CN206327462U - 一种机器人平台 - Google Patents

Abstract

一种机器人平台，包括机器人底盘，该底盘包括底板和一对悬挂机构；底板上连接平台机架，平台机架连接平台顶板；机架上设有平台运行所需功能模块的容置槽，功能模块包括锂电池模块、驱动器模块、电源模块、主控板模块和工控机模块；各功能模块上设有独立航空插头，模块内部接线集中连接在航空插头上；机架上设有与相关功能模块上的航空插头配合连接的第二配线盒和安装了主控板模块和工控机模块以及分配电路板和交换机的第一配线盒。底板上架设有激光传感器。各主要电气元件尤其是易损件组成了相应模块，模块与模块之间利用配线盒采用航空插头进行连接，内部线路走线大幅度减少，维修更换时只需更换相应坏的模块，维修成本和维修时间均大幅度降低。

Description

一种机器人平台

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种机器人平台。

背景技术

现有的激光导航机器人平台或者其他通用机器人平台，其内部电气元件由于未能采用模块化设计，电气元件与电气元件之间大都采用普通连接器或者焊线进行连接，因此，导致了其内部的线路十分复杂，走线也非常杂乱，维修时无法进行快速更换，导致维修时难度很大，根本无法快速维修。

由于维修时无法快速确定问题点，并且电气元件之间的结构相互关联或依赖性很大，往往在拆卸一个电气元件时，需要先拆掉另一个电气元件，无法把整个模块进行拆卸，然后整个模块更换，因此拆卸工作量很大，浪费了大量的人力资源。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足或缺陷，提供一种机器人平台。由于采用了模块化设计，其内部的各主要电气元件尤其是易损件都组成了相应的模块，模块和模块之间利用配线盒采用航空插头进行连接，使得内部线路走线大幅度减少，并且维修更换时只需更换相应坏了的模块，维修成本和维修时间均可以大幅度降低。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种机器人平台，包括机器人底盘，该底盘包括底板和定位加载在底板上的一对悬挂机构；其特征在于，所述底板上定位连接一平台机架，所述平台机架的顶部定位连接一平台顶板；

所述平台机架为框架结构，机架的框架内分别设有平台运行所需功能模块的容置槽，所述功能模块包括锂电池模块、驱动器模块、电源模块、主控板模块和工控机模块；各功能模块上均设有各自独立的航空插头，模块内部接线集中连接在其航空插头上；

所述机架的框架内分别设有第一配线盒和第二配线盒，其中，第一配线盒上分别安装了主控板模块和工控机模块以及分配电路板和交换机，第二配线盒上设有可与锂电池模块、驱动器模块、电源模块上的航空插头配合连接同时与第一配线盒进行数据交换的航空插头座。

上述机器人平台，其中，所述平台机架包括对称分布于悬挂机构轴向两侧的四根立柱和一体连接在其顶部的U型梁；四根立柱之间的空间内设有一内挂机架；

所述内挂机架包括上、下两部分空间，所述锂电池模块固设在位于其上部空间的内挂机架上，所述驱动器模块和电源模块并排活动插设于固设在内挂机架下部空间上的第一导轨组件的导槽上，所述第二配线盒固设在位于电池模块、驱动器模块和电源模块头端的机架上，第二配线盒上对应设有可与电池模块、驱动器模块以及电源模块配合连接的航空插座和接线孔，所述主控板模块和工控机模块的网线和通讯线分别连接至第二配线盒上；

所述第一配线盒固设在与第二配线盒相对一侧位于内挂机架下方的底板上，所述主控板模块、工控机模块并排水平活动插设于固设在第一配线盒上部的第二导轨组件的导槽上，所述分配电路板和交换机分别设置在第一配线盒的下部。

进一步地，所述锂电池模块包括电池盒和设置在电池盒内的两个锂电池本体；

所述电池盒内活动设有一用于放置电池本体的托架，托架中部设有隔板将电池盒内划分为二个相同的区域，隔板的纵向两侧以及托架的纵向两侧均水平设有导轨，锂电池本体的纵向两侧设有与电池盒内的导轨相适配的导槽；

所述电池盒托架的外端面上设有一可活动开启的电池挡板；

所述电池盒的头部端板内侧设有二个与电池盒定位相连的电池插头安装板，电池盒的头部端板以及电池插头安装板上均设有对应的插口；

所述电池盒的头部端板外侧设有二个通过所述插口与电池本体电连接的电池插头；电池本体的头部设有与电池插头相适配的母插座。

所述电池盒托架外端面上所设电池挡板，其一侧与电池盒之间通过合页进行铰接，另一侧通过固设在电池盒上的弹簧扣与电池盒活动相连。

所述电源模块包括电源盒和设置在电源盒内的电源模块本体；

所述电源盒的顶面设有一散热窗，与散热窗所在位置相对应的电源盒内设有散热风扇；

所述电源盒的外端面设有把手，其内端面上、下对应设有一对连接孔和一个连接槽，连接孔上定位连接一从电源盒外侧接入的碰珠公头，连接槽上定位连接一从电源盒外侧接入的矩形航空插头公头；

所述电源模块本体的内部线路集中连接至矩形航空插头公头上。

所述驱动器模块包括驱动器盒和设置在驱动器盒体内的电机驱动器；

所述驱动器盒的顶面设有一对散热窗，与散热窗所在位置相对应的驱动器盒体内设有一对散热风扇；

所述驱动器盒的外端面设有把手，其内端面上、下对应设有一对连接孔和一个连接槽；连接孔上定位连接一从驱动器盒外侧接入的碰珠公头，连接槽上定位连接一从驱动器盒外侧接入的矩形航空插头公头；

所述驱动器模块的内部线路集中连接至矩形航空插头公头上。

所述主控板模块包括主控板；所述工控机模块包括工控机。

所述分配电路板上设有金手指插座，所述主控板上设有金手指插头，通过金手指插头与金手指插座的连接实现主控板与分配电路板的电连接。

更进一步地，所述平台机架的外侧靠近第二配线盒的底板上设有一支架，该支架的顶部设有一激光传感器。

所述激光传感器支架的底部与底板之间采用可适度调节其水平安装位置的腰型孔进行定位安装；所述激光传感器支架的底部与底板之间垫设至少一块可适度调节其安装高度的垫板。

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本实用新型涉及的一种机器人平台，主要包括机器人底盘、平台机架、平台顶板以及设置在平台机架上的锂电池模块、电源模块和驱动器模块，激光传感器通过支架定位连接在底盘上。由于采用模块化设计，内部的各个主要电气元件尤其是易损件都组成了相应的模块，模块与模块之间利用配线盒采用航空插头进行连接，使得内部线路走线大幅度减少，并且维修更换时只需更换相应坏了的模块，从而使得大幅度降低平台的维护成本和维修时间成为了可能。

附图说明

通过以下实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。附图中，

图1是本实用新型涉及的一种机器人平台的主视图；

图2是本实用新型涉及的一种机器人平台的主视图中的A向视图；

图3是图1中涉及的电源模块的爆炸图；

图4是图1中涉及的驱动器模块的爆炸图；

图5是图1中涉及的锂电池模块的爆炸图；

图6是图5中涉及的电池插头安装板与电池盒的装配结构示意图；

图7是本实用新型涉及的机器人平台的立体图；

图8是本实用新型涉及的机器人平台的爆炸图；

图9是图7中涉及的主控板模块和工控机模块以及分配电路板和交换机与第一配线盒的装配结构示意图。

图中：

P-机器人底盘；29-机器人底盘的底板；P1-悬挂机构；

D-电源模块：7-第一矩形航空插头公头；7A-第一矩形航空插头公头的连接槽；

8-第一碰珠公头；8A-第一碰珠公头的连接孔；9-第一散热风扇；9A-第一散热窗；10-电源盒；11-电源模块本体；12-第一把手；

Q-驱动器模块：1-第二矩形航空插头公头；1A-第二矩形航空插头公头的连接槽；2-第二碰珠公头；2A-第二碰珠公头的连接孔；3-第二散热风扇；3A-第二散热窗；4-驱动器盒；5-电机驱动器；6-第二把手；

L-锂电池模块：13-电池挡板；14-导轨；15-锂电池本体；16-电池盒；17-电池插头安装板；18-电池插头；19-弹簧扣；20-合页；

C-插口；

21-第二配线盒；22-碰珠母头；23-矩形航空插头母头；

24-机器人平台顶板；27-激光传感器；28-激光传感器支架；

Z-主控板模块；34-主控板；

G-工控机模块；32-工控机；

30-交换机；31-分配电路板；33-第一配线盒；

J-平台机架；J1-立柱；J2-U型梁；25-内挂机架；25A-上部空间；25B-下部空间；

26-第一导轨组件；35-第二导轨组件。

具体实施方式

参见图1、2，配合参见图3-图8，本实用新型涉及一种机器人平台，其关键技术方案在于：一种机器人平台，包括机器人底盘P，该底盘P包括底板29和定位加载在底板29上的一对交错平行设置的悬挂机构P1，底板29上定位连接一平台机架J，平台机架J的顶部定位连接一平台顶板24。

平台机架J为框架结构，机架的框架内分别设有平台运行所需功能模块的容置槽，所述功能模块包括锂电池模块L、驱动器模块Q、电源模块D、主控板模块Z和工控机模块G；各功能模块上均设有各自独立的航空插头，模块内部接线集中连接在其航空插头上；

机架的框架内分别设有第一配线盒33和第二配线盒21，其中，第一配线盒33上分别安装了主控板模块Z和工控机模块G以及分配电路板31和交换机30，第二配线盒21上可与锂电池模块L、驱动器模块Q、电源模块D上的航空插头配合连接同时与第一配线盒33进行数据交换的航空插头座22、23。

本实用新型平台采用的两个配线盒其主要作用大致如下：

第一配线盒33用来安装分配电路板31和工控机32，并且固定第二导轨组件35，将第一配线盒33内部的线路集中到航空插头上，利用航空插头与外部进行数据交换，同时起到容纳线路的作用。

第二配线盒21用来安装碰珠和矩形航空插头母头，以及引入锂电池模块L的电源，容纳内部的线路，将线路整合到航空插头上，与第一配线盒33进行数据交换，第二配线盒21并不与外部模块进行数据交换。

平台机架J包括对称分布于悬挂机构P1轴向两侧的四根立柱和一体连接在其顶部的U型梁；四根立柱之间的空间内设有一内挂机架25；

如图8中所示，内挂机架25包括上、下两部分空间25A、25B，锂电池模块L固设在位于其上部空间25A的内挂机架25上，驱动器模块Q和电源模块D并排活动插设于固设在内挂机架25下部空间25B上的第一导轨组件26的导槽上，第二配线盒21固设在位于锂电池模块L、驱动器模块Q和电源模块D头端的机架J上，第二配线盒21上对应设有可与锂电池模块L、驱动器模块Q以及电源模块D配合连接的航空插座和接线孔，主控板模块Z和工控机模块G的网线和通讯线分别连接至第二配线盒21上；

第一配线盒33固设在与第二配线盒21相对一侧位于内挂机架25下方的底板29上，主控板模块Z、工控机模块G并排水平活动插设于固设在第一配线盒33上部的第二导轨组件35的导槽上，分配电路板31和交换机30分别设置在第一配线盒33的下部。

如图3所示，电源模块D主要包括电源盒10和设置在电源盒10内的电源模块本体11；电源盒10的顶面设有第一散热窗9A，与第一散热窗9A所在位置相对应的电源盒10内设有第一散热风扇9；电源盒10的外端面设有把手12，其内端面上、下对应设有一对连接孔8A和一个连接槽7A；连接孔8A上定位连接一从电源盒10外侧接入的第一碰珠公头8，连接槽7A上定位连接一从电源盒10外侧接入的第一矩形航空插头公头7；电源模块本体11的内部线路集中连接至矩形航空插头公头7上。

本实用新型机器人平台所涉及的锂电池模块L与电源模块D分别承担了不同的职能，锂电池模块L主要用于给电源模块D提供电能，而电源模块D兼具管理功能，为整个平台所需用电的部件分配电能。

第一把手12安装在电源盒10上，使用手拉使整个模块方便取出和放入，电源模块本体11安装在电源盒10内部，第一散热风扇9安装在电源盒10内部，可以提供散热作用，第一矩形航空插头公头7安装在电源盒10的内端面，模块内部的线路集中接至第一矩形航空插头公头7上，维修时可以将整个电源模块D全部拉出，整体更换，不必改变内部线路。

如图4所示，驱动器模块Q包括驱动器盒4和设置在驱动器盒体4内的电机驱动器5，驱动器盒4的顶面设有一对散热窗3A，与散热窗3A所在位置相对应的驱动器盒体4内设有散热风扇3。

驱动器盒4的外端面设有第二把手6；其内端面上、下对应设有一对第二连接孔2A和一个第二连接槽1A；第二连接孔2A上定位连接一从驱动器盒4外侧接入的第二碰珠公头2，第二连接槽1A上定位连接一从驱动器盒4外侧接入的第二矩形航空插头公头1。驱动器模块Q的内部线路集中连接至第二矩形航空插头公头1上。

第二把手6安装在铝合金驱动器盒4上，主要用来水平拉动整个模块，维修时取出或放入均方便，电机驱动器5和散热风扇3都安装在铝合金驱动器盒4的内部，可以起到散热作用，第二矩形航空插头公头1安装在铝合金驱动器盒4的内端面外侧，由于驱动器模块Q其内部的线路集中接到第二矩形航空插头公头1上，维修时可以将整个驱动器模块Q全部拉出，整体更换，不必改变内部线路。

如图5、6所示，本实用新型涉及的电池为锂电池，锂电池模块L包括电池盒16和设置在电池盒16内的两个电池本体15。

电池盒16内活动设有一用于放置电池本体15的托架16A，托架16A中部设有隔板16B，将电池盒16的内部空间划分为二个相同的区域，隔板16B的纵向两侧以及托架16A的纵向两侧均水平设有导轨14；电池本体15的纵向两侧设有与电池盒16内的导轨14相适配的导槽15A；电池盒托架16A的外端面上设有一可活动开启的电池挡板13。

电池盒16的头部端板16C的内侧设有二个与电池盒16定位相连的电池插头安装板17，电池盒的头部端板16C以及电池插头安装板17上均设有对应的插口C。电池盒的头部端板16C的外侧设有二个通过插口C与电池本体15电连接的电池插头18；电池本体15的头部设有与电池插头18相适配的母插座(图中未示出)。

电池盒托架16A外端面上所设电池挡板13，其一侧与电池盒16之间通过合页20进行铰接，另一侧通过固设在电池盒16上的弹簧扣19与电池盒16活动连接。

电池盒16内面固设有导轨14，锂电池15两侧设有导槽15A，可以利用导轨14在电池盒16里面滑动，电池插头18通过安装在电池盒16内的电池插头安装板17固定在电池盒16的内端面上。如图5-8中所示，电池插头18共有两组，每个电池插头18引出来两根线，两根线并联在一起，为机器人内部的电气元件提供电源。由于锂电池本体15的头部设有母插座(图中未示出)，将锂电池15推到底，即锂电池本体15的头部端面与电池盒内端面相接触，锂电池本体15的头部上的母插座与电池插头18接触，锂电池本体15开始提供电源，电池挡板13一侧安装有合页20，一侧安装有弹簧扣19，固定锂电池15时只需把弹簧扣锁住，锂电池本体15就被固定在电池盒16内。需要更换电池的时候，只需把弹簧扣19打开，拉动电池挡板13便能将旧的锂电池取出，更换新的锂电池。电池盒16整体固定安装在内挂机架25上，从电池盒16出来的电源线从第二配线盒21上部的圆孔进去，接到第二配线盒21内。

图8是整个机器人平台的爆炸图。

矩形航空插头母头23，碰珠母头22，配线盒21，矩形航空插头母头23和碰珠母头22都安装在配线盒21上，机器人内部的线路主要集中在第一、第二配线盒里，这样可以大大的减少外面的飞线。第一导轨组件26固定在内挂机架25上，为机器人的内部电源模块D和驱动器模块Q抽拉时提供导向支撑作用。当电源模块本体11往里面插设时，第二矩形航空插头公头1和矩形航空插头母头23结合，线路正常工作，同时第二碰珠公头2和碰珠母头22也进行结合，可以起到防止松动的作用。

机器人平台顶板24主要用来安装机器人平台的外围设备，例如机械手等。交换机30和分配电路板31都安装在第一配线盒33内，主控板34带有金手指插头，安装在带有金手指插座的分配电路板31上，如果主控板34损坏时，可以将主控板34拔出，进行更换，不需要拔去其他的插头，更换时特别方便。工控机32同样也利用金手指安装在分配电路板31上，同样可以方便的进行插拔。

进一步地，本实用新型在平台机架J的外侧靠近第二配线盒21处的底板29上固设一支架28，在支架28的顶部固设一激光传感器27，使得本机器人平台具备了激光导航的功能。

安装时：

激光传感器支架28的底部与底板29之间垫设至少一块垫板(图中未示出)，以此实现激光传感器支架28的高度调节，保证激光传感器27使用时能与地面平行。

激光传感器支架28的底部与底板29之间采用腰型孔(图中未示出)进行定位安装，以此实现激光传感器支架28的水平调节，保证激光传感器27使用时能与地面平行。

虽然本实用新型已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，在没有脱离本实用新型精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本实用新型的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种机器人平台，包括机器人底盘，该底盘包括底板和定位加载在底板上的一对悬挂机构；其特征在于，所述底板上定位连接一平台机架，所述平台机架的顶部定位连接一平台顶板；

所述平台机架为框架结构，机架的框架内分别设有平台运行所需功能模块的容置槽，所述功能模块包括锂电池模块、驱动器模块、电源模块、主控板模块和工控机模块；各功能模块上均设有各自独立的航空插头，模块内部接线集中连接在其航空插头上；

所述机架的框架内分别设有第一配线盒和第二配线盒，其中，第一配线盒上分别安装了主控板模块和工控机模块以及分配电路板和交换机，第二配线盒上设有可与锂电池模块、驱动器模块、电源模块上的航空插头配合连接同时与第一配线盒进行数据交换的航空插头座。

2.根据权利要求1所述机器人平台，其特征在于，所述平台机架包括对称分布于悬挂机构轴向两侧的四根立柱和一体连接在其顶部的U型梁；四根立柱之间的空间内设有一内挂机架；

所述内挂机架包括上、下两部分空间，所述锂电池模块固设在位于其上部空间的内挂机架上，所述驱动器模块和电源模块并排活动插设于固设在内挂机架下部空间上的第一导轨组件的导槽上，所述第二配线盒固设在位于电池模块、驱动器模块和电源模块头端的机架上，第二配线盒上对应设有可与电池模块、驱动器模块以及电源模块配合连接的航空插座和接线孔，所述主控板模块和工控机模块的网线和通讯线分别连接至第二配线盒上；

所述第一配线盒固设在与第二配线盒相对一侧位于内挂机架下方的底板上，所述主控板模块、工控机模块并排水平活动插设于固设在第一配线盒上部的第二导轨组件的导槽上，所述分配电路板和交换机分别设置在第一配线盒的下部。

3.根据权利要求1或2所述机器人平台，其特征在于，所述锂电池模块包括电池盒和设置在电池盒内的两个锂电池本体；

所述电池盒内活动设有一用于放置电池本体的托架，托架中部设有隔板将电池盒内划分为二个相同的区域，隔板的纵向两侧以及托架的纵向两侧均水平设有导轨，锂电池本体的纵向两侧设有与电池盒内的导轨相适配的导槽；

所述电池盒托架的外端面上设有一可活动开启的电池挡板；

所述电池盒的头部端板内侧设有二个与电池盒定位相连的电池插头安装板，电池盒的头部端板以及电池插头安装板上均设有对应的插口；

所述电池盒的头部端板外侧设有二个通过所述插口与电池本体电连接的电池插头；电池本体的头部设有与电池插头相适配的母插座。

4.根据权利要求3所述机器人平台，其特征在于，所述电池盒托架外端面上所设电池挡板，其一侧与电池盒之间通过合页进行铰接，另一侧通过固设在电池盒上的弹簧扣与电池盒活动相连。

5.根据权利要求1或2所述机器人平台，其特征在于，所述电源模块包括电源盒和设置在电源盒内的电源模块本体；

所述电源盒的顶面设有一散热窗，与散热窗所在位置相对应的电源盒内设有散热风扇；

所述电源盒的外端面设有把手，其内端面上、下对应设有一对连接孔和一个连接槽，连接孔上定位连接一从电源盒外侧接入的碰珠公头，连接槽上定位连接一从电源盒外侧接入的矩形航空插头公头；

所述电源模块本体的内部线路集中连接至矩形航空插头公头上。

6.根据权利要求1或2所述机器人平台，其特征在于，所述驱动器模块包括驱动器盒和设置在驱动器盒体内的电机驱动器；

所述驱动器盒的顶面设有一对散热窗，与散热窗所在位置相对应的驱动器盒体内设有一对散热风扇；

所述驱动器盒的外端面设有把手，其内端面上、下对应设有一对连接孔和一个连接槽，连接孔上定位连接一从驱动器盒外侧接入的碰珠公头，连接槽上定位连接一从驱动器盒外侧接入的矩形航空插头公头；

所述驱动器模块的内部线路集中连接至矩形航空插头公头上。

7.根据权利要求1或2所述机器人平台，其特征在于，所述主控板模块包括主控板；所述工控机模块包括工控机。

8.根据权利要求1或2所述机器人平台，其特征在于，所述分配电路板上设有金手指插座，所述主控板上设有金手指插头，通过金手指插头与金手指插座的连接实现主控板与分配电路板的电连接。

9.根据权利要求1或2所述机器人平台，其特征在于，所述平台机架的外侧靠近第二配线盒的底板上设有一支架，该支架的顶部设有一激光传感器。

10.根据权利要求9所述机器人平台，其特征在于，所述激光传感器支架的底部与底板之间采用可适度调节其水平安装位置的腰型孔进行定位安装；所述激光传感器支架的底部与底板之间垫设至少一块可适度调节其安装高度的垫板。