CN114987614A - 移动底盘和移动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动底盘和移动机器人，该移动底盘包括：底盘本体；调节机构；多个行走轮，包括至少两个同排布置的可调节行走轮，每一所述可调节行走轮均通过一套所述调节机构与所述底盘本体活动连接；以及联动机构，所述联动机构将两套所述调节机构联动连接，以使位于同一排的两个所述可调节行走轮能够同步反向运动。本方案的移动底盘能够有效提升越障、越槽及爬坡能力，能够很好地满足机动性能要求。

Description

移动底盘和移动机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及移动底盘和移动机器人。

背景技术

在室内或室外行驶的机器人往往要求具有较强的机动性能，需要具备一定的越障、越槽及爬坡能力。然而，现有的移动底盘的越障、越槽、爬坡能力较差，无法很好地满足机动性能要求。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种移动底盘和移动机器人，能够有效提升越障、越槽及爬坡能力，能够很好地满足机动性能要求。

一种移动底盘，包括：

底盘本体；

调节机构；

多个行走轮，包括至少两个同排布置的可调节行走轮，每一所述可调节行走轮均通过一套所述调节机构与所述底盘本体活动连接；以及

联动机构，所述联动机构将两套所述调节机构联动连接，以使位于同一排的两个所述可调节行走轮能够同步反向运动。

上述的移动底盘通过设置至少两个同排布置的可调节行走轮，每一可调节行走轮均通过调节机构与底盘本体活动连接，调节机构采用多边型连杆机构，结构简单，调节灵活，可在联动机构的作用下带动两个可调节行走轮同步反向运动，从而能够根据地形的变化实现自适应调节，能够有效提升越障、越槽及爬坡能力，能够很好地满足机动性能要求。

在其中一个实施例中，所述联动机构包括两个柱塞缸、连接于两个所述柱塞缸之间的流体管路，以及设置于所述流体管路上的控制阀，所述柱塞缸与所述调节机构一一对应设置，各所述柱塞缸的驱动端分别与对应的所述调节机构连接，各所述柱塞缸的另一端分别安装于所述底盘本体，所述控制阀用于控制所述流体管路导通或者隔断。

在其中一个实施例中，所述柱塞缸采用液压缸，所述流体管路采用液压软管。

在其中一个实施例中，所述调节机构在所述底盘本体上的安装位置可调。

在其中一个实施例中，所述联动机构包括连杆及设于所述连杆相对两端的两个关节轴承，两个所述关节轴承分别与对应的所述调节机构连接。

在其中一个实施例中，多个所述行走轮呈矩型排布，位于其中一条对角线上的所述行走轮均采用舵轮，位于另一条对角线上的所述行走轮采用可控承载轮、万象轮和舵轮中的任意一种。

在其中一个实施例中，各所述调节机构均包括固定座、安装架、第一连接件和第二连接件，所述固定座固定于所述底盘本体，所述行走轮安装于所述安装架，所述第一连接件可转动地连接于所述固定座和所述安装架之间，所述第二连接件可转动地连接于所述固定座和所述安装架之间，所述固定座、所述第一连接件、所述安装架和所述第二连接件配合形成平行四边形连杆机构。

在其中一个实施例中，所述安装架包括安装板和设于所述安装板至少一侧的侧板，在各所述调节机构中，所述侧板、所述固定座、所述第一连接件和所述第二连接件的数量相适配，所述行走轮安装于所述安装板，所述侧板与所述固定座相对且间隔设置，所述第一连接件与所述第二连接件相对且间隔设置，所述第一连接件呈弯折状，所述第一连接件的一端与所述侧板铰接，所述第一连接件的弯折部位与所述固定座铰接，所述第一连接件的另一端与所述联动机构连接。

在其中一个实施例中，所述安装架包括设置于所述安装板相对两侧的两个所述侧板，各所述侧板分别与一所述第一连接件铰接，两个所述第一连接件之间通过连接杆连接，所述联动机构与所述连接杆连接。

本申请还提出一种移动机器人，包括如上所述的移动底盘。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例的移动底盘的结构示意图；

图2为图1中的移动底盘的调节机构与联动机构的配合示意图；

图3为图1中行走轮、调节机构及联动机构第一视角的配合示意图；

图4为图1中行走轮、调节机构及联动机构第二视角的配合示意图；

图5为本发明第二实施例的移动底盘的结构示意图；

图6为本发明第三实施例的移动底盘的结构示意图；

图7为图6中行走轮、调节机构及联动机构的配合示意图。

附图标记：

10、底盘本体；20、调节机构；21、固定座；22、安装架；221、安装板；222、侧板；23、第一连接件；24、第二连接件；25、连接杆；30、行走轮；30a、可调节行走轮；40、联动机构；41、柱塞缸；42、流体管路；43、控制阀；44、安装座；45、连杆；46、关节轴承。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请提出一种移动底盘，具体可作为移动机器人的底盘，也可用作AGV小车的底盘。请参阅图1和图2，本申请一实施例提供的移动底盘包括底盘本体10、调节机构20、多个行走轮30和联动机构40。其中，调节机构20采用多边形连杆机构，多个行走轮30包括至少两个同排布置的可调节行走轮30a，每一可调节行走轮30a均通过一套调节机构20与底盘本体10活动连接，联动机构40将两套调节机构20联动连接，以使位于同一排的两个可调节行走轮30a能够同步反向运动。

具体地，底盘本体10用于形成移动底盘的主体框架结构，在本实施例中，底盘本体10大体呈矩形设置，底盘本体10包括外围框及设于外围框内的横筋和纵筋，横筋与纵筋交叉布置，使得底盘本体10具有较高的结构强度。行走轮30的数量可根据实际需求进行设置，例如，在本实施例中，行走轮30设置有四个，四个行走轮30分别设置于底盘本体10的四个角部而形成两排两列的矩阵排布，其中位于第一排的两个行走轮30为可调节行走轮30a，分别通过一套调节机构20与底盘本体10活动连接，位于第二排的两个行走轮30与底盘本体10之间刚性连接，位于第一排的两个可调节行走轮30a在联动机构40的作用下能够同步反向运动，此处的同步反向运动是指以水平面作为基准，其中一个可调节行走轮30a相对于水平面向上运动时，另一个可调节行走轮30a相对于水平面向下运动，从而能够根据地形的变化实现自适应调节。例如，当第一排的其中一个行走轮30遇到障碍物时向上抬起，另一个行走轮30则能够在联动机构40的带动下向下运动而与地面紧贴，保证四个行驶轮同时着地，以确保移动底盘行驶稳定性。

上述的移动底盘通过设置至少两个同排布置的可调节行走轮30a，每一可调节行走轮30a均通过调节机构20与底盘本体10活动连接，调节机构20采用多边型连杆机构，结构简单，调节灵活，可在联动机构40的作用下带动两个可调节行走轮30a同步反向运动，从而能够根据地形的变化实现自适应调节，能够有效提升越障、越槽及爬坡能力，能够很好地满足机动性能要求。

为了保证移动底盘能够实现全向行驶，进一步地，在本实施例中，多个所述行走轮30呈矩型排布，位于其中一条对角线上的所述行走轮30均采用舵轮，位于另一条对角线上的所述行走轮30采用可控承载轮、万象轮和舵轮中的任意一种。例如，在本实施例中，行走轮30设置有四个，四个行走轮30排布呈两排两列，位于其中一条对角线上的行走轮30均采用舵轮，位于另一条对角线上的行走轮30均采用可控承载轮。如此能够实现移动底盘的全向行驶，使得移动底盘能够直行、侧行、斜行、蛇行及原地旋转等动作，进一步提升机动性能。当然，在其他实施例中，可控承载轮也可采用万象轮或者舵轮代替。其中，舵轮能够实现驱动和转向，可控承载轮只可转向不可驱动。

另外，移动机器人在行走时要求移动底盘具有足够的机动性能，而在停下后进行工作时又要求移动底盘具有足够的稳定性，这两者之间是矛盾的。为了兼顾移动底盘的机动性能和稳定性能，如图1和图5所示，本申请第一实施例和第二实施例中的联动机构40包括两个柱塞缸41、连接于两个柱塞缸41之间的流体管路42，以及设置于所述流体管路42上的控制阀43，所述柱塞缸41与所述调节机构20一一对应设置，各所述柱塞缸41的驱动端分别与对应的所述调节机构20连接，各所述柱塞缸41的另一端分别安装于所述底盘本体10，所述控制阀43用于控制所述流体管路42导通或者隔断。

具体地，柱塞缸41采用单作用柱塞缸，包括但不限于液压缸或者气缸，相应地，流体管路42用于输送液体或者气体等流体介质。可选地，在本实施例中，柱塞缸41采用液压缸，流体管路42采用液压软管，控制阀43采用电磁阀。柱塞缸41的安装端与底盘本体10之间通过安装座44铰接，柱塞缸41的驱动端与调节机构20连接。在移动底盘行驶过程中，控制阀43打开，流体管路42处于导通状态，位于第一排的两个行走轮30能够在调节机构20和柱塞缸41的作用下实现联动，保证移动底盘(或者移动机器人)具有足够的机动性能。当移动底盘停止行驶进行其他工作时，控制阀43关闭，流体管路42处于隔断状态，柱塞缸41无法实现伸缩驱动，使得位于第一排的两个行走轮30之间的联动控制断开，此时，位于第一排和第二排的行走轮30与底盘本体10之间均为刚性连接，从而能够确保移动底盘(或者移动机器人)具有足够的稳定性。例如，当移动机器人在移动底盘上搭载有机械手时，当机械手运动时，移动底盘的重心会发生变化，四个行走轮30的负载也会发生变化，由于此时控制阀43关闭，四个行走轮30与底盘本体10之间的连接为刚性连接，使得移动底盘不会随着重心的变化而发生偏转。

进一步地，所述调节机构20在所述底盘本体10上的安装位置可调，所述联动机构40能够根据所述调节机构20的安装位置布置于两排所述行走轮30之间或者布置于两套所述调节机构20之间。具体地，如图1所示，在第一实施例中，两套调节机构20均朝向靠近第二排行走轮30的一侧安装，相应地，联动机构40布置于两排行走轮30之间。如图5所示，在第二实施例中，将两套调节机构20的安装位置进行了调整，使得两套调节机构20相对且间隔设置，相应地，联动机构40布置于两套调节机构20之间。本实施例的调节机构20和联动机构40能够根据底盘本体10的布局进行灵活布置，从而能够有效节省空间。

进一步地，如图6和图7所示，在本申请第三实施例中，所述联动机构40包括连杆45及设于所述连杆45相对两端的两个关节轴承46，两个所述关节轴承46分别与对应的所述调节机构20连接。在本实施例中，采用连杆45代替上述实施例中的柱塞缸41，并且省去控制阀43和流体管路42，使得整体结构更为简单、可靠。

进一步地，请结合图3和图7，在上述各实施例的基础上，各所述调节机构20均包括固定座21、安装架22、第一连接件23和第二连接件24，所述固定座21固定于所述底盘本体10，所述行走轮30安装于所述安装架22，所述第一连接件23可转动地连接于所述固定座21和所述安装架22之间，所述第二连接件24可转动地连接于所述固定座21和所述安装架22之间，所述固定座21、所述第一连接件23、所述安装架22和所述第二连接件24配合形成平行四边形连杆机构。具体地，调节机构20采用平行四边形连杆机构，通过平行四边形连杆机构的变形便可使行走轮30相对底盘本体10上下运动，整体结构简单，调节灵活。当然，在其他实施例中，调节机构20还可采用其他形式的连杆机构实现行走轮30的运动调节，均在本申请的保护范围内。

进一步地，所述安装架22包括安装板221和设于所述安装板221至少一侧的侧板222，在各所述调节机构20中，所述侧板222、所述固定座21、所述第一连接件23和所述第二连接件24的数量相适配，所述行走轮30安装于所述安装板221，所述侧板222与所述固定座21相对且间隔设置，所述第一连接件23与所述第二连接件24相对且间隔设置，所述第一连接件23呈弯折状，所述第一连接件23的一端与所述侧板222铰接，所述第一连接件23的弯折部位与所述固定座21铰接，所述第一连接件23的另一端与所述联动机构40连接。其中，第一连接件23可采用直角连杆，第一连接件23与联动机构40之间可采用直接连接或者间接连接的方式进行连接。通过联动机构40带动第一连接件23运动，进而可带动第二连接件24、安装架22及与安装架22连接的行走轮30一起运动。

可选地，请结合图3和图4，在本实施例中，所述安装架22包括设置于所述安装板221相对两侧的两个侧板222，各所述侧板222分别与一所述第一连接件23铰接，两个所述第一连接件23之间通过连接杆25连接，所述联动机构40与所述连接杆25连接。如此，使得同一套调节机构20的相对两侧分别形成有一个平行四边形连杆机构，通过联动机构40驱动连接杆25运动，进而可带动两侧的平行四边形连杆机构运动，使得调节机构20整体更为稳定可靠。

本发明还提出一种移动机器人，该移动机器人包括移动底盘，该移动底盘的具体结构参照上述实施例，由于本移动机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种移动底盘，其特征在于，包括：

底盘本体；

调节机构，所述调节机构采用多边形连杆机构；

多个行走轮，包括至少两个同排布置的可调节行走轮，每一所述可调节行走轮均通过一套所述调节机构与所述底盘本体活动连接；以及

联动机构，所述联动机构将两套所述调节机构联动连接，以使位于同一排的两个所述可调节行走轮能够同步反向运动。

2.根据权利要求1所述的移动底盘，其特征在于，所述联动机构包括两个柱塞缸、连接于两个所述柱塞缸之间的流体管路，以及设置于所述流体管路上的控制阀，所述柱塞缸与所述调节机构一一对应设置，各所述柱塞缸的驱动端分别与对应的所述调节机构连接，各所述柱塞缸的另一端分别安装于所述底盘本体，所述控制阀用于控制所述流体管路导通或者隔断。

3.根据权利要求2所述的移动底盘，其特征在于，所述柱塞缸采用液压缸，所述流体管路采用液压软管。

4.根据权利要求2所述的移动底盘，其特征在于，所述调节机构在所述底盘本体上的安装位置可调。

5.根据权利要求1所述的移动底盘，其特征在于，所述联动机构包括连杆及设于所述连杆相对两端的两个关节轴承，两个所述关节轴承分别与对应的所述调节机构连接。

6.根据权利要求1所述的移动底盘，其特征在于，多个所述行走轮呈矩型排布，位于至少一条对角线上的所述行走轮采用舵轮。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的移动底盘，其特征在于，各所述调节机构均包括固定座、安装架、第一连接件和第二连接件，所述固定座固定于所述底盘本体，所述行走轮安装于所述安装架，所述第一连接件可转动地连接于所述固定座和所述安装架之间，所述第二连接件可转动地连接于所述固定座和所述安装架之间，所述固定座、所述第一连接件、所述安装架和所述第二连接件配合形成平行四边形连杆机构。

8.根据权利要求7所述的移动底盘，其特征在于，所述安装架包括安装板和设于所述安装板至少一侧的侧板，在各所述调节机构中，所述侧板、所述固定座、所述第一连接件和所述第二连接件的数量相适配，所述行走轮安装于所述安装板，所述侧板与所述固定座相对且间隔设置，所述第一连接件与所述第二连接件相对且间隔设置，所述第一连接件呈弯折状，所述第一连接件的一端与所述侧板铰接，所述第一连接件的弯折部位与所述固定座铰接，所述第一连接件的另一端与所述联动机构连接。

9.根据权利要求8所述的移动底盘，其特征在于，所述安装架包括设置于所述安装板相对两侧的两个所述侧板，各所述侧板分别与一所述第一连接件铰接，两个所述第一连接件之间通过连接杆连接，所述联动机构与所述连接杆连接。

10.一种移动机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的移动底盘。

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