CN114348149B - 多模态机器人底盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多模态机器人底盘，该机器人底盘包括第一模块、控制中枢模块和第二模块，所述控制中枢模块位于机器人底盘的中部，所述第一模块和第二模块位于机器人底盘的两端，该机器人底盘的第一模块、控制中枢模块和第二模块之间均有对位孔与螺栓、铆压螺母进行对位配合，更换控制中枢模块两端的不同模块如：第一模块加控制中枢模块加第二模块，或第二模块加控制中枢模块加第二模块，可将底盘组合为两种不同的类型样式，改变了机器人的制造方式，并且当出现故障需要维修时只需维修对应模块即可，若故障问题现场无法处理可直接更换对应模块并将该模块返厂维修即可，无需增派人力现场维修测试，更加快捷方便，结构更为简化便于维修和需求定制。

Description

多模态机器人底盘

技术领域

本发明机器人技术领域，尤其是一种多模态机器人底盘。

背景技术

随着科技的发展，人们在机器人方面的研发投入也日趋增加，机器人能取代人力进行高强度的劳动，有利于生产效率的提高，更能节约人力成本；底盘是机器人组成中较为重要的一个部分，作为机器人的移动部件，其实现了机器人的各种移动需求；现有的机器人底盘基本采用了一款机器人对应一款底盘，或者更改上装结构来调整功能的样式，使得机器人底盘的样式过多而且大部分相互之间无法进行通用，使得机器人的生产基本均为定制产品，不仅导致没有批量的生产而引起的价格过高问题，而且因为没有统一的设计方案使得每款产品的维护和维修都极为复杂；因此，为了满足日益增长和不断完善的机器人行业，有必要设计一种多模态机器人底盘。

发明内容

本发明针对上述技术不足，提供一种第一模块、控制中枢与电池模块和第二模块之间均有对位孔与螺栓、铆压螺母进行对位配合，更换不同的模块可将底盘组合为不同的运行模式，改变了机器人的制造方式，满足不同客户的车辆需求定制；并且当出现故障需要维修时只需维修对应模块即可，若故障问题现场无法处理可直接更换对应模块将更换模块返厂维修即可，无需增派人力现场维修测试，更加方便快捷，整体结构更为简化便于维修的机器人底盘。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

多模态机器人底盘，该机器人底盘包括第一模块、控制中枢模块和第二模块，所述控制中枢模块位于机器人底盘的中部，所述第一模块和第二模块位于机器人底盘的两端，所述控制中枢模块端部的两侧均设有对位孔，所述第一模块和第二模块均通过螺栓与对位孔配合实现对控制中枢模块的连接，所述第一模块上的螺栓通过第一铆合螺母铆合固定在控制中枢模块上，所述第二模块上的螺栓通过第二铆合螺母铆合固定在控制中枢模块上，所述第一模块和第二模块的两侧均设有同一安装孔位的固定构件，所述第一模块与第二模块通过固定构件与控制中枢模块连接成为模态一：前转向后驱模态，所述第二模块与第二模块通过固定构件与控制中枢模块连接成为模态二：四轮差动模态。

进一步，所述第一模块包括第一模块壳体、第一滚轮、第一滚轮固定座和第一双叉臂减震套件，所述第一双叉臂减震套件设置在第一模块壳体的两侧上，所述第一滚轮安装在第一滚轮固定座的一端上，所述第一滚轮固定座的另一端连接在第一双叉臂减震套件的一端上，所述第一双叉臂减震套件的另一端固定于第一模块壳体上。

进一步，所述第一双叉臂减震套件包括呈V形的第一叉臂、呈A形的第二叉臂和避震器，所述第一模块壳体顶部的两侧外壁上至少设有两个第一叉臂连接座，所述第一叉臂上具有双端头结构的部分通过转轴连接在第一叉臂连接座上，所述第一叉臂上单端头结构的部分通过转轴连接在第一滚轮固定座上，所述第一模块壳体底面的两侧设有第二叉臂连接座，所述第二叉臂的一端通过两个转轴连接在第二叉臂连接座，所述第二叉臂的另一端通过一个转轴连接在第一滚轮固定座上，所述第一叉臂连接座一侧外的第一模块壳体外壁上设有避震器连接座，所述避震器的一端通过转轴连接在避震器连接座上，所述避震器的另一端通过转轴连接在第二叉臂上。

进一步，所述第一模块还包括转向机构，所述转向机构包括驱动装置、传动臂和防尘套，所述驱动装置包括与减速机配备使用的转向电机和球头驱动杆，所述转向电机设置在第一模块壳体内，所述球头驱动杆中部通过齿轮和齿条配合在转向电机的驱动端上，所述防尘套设置在第一模块壳体的两侧壁面上，所述球头驱动杆的另一端与传动臂的一端连接，所述防尘套套设在球头驱动杆和传动臂的一端上，所述第一滚轮固定座的一侧上设有传动臂连接座，所述传动臂的另一端通过转轴连接在传动臂连接座上。

进一步，所述第二模块包括第二模块壳体、第二滚轮、第二滚轮固定座、第二双叉臂减震套件、第一驱动机构和第二驱动机构，所述第二双叉臂减震套件设置在第二模块壳体的两侧上，所述第二滚轮安装在第二滚轮固定座的一端上，所述第二滚轮固定座的另一端连接在第二双叉臂减震套件的一端上，所述第二双叉臂减震套件的另一端固定于第二模块壳体上，所述第二模块壳体内设有电控箱，当其组成模态二时前后第二模块仅有后模块设有电控箱。

进一步，所述第二驱动机构包括与第二减速机配备使用的第二驱动电机和第二万向节，所述第二模块壳体内至少设有两个第二驱动电机，所述第二驱动电机的驱动端部分与第二减速机输入端连接，所述第二减速机贯穿到第二模块壳体外，所述第二万向节的一端连接在减速机输出端，所述第二万向节的另一端与第二滚轮固定座连接。

进一步，所述第二双叉臂减震套件包括呈V形的第三叉臂、呈A形的第四叉臂和避震器，所述第二模块壳体顶部的两侧外壁上至少设有两个第三叉臂连接座，所述第三叉臂上具有双端头结构的部分通过转轴连接在第三叉臂连接座上，所述第三叉臂上单端头结构的部分通过转轴连接在第二滚轮固定座上，所述第二模块壳体底面的两侧设有第四叉臂连接座，所述第四叉臂的一端通过两个转轴连接在第四叉臂连接座，所述第二叉臂的另一端通过一个转轴连接在第二滚轮固定座上，所述第三叉臂连接座一侧外的第二模块壳体外壁上设有避震器连接座，所述避震器的一端通过转轴连接在避震器连接座上，所述避震器的另一端通过转轴连接在第四叉臂上。

进一步，所述控制中枢模块包括中枢模块壳体、电池和驱动器，所述驱动器和电池均设置在中枢模块壳体内，所述驱动器和电池通过接头与第一模块和第二模块进行线路连接。

本发明的有益效果为：

该机器人底盘的第一模块、控制中枢模块和第二模块之间均有对位孔与螺栓、铆压螺母进行对位配合，更换不同的模块可将底盘组合为不同的类型样式，改变了机器人的制造方式，并且当出现故障需要维修时只需维修对应模块即可，若故障问题现场无法处理可直接更换对应模块将更换模块返厂维修即可，无需增派人力现场维修测试，更加快捷方便，整体结构更为简化便于维修和需求定制。

附图说明

图1为实施例一中的机器人底盘结构示意图。

图2为实施例一中第一模块的结构示意图。

图3为实施例二中的机器人底盘结构示意图。

图4为实施例二中第二模块位置的结构示意图。

图5为实施例一和实施例二中控制中枢模块的结构示意图。

图6为实施例一和实施例二中控制第二模块的结构示意图。

图中，1、第一模块；2、控制中枢模块；3、第二模块；4、第一铆合螺母；5、对位孔；6、第二铆合螺母；9、固定构件；10、第一模块壳体；11、第一滚轮；12、第一滚轮固定座；13、第一叉臂；14、第二叉臂；15、避震器；16、第一驱动电机；17、驱动器；18、第一万向节；19、转向电机；21、传动臂；22、防尘套；23、传动臂连接座；24、第二模块壳体；25、第二滚轮；26、第二滚轮固定座；27、电控箱；28、第三叉臂；29、第四叉臂；30、电池；31、中枢模块壳体；32、第二驱动电机；33、第二万向节；34、球头驱动杆。

具体实施方式

实施例一：

如图1、图2、图5和图6结合所示，多模态机器人底盘，所述控制中枢模块位于机器人底盘的中部，所述第一模块1和第二模块3位于机器人底盘的两端，所述控制中枢模块2端部的两侧均设有对位孔5，所述第一模块1和第二模块3均通过螺丝与对位孔5配合实现对控制中枢模块2的连接，所述第一模块1上的螺丝通过第一铆合螺母4铆合固定在控制中枢模块2上，所述第二模块3上的螺丝通过第二铆合螺母6铆合固定在控制中枢模块2上，所述第一模块1和第二模块3的两侧均设有固定构件9，所述第一模块1通过固定构件9与控制中枢模块2连接，所述第二模块3通过固定构件9与控制中枢模块2连接。

所述第一模块1包括第一模块壳体10、第一滚轮11、第一滚轮固定座12和第一双叉臂减震套件，所述第一双叉臂减震套件设置在第一模块壳体10的两侧上，所述第一滚轮11安装在第一滚轮固定座12的一端上，所述第一滚轮固定座12的另一端连接在第一双叉臂减震套件的一端上，所述第一双叉臂减震套件的另一端固定于第一模块壳体10上。

所述第一双叉臂减震套件包括呈V形的第一叉臂13、呈A形的第二叉臂14和避震器15，所述第一模块壳体10顶部的两侧外壁上至少设有两个第一叉臂连接座，所述第一叉臂13上具有双端头结构的部分通过转轴连接在第一叉臂连接座上，所述第一叉臂13上单端头结构的部分通过转轴连接在第一滚轮固定座12上，所述第一模块壳体10底面的两侧设有第二叉臂连接座，所述第二叉臂14的一端通过两个转轴连接在第二叉臂连接座，所述第二叉臂14的另一端通过一个转轴连接在第一滚轮固定座12上，所述第一叉臂连接座一侧外的第一模块壳体10外壁上设有避震器连接座，所述避震器15的一端通过转轴连接在避震器连接座上，所述避震器15的另一端通过转轴连接在第二叉臂14上。

所述第一模块1还包括转向机构，所述转向机构包括驱动装置、传动臂21和防尘套22，所述驱动装置包括与减速机配备使用的转向电机19和球头驱动杆34，所述转向电机19设置在第一模块壳体10内，所述球头驱动杆34的中部通过齿轮和齿条配合在转向电机19的驱动端上，所述防尘套22设置在第一模块壳体10的两侧壁面上，所述球头驱动杆34的另一端与传动臂21的一端连接，所述防尘套22套设在球头驱动杆34和传动臂21的一端上，所述第一滚轮固定座12的一侧上设有传动臂连接座，所述传动臂21的另一端通过转轴连接在传动臂连接座23上。

所述第二模块3包括第二模块壳体24、第二滚轮25、第二滚轮固定座26、第二双叉臂减震套件和第二驱动机构，所述第二双叉臂减震套件设置在第二模块壳体24的两侧上，所述第二滚轮25安装在第二滚轮固定座26的一端上，所述第二滚轮固定座26的另一端连接在第二双叉臂减震套件的一端上，所述第二双叉臂减震套件的另一端固定于第二模块壳体24上，所述第二模块壳体24内设有电控箱27。

所述第二驱动机构包括与第二减速机配备使用的第二驱动电机32和第二万向节33，所述第二模块壳体24内至少设有两个第二驱动电机32，所述第二驱动电机32的驱动端部分与减速机输入端连接，所述第二减速机贯穿到第二模块壳体24外，所述第二万向节33的一端连接在第二减速机输出端，所述第二万向节33的另一端与第二滚轮固定座26连接。

所述第二双叉臂减震套件包括呈V形的第三叉臂28、呈A形的第四叉臂29和避震器15，所述第二模块壳体24顶部的两侧外壁上至少设有两个第三叉臂连接座，所述第三叉臂28上具有双端头结构的部分通过转轴连接在第三叉臂连接座上，所述第三叉臂28上单端头结构的部分通过转轴连接在第二滚轮固定座26上，所述第二模块壳体24底面的两侧设有第四叉臂连接座，所述第四叉臂29的一端通过两个转轴连接在第四叉臂连接座，所述第二叉臂14的另一端通过一个转轴连接在第二滚轮固定座26上，所述第三叉臂连接座一侧外的第二模块壳体24外壁上设有避震器连接座，所述避震器15的一端通过转轴连接在避震器连接座上，所述避震器15的另一端通过转轴连接在第四叉臂29上。

所述控制中枢模块2包括中枢模块壳体31、电池30和驱动器17，所述驱动器17和电池30均设置在中枢模块壳体31内，所述驱动器17和电池30通过接头与第一模块1和第二模块3进行线路连接。

在模态一中，通过电控箱27与驱动器17线束连接进行指令控制的传输，通过控制装置传输控制指令信号至驱动器17上，驱动器17接收到控制信号后控制第二驱动电机32工作，第二驱动机构上的第二驱动电机32带动第二万向节33工作，第二万向节33工作带动第二滚轮25转动，第二滚轮25转动带动机器人底盘整体移动；该实施例的机器人底盘在前转向后驱阿克曼模式下工作时，通过控制装置传输控制指令信号至驱动器17上，驱动器17接收到控制信号后对两个第二驱动电机32的转速进行控制，使两个第二驱动电机32的产生转动，使两个第二滚轮25产生驱动力，两个第一滚轮11通过转向电机19的带动球头驱动杆34进行左右移动，从而控制第一滚轮11进行左右转向，从而实现机器人底盘的转向或驱动操作。

实施例二：

如图3~6结合所示，多模态机器人底盘，所述控制中枢模块位于机器人底盘的中部，所述第一模块1和第二模块3位于机器人底盘的两端，所述控制中枢模块2端部的两侧均设有对位孔5，所述第一模块1和第二模块3均通过螺丝与对位孔5配合实现对控制中枢模块2的连接，所述第一模块1上的螺丝通过第一铆合螺母4铆合固定在控制中枢模块2上，所述第二模块3上的螺丝通过第二铆合螺母6铆合固定在控制中枢模块2上，所述第一模块1和第二模块3的两侧均设有固定构件9，所述第一模块1通过固定构件9与控制中枢模块2连接，所述第二模块3通过固定构件9与控制中枢模块2连接。

所述第一模块1包括第一模块壳体10、第一滚轮11、第一滚轮固定座12和第一双叉臂减震套件，所述第一双叉臂减震套件设置在第一模块壳体10的两侧上，所述第一滚轮11安装在第一滚轮固定座12的一端上，所述第一滚轮固定座12的另一端连接在第一双叉臂减震套件的一端上，所述第一双叉臂减震套件的另一端固定于第一模块壳体10上。

所述第一双叉臂减震套件包括呈V形的第一叉臂13、呈A形的第二叉臂14和避震器15，所述第一模块壳体10顶部的两侧外壁上至少设有两个第一叉臂连接座，所述第一叉臂13上具有双端头结构的部分通过转轴连接在第一叉臂连接座上，所述第一叉臂13上单端头结构的部分通过转轴连接在第一滚轮固定座12上，所述第一模块壳体10底面的两侧设有第二叉臂连接座，所述第二叉臂14的一端通过两个转轴连接在第二叉臂连接座，所述第二叉臂14的另一端通过一个转轴连接在第一滚轮固定座12上，所述第一叉臂连接座一侧外的第一模块壳体10外壁上设有避震器连接座，所述避震器15的一端通过转轴连接在避震器连接座上，所述避震器15的另一端通过转轴连接在第二叉臂14上。

所述第一模块1还包括第一驱动机构，所述第一驱动机构包括与第一减速机配备使用的第一驱动电机16和第一万向节18，所述第一模块壳体10内至少设有两个第一驱动电机16，所述第一驱动电机16的驱动端部分贯穿到第一模块壳体10外，所述第一万向节18的一端输入轴与第一减速机输出轴相连，所述第一万向节18的另一端与第一滚轮固定座12连接。

所述第二模块3包括第二模块壳体24、第二滚轮25、第二滚轮固定座26、第二双叉臂减震套件和第二驱动机构，所述第二双叉臂减震套件设置在第二模块壳体24的两侧上，所述第二滚轮25安装在第二滚轮固定座26的一端上，所述第二滚轮固定座26的另一端连接在第二双叉臂减震套件的一端上，所述第二双叉臂减震套件的另一端固定于第二模块壳体24上，所述第二模块壳体24内设有电控箱27，当其组成模态二时，第一模块1和第二模块3内仅有第二模块3内设有电控箱。

所述第二驱动机构包括与第二减速机配备使用的第二驱动电机32和第二万向节33，所述第二模块壳体24内至少设有两个第二驱动电机32，所述第二驱动电机32的驱动端部分与减速机输入端连接，所述第二减速机贯穿到第二模块壳体24外，所述第二万向节33的一端连接在第二减速机输出端，所述第二万向节33的另一端与第二滚轮固定座26连接。

所述第二双叉臂减震套件包括呈V形的第三叉臂28、呈A形的第四叉臂29和避震器15，所述第二模块壳体24顶部的两侧外壁上至少设有两个第三叉臂连接座，所述第三叉臂28上具有双端头结构的部分通过转轴连接在第三叉臂连接座上，所述第三叉臂28上单端头结构的部分通过转轴连接在第二滚轮固定座26上，所述第二模块壳体24底面的两侧设有第四叉臂连接座，所述第四叉臂29的一端通过两个转轴连接在第四叉臂连接座，所述第二叉臂14的另一端通过一个转轴连接在第二滚轮固定座26上，所述第三叉臂连接座一侧外的第二模块壳体24外壁上设有避震器连接座，所述避震器15的一端通过转轴连接在避震器连接座上，所述避震器15的另一端通过转轴连接在第四叉臂29上。

所述控制中枢模块2包括中枢模块壳体31、电池30和驱动器17，所述驱动器17和电池30均设置在中枢模块壳体31内，所述驱动器17和电池30通过接头与第一模块1和第二模块3进行线路连接。

在模态二中，通过电控箱27与驱动器17线束连接进行指令控制的传输，通过控制装置传输控制指令信号至驱动器17上，驱动器17接收到控制信号后控制第二驱动电机32工作，第二驱动机构上的第二驱动电机32带动第二万向节33工作，第二万向节33工作带动第二滚轮25转动，第二滚轮25转动带动机器人底盘整体移动；该实施例的机器人底盘在四轮差动模式下工作时，通过控制装置传输控制指令信号至驱动器17上，驱动器17接收到控制信号后控制第一驱动机构和第二驱动机构上的第一驱动电机16和第二驱动电机32工作，第一驱动机构和第二驱动机构上的第一驱动电机16和第二驱动电机3分别带动第一万向节18和第二万向节33工作，在第一万向节18和第二万向节33的带动下，第一滚轮11和第二滚轮25同时转动，通过左右两边的轮胎产生差动或者同向前进后退带动机器人底盘整体移动，从而实现对机器人底盘的驱动操作。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.多模态机器人底盘，该机器人底盘包括第一模块、控制中枢模块和第二模块，其特征在于，所述控制中枢模块位于机器人底盘的中部，所述第一模块和第二模块位于机器人底盘的两端，所述控制中枢模块端部的两侧均设有对位孔，所述第一模块和第二模块均通过螺栓与对位孔配合实现对控制中枢模块的连接，所述第一模块通过第一铆合螺母铆合固定在控制中枢模块上，所述第二模块上的螺栓通过第二铆合螺母铆合固定在控制中枢模块上，所述第一模块和第二模块的两侧均设有同一安装孔位的固定构件，所述第一模块与第二模块通过固定构件与控制中枢模块连接成为模态一：前转向后驱模态，所述第二模块与第二模块通过固定构件与控制中枢模块连接成为模态二：四轮差动模态，所述第二模块包括第二模块壳体、第二滚轮、第二滚轮固定座、第二双叉臂减震套件、第一驱动机构和第二驱动机构，所述第二双叉臂减震套件设置在第二模块壳体的两侧上，所述第二滚轮安装在第二滚轮固定座的一端上，所述第二滚轮固定座的另一端连接在第二双叉臂减震套件的一端上，所述第二双叉臂减震套件的另一端固定于第二模块壳体上，所述第二模块壳体内设有电控箱，所述第二驱动机构包括与第二减速机配备使用的第二驱动电机和第二万向节，所述第二模块壳体内至少设有两个第二驱动电机，所述第二驱动电机的驱动端部分与第二减速机输入端连接，所述第二减速机贯穿到第二模块壳体外，所述第二万向节的一端连接在减速机输出端，所述第二万向节的另一端与第二滚轮固定座连接，所述第二双叉臂减震套件包括呈V形的第三叉臂、呈A形的第四叉臂和第二避震器，所述第二模块壳体顶部的两侧外壁上至少设有两个第三叉臂连接座，所述第三叉臂上具有双端头结构的部分通过转轴连接在第三叉臂连接座上，所述第三叉臂上单端头结构的部分通过转轴连接在第二滚轮固定座上，所述第二模块壳体底面的两侧设有第四叉臂连接座，所述第四叉臂的一端通过两个转轴连接在第四叉臂连接座，所述第四叉臂的另一端通过一个转轴连接在第二滚轮固定座上，所述第三叉臂连接座一侧外的第二模块壳体外壁上设有避震器连接座，所述第二避震器的一端通过转轴连接在避震器连接座上，所述第二避震器的另一端通过转轴连接在第四叉臂上，在模态一中，所述第一模块包括第一模块壳体、第一滚轮、第一滚轮固定座和第一双叉臂减震套件，所述第一双叉臂减震套件设置在第一模块壳体的两侧上，所述第一滚轮安装在第一滚轮固定座的一端上，所述第一滚轮固定座的另一端连接在第一双叉臂减震套件的一端上，所述第一双叉臂减震套件的另一端固定于第一模块壳体上，所述第一模块还包括转向机构，所述转向机构包括驱动装置、传动臂和防尘套，所述驱动装置包括与减速机配备使用的转向电机和球头驱动杆，所述转向电机设置在第一模块壳体内，所述球头驱动杆的中部通过齿轮和齿条配合在转向电机的驱动端上，所述防尘套设置在第一模块壳体的两侧壁面上，所述球头驱动杆的另一端与传动臂的一端连接，所述防尘套套设在球头驱动杆和传动臂的一端上，所述第一滚轮固定座的一侧上设有传动臂连接座，所述传动臂的另一端通过转轴连接在传动臂连接座上；

所述第一双叉臂减震套件包括呈V形的第一叉臂、呈A形的第二叉臂和第一避震器，所述第一模块壳体顶部的两侧外壁上至少设有两个第一叉臂连接座，所述第一叉臂上具有双端头结构的部分通过转轴连接在第一叉臂连接座上，所述第一叉臂上单端头结构的部分通过转轴连接在第一滚轮固定座上，所述第一模块壳体底面的两侧设有第二叉臂连接座，所述第二叉臂的一端通过两个转轴连接在第二叉臂连接座，所述第二叉臂的另一端通过一个转轴连接在第一滚轮固定座上，所述第一叉臂连接座一侧外的第一模块壳体外壁上设有避震器连接座，所述第一避震器的一端通过转轴连接在避震器连接座上，所述第一避震器的另一端通过转轴连接在第二叉臂上；

所述第二驱动电机的输出轴端与所述第二减速机的输入端连接，所述第二减速机的驱动端部分贯穿到第二模块壳体外，所述第二万向节的一端输入轴与第二减速机输出轴相连，所述第二万向节的另一端与第二滚轮固定座连接。

2.根据权利要求1所述的多模态机器人底盘，其特征在于，所述控制中枢模块包括中枢模块壳体、电池和驱动器，所述驱动器和电池均设置在中枢模块壳体内，所述驱动器和电池通过接头与第一模块和第二模块进行线路连接。

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