CN204605981U - 多功能智能机器人运载底盘 - Google Patents

Abstract

一种多功能智能机器人运载底盘，包括底盘、主履带、主履带支撑轮组、主电机、PLC控制器、检测探头、后辅助电机、中辅助电机、前辅助电机、助爬履带、前缓冲轮、后缓冲轮、后抬升轮，主电机的轴左右两端分别通过链条联接左右两侧的后抬升轮；后辅助电机的轴左右两端通过钢丝绳上下驱动牵引左右两侧的后抬升轮；中辅助电机的轴左右两端通过钢丝绳牵引驱动左右两侧的前缓冲轮；前辅助电机的轴左右两端通过链轮组驱动助爬履带。本实用新型满足了各种复杂路面的行走功能，同时又具有良好的舒适性、平稳性，作为一种运载底盘，可以应用到高标准的载人、载物场合。

Description

多功能智能机器人运载底盘

技术领域

本实用新型属于车辆领域，特别是一种机器人运载底盘领域。

背景技术

运载底盘是一种基础性装置，根据上面搭载不同的配套装置，可应用领域很广，大致如下：1、搭载座椅及相关控制器，可应用到老年人、残障人户外出行代步的车辆。2、搭载机械臂、画面监控系统及远程控制系统，可应用到灾难搜救、排爆、未知情况勘察等行业，演变为：消防机器人、灾难搜救机器人、排爆机器人、考古探测机器人等。3、搭载不同的工程机械，可应用到特殊工程车辆、军用车辆等。

目前，市场上类似功能底盘五花八门，但是，从基本结构上归类，基本上归纳为以下四类：1、全履带式；2、全轮式；3、轮－履混合式；4、星型轮式。以上四种结构各自拥有其明显的优势，也同时存在各自的明显缺陷。

1）全履带式行走机构：

优点：有较强的地面适应能力，可以实现爬坡、过坎、连续爬楼梯等功能。

缺点：在障碍地形行走过程中，俯仰角度变化大，对底盘冲击性较大，难以实现舒适性行走，不适合应用到载人及运载危险物品、高精密仪器的功能场合。

2）全轮式行走机构：

优点：可以是三轮、四轮以及多轮，根据轮径可以相对适应一定地形行走，舒适性较好。

缺点：不适应较大的沟坎、连续台阶等障碍地形。

3）轮－履混合行走机构：

优点：结合履带及全轮式的优点，变换使用。

缺点：履带式的缺点同样存在，同时变换机构复杂，操作不便。

4）星型轮行走机构：

优点：星型轮机构由均匀分布在“Y”形或“+”字形系杆上的若干个小轮构成，各个小轮既可以绕各自的轴线自转，又可以随着系杆一起绕中心轴公转。在平地行走时，各小轮自转，而爬楼梯时，各小轮一起公转，从而可以实现爬连续台阶的功能。目前星型轮机构爬楼梯机构中性能指标最高的产品，它结构紧凑、运动灵活、操作方便.目前的iBOT3000型不仅能爬21厘米以下高度的楼梯和不超过15厘米高的“马路牙子”，在沙滩、斜坡和崎岖的路面和小山坡上前进，而且后轮能“站起来”直立行走，使坐在上面的人升高，可以取放位于高处的物体。

缺点：造价高，iBOT3000已经获批在欧美上市，售价相当于中高档轿车的价格。结构体积较大，这也是星型轮式爬连续台架机构尽管发明专利很多，真正实施和推广的却很少的主要原因。星轮机构在台阶路况中平稳性和舒适性也不够好，不适合应用到载人功能场合。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决以上问题，提供一种具备强大越障能力、高舒适性、平稳性行走的多功能智能机器人运载底盘。

本实用新型的技术方案是这样得以实现的：一种多功能智能机器人运载底盘，包括底盘、主履带、主履带支撑轮组、装于底盘后部后置驱动主履带的主电机；其特点是：它还包括PLC控制器、分别装于底盘前底部和后底部的检测探头、装于底盘中后部的后辅助电机、装于底盘中前部的中辅助电机、装于底盘中前部的前辅助电机；在底盘前端45度向上设有带支撑轮的助爬履带，在底盘前半部的左右两侧均设有可沿弧形轨道收回或伸出的前缓冲轮，前缓冲轮呈弧形臂状，弧形臂的前端设有轮子；在底盘中后部的左右两侧均设有后缓冲轮，其摆动臂套装在主履带的后轴上，设有扭力弹簧；在底盘后部的左右两侧均设有后抬升轮，主电机的轴左右两端分别通过链条联接左右两侧的后抬升轮；后辅助电机的轴左右两端通过钢丝绳上下驱动牵引左右两侧的后抬升轮；中辅助电机的轴左右两端通过钢丝绳牵引驱动左右两侧的前缓冲轮；前辅助电机的轴左右两端通过链轮组驱动助爬履带。

本实用新型设计的机构定义为复合轮系机构，一套全悬挂带缓冲支撑轮的履带为主行走机构，配置爬坡辅助履带、前缓冲轮系、后缓冲轮系以及后部抬升轮系等一些列辅助功能轮系，组成运载底盘的复合轮系，所有轮系巧妙地利用四组动力系统传动，通过智能控制系统互相配合，满足了各种复杂路面（包括连续台阶）的行走功能，同时又具有良好的舒适性、平稳性，作为一种运载底盘，可以应用到高标准的载人、载物场合。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的俯视示意图。

图中：1——行走底盘；2——主履带；3——主履带支撑轮组；4——前缓冲轮；5——助爬履带；6——后抬升轮；7——后缓冲轮；8——主电机；9——后辅助电机；10——中辅助电机；11——前辅助电机。

具体实施方式

本实用新型包括底盘1、主履带2、主履带支撑轮组3、装于底盘1后部后置驱动主履带2的主电机8、PLC控制器、分别装于底盘前底部和后底部的检测探头、装于底盘中后部的后辅助电机9、装于底盘中前部的中辅助电机10、装于底盘中前部的前辅助电机11；在底盘前端45度向上设有带支撑轮的助爬履带5，在底盘前半部的左右两侧均设有可沿弧形轨道收回或伸出的前缓冲轮4，前缓冲轮4呈弧形臂状，弧形臂的前端设有轮子；在底盘中后部的左右两侧均设有后缓冲轮7，其摆动臂套装在主履带2的后轴上，设有扭力弹簧；在底盘后部的左右两侧均设有后抬升轮6，主电机8的轴左右两端分别通过链条联接左右两侧的后抬升轮6；后辅助电机9的轴左右两端通过钢丝绳上下驱动牵引左右两侧的后抬升轮6；中辅助电机10的轴左右两端通过钢丝绳牵引驱动左右两侧的前缓冲轮4；前辅助电机11的轴左右两端通过链轮组驱动助爬履带5。

本实用新型采用一种全新的复合轮系机构，行走底盘1由钢结构焊接制作，复合轮系包括：主履带2、主履带支撑轮组3、前缓冲轮4、助爬履带5、后抬升轮6、后缓冲轮7。其中，主履带2由主电机8后置驱动，后抬升轮6（左右对称布置）通过链条由主电机8驱动，速度保持与主履带2同步。后抬升轮6的抬升动作由后辅助电机9通过钢丝绳牵引驱动。前缓冲轮4（左右对称布置）由中辅助电机10通过钢丝绳牵引驱动，沿弧形轨道收回或伸出。当处于收回状态时，整个缓冲轮系整体收纳在主履带底部之上。助爬履带5由前辅助电机11通过链轮组驱动。后缓冲轮7（左右对称布置）无驱动，其摆动臂套装在主履带后轴上，设有扭力弹簧，正常行走时，通过重力压住，当车体后部悬空状态时，后缓冲轮7通过扭力弹簧自动弹出，起到缓冲作用。主履带支撑轮组3用于支撑履带，每个支撑轮都设置柱形弹簧，可适应凹凸路面，并起到缓冲功能，增加行走的舒适性。

以上各电机驱动控制由PLC系统控制，通过一系列的路况检测单元反馈信号，达到智能化控制，各轮系的动作无需手工操作，均由程序自动控制。

本实用新型以全悬挂履带为主行走方式，通过前、后多组辅助轮系，实现无障碍、高平稳性及高舒适性行走。

本实用新型在智能控制系统下，可自动识别路况，在复合轮系各种配合动作下，实现底盘可平稳、舒适地通过以下不良路况：

1）凹凸起伏地形

2）上、下连续台阶（含单级台阶）

3）过平沟坎

4）过高地落差沟坎

本实用新型应用领域：1）载人，适合用于残障人士、老龄人士的交通工具。2）用于机器人底盘，配置机械手及超视距遥控技术，可用于排爆、勘察、灾难搜救等危险场合代替人的操作。

Claims (1)

1.一种多功能智能机器人运载底盘，包括底盘（1）、主履带（2）、主履带支撑轮组（3）、装于底盘（1）后部后置驱动主履带（2）的主电机（8）；其特征在于：它还包括PLC控制器、分别装于底盘前底部和后底部的检测探头、装于底盘中后部的后辅助电机（9）、装于底盘中前部的中辅助电机（10）、装于底盘中前部的前辅助电机（11）；在底盘前端45度向上设有带支撑轮的助爬履带（5），在底盘前半部的左右两侧均设有可沿弧形轨道收回或伸出的前缓冲轮（4），前缓冲轮（4）呈弧形臂状，弧形臂的前端设有轮子；在底盘中后部的左右两侧均设有后缓冲轮（7），其摆动臂套装在主履带（2）的后轴上，设有扭力弹簧；在底盘后部的左右两侧均设有后抬升轮（6），主电机（8）的轴左右两端分别通过链条联接左右两侧的后抬升轮（6）；后辅助电机（9）的轴左右两端通过钢丝绳上下驱动牵引左右两侧的后抬升轮（6）；中辅助电机（10）的轴左右两端通过钢丝绳牵引驱动左右两侧的前缓冲轮（4）；前辅助电机（11）的轴左右两端通过链轮组驱动助爬履带（5）。