CN201670290U - 模块化的机器人底盘结构 - Google Patents

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杨光明
李潇波
温昌旺
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Abstract

本实用新型涉及一种模块化的机器人底盘结构，包括底板、驱动电机、行驶轮、万向轮和用于放置电池的电池仓，行驶轮为两只，对称安装在底板前侧，万向轮安装在底板后侧，与两行驶轮组成三点支撑式结构；所述的行驶轮与驱动电机通过联接件传动连接；所述的电池仓位于底板上；所述底板周围设有用于避障的红外测距传感器，所述底板前部和后部分别设有用于防跌落的红外测距传感器。本实用新型的模块化结构方便安装拆卸和测试维护，有效节省开发周期和成本。

Description

模块化的机器人底盘结构
技术领域
本实用新型提供了一种模块化的机器人底盘结构，属于室内环境使用的移动机器人技术领域。
背景技术
当前国内外有多种移动机器人结构和平台，有拟人化机器人，履带式机器人，轮盘式机器人等。它们大多是一体化结构，虽然外形美观，但是也有结构复杂，不利于安装拆卸和测试维护的问题。有些娱乐和服务机器人虽然功能强大，但是成本昂贵，难以推广；有些实验研究用的机器人则功能简单，不易扩展。有些结构如拟人型机构等工艺性要求严格，造价高昂。有些结构如履带式机构等转向不灵活，不适合在室内多障环境使用。有些结构越障能力不足，使用有较大局限。
虽然，中国实用新型专利CN201380887Y就公开了一种机器人车体底盘，包括由车身和车轮构成的车体，其车体底盘还包括至少一对设置于车体两侧、用于攀爬的摆臂和设置于车体上用于控制摆臂摆动的摆臂驱动电机，所述摆臂上固定连接有控制轴，所说的控制轴通过轴承连接在车体侧部，与摆臂驱动电机相连。可以看出该实用新型主要用于各种作战、排爆和需在恶劣地势作业的机器人的底盘使用，并不适合在室内多障环境使用，因此，在适用于室内环境使用的，以及低成本模块化注重大众实用的机器人底盘结构，是少之又少。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模块化的机器人底盘结构，可以与机器人机体组合成自主移动的机器人整体，方便安装拆卸和测试维护；也可以单独作为行走平台进行各种运动控制测试，有效节省开发周期和成本。
本实用新型的技术方案：一种模块化的机器人底盘结构，其特征在于：所述机器人底盘结构包括底板、驱动电机、行驶轮、万向轮和用于放置电池的电池仓，行驶轮为两只，对称安装在底板前侧，万向轮安装在底板后侧，与两行驶轮组成三点支撑式结构；所述的行驶轮与驱动电机通过联接件传动连接；所述的电池仓位于底板上；所述底板周围设有用于避障的红外测距传感器，所述底板前部和后部分别设有用于防跌落的红外测距传感器。
优选地，所述用于避障的红外测距传感器包括十一只，其中，底板四角各设置一只传感器，前端设置三只传感器，后端设置两只传感器，左右两侧各设置一只传感器。
优选地，所述用于防跌落的红外测距传感器包括四只，其中，两行驶轮内侧底板上各设置一只传感器，万向轮两侧各设置一只传感器。
优选地，所述的驱动电机为带编码器的直流减速电机，所述的万向轮采用平顶式球形万向轮。
优选地，所述的联接件包括联轴器、轴承套、挡圈和支架，驱动电机通过支架固定于底板上，驱动电机输出轴分别与轴承和联轴器一侧内孔配合，轴承安装在轴承座上，联轴器另一侧内孔与行驶轮内圈配合，行驶轮内圈外侧安装有挡圈。
优选地，所述的电池仓固定在底板中心位置。
本实用新型的有益效果：模块化结构方便安装拆卸和测试维护，有效节省开发周期和成本，两行走轮前驱的三点式支撑结构控制简单，转向灵活，平顶式球形万向轮增强越障能力，电机固定架和行走轮联接件保证驱动力输出同心同轴，提高结构精度，全周向传感器安装实现机体全方位有效避障，防跌落传感器保证机体的安全使用。
附图说明
图1是本实用新型实施例1底盘结构示意图；
图2是本实用新型实施例1驱动电机与行驶轮的连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。
参照图1和图2，两行驶轮1.2对称安装在底板1.1前端两侧，球形万向轮1.3安装在底板1.1中轴后端上。驱动电机1.4及其连接件差速驱动，带动整体行驶。底板1.1上安装电池仓1.5，电机支架2.1，避障传感器1.7和防跌落传感器1.8。机器人外壳可平放在底板1.1上，形成机器人整体。
驱动电机与行驶轮的连接结构如图2，驱动电机1.4和联轴器2.4共同由轴承套2.2共同定位，保证同轴度，轴承套2.2安装在电机支架2.1上。驱动电机1.4凸台和联轴器2.4左侧内孔配合，联轴器2.4配合轴承2.3内孔，轴承2.3外圆与联轴器2.4右侧内孔配合。驱动电机1.4输出轴与联轴器2.4扭力侧向孔锁紧螺丝传递。联轴器2.4与行驶轮1.2内圈配合，行驶轮1.2内圈外侧安装挡圈1.6。经由螺丝锁紧，联轴器2.4行驶轮1.2扭力由面摩擦传递。驱动扭力由驱动电机1.4传递到联轴器2.4，再传递到行驶轮1.2。
行驶轮1.2和驱动电机1.4连接，安装在电机支架2.1上，电机支架2.1通过定位孔安装在底板1.1上。球形万向轮1.3固定在万向轮支架1.11上，万向轮支架1.11通过定位孔安装在底板1.1上。两侧行驶轮1.2和球形万向轮1.3组成三点支撑轮式结构。
避障传感器1.7通过夹紧条1.9固定在底板1.1上。底板1.1四角各布置一只传感器，正前方布置三只传感器，正后方布置两只传感器，左右两侧各布置一只传感器。
防跌落传感器1.8通过夹紧条1.9固定在底板1.1上。前行方向上在两侧行驶轮1.2各布置一只传感器，后退方向上在球形万向轮1.3两侧布置两只传感器。
电池仓1.5固定在底板1.1上平面，电池仓盖板固定在地板下平面，电池仓内部挖空，可放电池。电路支架1.10固定在底板1.1上，可固定各电路板。

Claims (6)

1.一种模块化的机器人底盘结构，其特征在于：所述机器人底盘结构包括底板、驱动电机、行驶轮、万向轮和用于放置电池的电池仓，行驶轮为两只，对称安装在底板前侧，万向轮安装在底板后侧，与两行驶轮组成三点支撑式结构；所述的行驶轮与驱动电机通过联接件传动连接；所述的电池仓位于底板上；所述底板周围设有用于避障的红外测距传感器，所述底板前部和后部分别设有用于防跌落的红外测距传感器。
2.根据权利要求1所述的模块化的机器人底盘结构，其特征在于：所述用于避障的红外测距传感器包括十一只，其中，底板四角各设置一只传感器，前端设置三只传感器，后端设置两只传感器，左右两侧各设置一只传感器。
3.根据权利要求1所述的模块化的机器人底盘结构，其特征在于：所述用于防跌落的红外测距传感器包括四只，其中，两行驶轮内侧底板上各设置一只传感器，万向轮两侧各设置一只传感器。
4.根据权利要求1所述的机器人底盘结构，其特征在于，所述的驱动电机为带编码器的直流减速电机，所述的万向轮采用平顶式球形万向轮。
5.根据权利要求1所述的模块化的机器人底盘结构，其特征在于：所述的联接件包括联轴器、轴承套、挡圈和支架，驱动电机通过支架固定于底板上，驱动电机输出轴分别与轴承和联轴器一侧内孔配合，轴承安装在轴承座上，联轴器另一侧内孔与行驶轮内圈配合，行驶轮内圈外侧安装有挡圈。
6.根据权利要求1所述的机器人底盘结构，其特征在于：所述的电池仓固定在底板中心位置。
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