴311转动，又因为后轮轴311未与驱动凸盘505的中心点传动连接，驱动凸盘505具有一定的倾斜角度，所以此时后轮轴311与驱动凸盘505之间的传动比会发生改变，进一步使得底盘的两个后车轮312的速度发生改变，此时转向内的后车轮312速度降低，转向外的后车轮312车速增大，进而在转向过程中形成两侧后车轮312差速行驶，降低了侧翻的危险，从而达到了转向过程中两侧车轮差速行驶避免机器人转向时侧翻的效果。
综上所述，该适用于小空间的机器人转向底盘结构，转向时驱动盘2带动驱动皮带301转动，进一步使得前轮轴305带动前车轮306转向，此时后驱动齿轮307带动后从动齿轮308转动，进一步使得后轮轴311带动后车轮312转动，从而达到了转向时四轮同时转向，便于机器人在电梯等狭小空间内灵活转向的效果。
转向时后轮轴311挤压驱动凸盘505，此时后轮轴311与驱动凸盘505之间的传动比会发生改变，进一步使得底盘的两个后车轮312的速度发生改变，此时转向内的后车轮312速度降低，转向外的后车轮312车速增大，使得两侧后车轮312差速行驶，从而达到了转向过程中两侧车轮差速行驶避免机器人转向时侧翻的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.适用于小空间的机器人转向底盘结构，包括转向组件(3)，其特征在于：所述转向组件(3)的内部设有驱动皮带(301)，所述驱动皮带(301)的内部传动连接有前驱动齿轮(302)，所述前驱动齿轮(302)的外壁啮合连接有前从动齿轮(303)，所述前从动齿轮(303)的内部固定连接有前转动杆(304)，所述前转动杆(304)的底部活动连接有前轮轴(305)，所述前轮轴(305)的一端固定连接有前车轮(306)，所述驱动皮带(301)的内部传动连接有后驱动齿轮(307)，所述后驱动齿轮(307)的外壁啮合连接有后从动齿轮(308)，所述后从动齿轮(308)的内部固定连接有后转动杆(309)，所述后转动杆(309)的底部固定连接有套杆(310)，所述套杆(310)的内部转动连接有后轮轴(311)，所述后轮轴(311)的一端固定连接有后车轮(312)。
2.根据权利要求1所述的适用于小空间的机器人转向底盘结构，其特征在于：还包括调速组件(5)，所述调速组件(5)的内部设有驱动电机(501)，所述驱动电机(501)的输出轴固定连接有驱动轴(502)，所述驱动轴(502)远离驱动电机(501)一端的外壁滑动连接有滑套(503)，所述滑套(503)的底部活动连接有连接弹簧(504)，所述滑套(503)的顶部固定连接有驱动凸盘(505)。
3.根据权利要求1所述的适用于小空间的机器人转向底盘结构，其特征在于：还包括底盘本体(1)，所述底盘本体(1)的顶部设有驱动盘(2)，所述驱动盘(2)的外壁传动连接有转向组件(3)，所述底盘本体(1)的顶部固定连接有支撑板(4)，所述支撑板(4)的内部设有调速组件(5)。
4.根据权利要求1所述的适用于小空间的机器人转向底盘结构，其特征在于：所述驱动皮带(301)的内部与驱动盘(2)的外壁传动连接，且所述驱动皮带(301)内部的结构对称设置。
5.根据权利要求1所述的适用于小空间的机器人转向底盘结构，其特征在于：所述前转动杆(304)的底部固定连接有套杆(310)，且这个套杆(310)套接在前轮轴(305)的外壁。
6.根据权利要求1所述的适用于小空间的机器人转向底盘结构，其特征在于：所述后轮轴(311)与驱动凸盘(505)的外壁传动连接，且所述后轮轴(311)未与驱动凸盘(505)的中心点传动连接，所述驱动凸盘(505)具有一定的倾斜角度。
7.根据权利要求2所述的适用于小空间的机器人转向底盘结构，其特征在于：所述滑套(503)的内部有与驱动轴(502)的外壁相适配的凹槽，所述驱动轴(502)的外壁为棱形形状。
8.根据权利要求2所述的适用于小空间的机器人转向底盘结构，其特征在于：所述连接弹簧(504)远离滑套(503)的一侧与驱动电机(501)的顶部固定连接。
9.根据权利要求3所述的适用于小空间的机器人转向底盘结构，其特征在于：所述底盘本体(1)的顶部左右对称设置，且该底盘本体(1)可为前轮驱动、后轮驱动、前后轮共同驱动。
10.根据权利要求3所述的适用于小空间的机器人转向底盘结构，其特征在于：所述驱动盘(2)的底部与转向电机的输出轴固定连接。
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