CN207257826U - 一种重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置。包括中部壳体以及分位于中部壳体两侧的两个驱动轮架，在每个驱动轮架的两侧与中部壳体之间均设有一组连杆构成四连杆机构；在两个驱动轮架的顶部均安装固定有连接端头，在每个连接端头与中部壳体之间均设有可调弹簧，可调弹簧的中心杆的上端与中部壳体的顶部铰接连接、下端与连接端头铰接连接；在两个驱动轮架的底部均安装有外端带有驱动轮的驱动轮轴，在两个驱动轮架的内侧均安装有电机，每个电机的电机轴外端与对应侧的驱动轮轴的内端对接连接。
Description
技术领域
本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置。
背景技术
随着技术的发展，智能机器人技术逐渐成熟。智能机器人的应用领域也日益广泛，既能应用于物流系统作为载物移动车辆，也能应用在诸如餐馆等场合作为送餐机器人、导引机器人等。智能机器人通常配置有底盘装置，用于驱动行走、承载等，在底盘装置上可以安装导航装置，配合地轨、定位标识等实现自主导航行走。
现有的底盘装置通常采用由电机带动的行走轮进行行走驱动，电机一般采用链条与行走轮连接传动，与此同时上述行走轮兼作支撑轮用于承载全部重量。由于承重过大会导致行走轮驱动困难，故上述设计导致整个底盘装置无法承载较大重量，这极大地限制了底盘装置的应用范围。同时，现有的驱动结构和驱动方式下，底盘装置对地面的平整度要求较高，路面出现坑洼不平等状况时，极易出现行走轮空转等问题，导致驱动失效。因此，有必要对底盘装置进行结构上的优化设计，提供一种通用的底盘结构。而底盘结构中尤为重要的是驱动装置的设计，对整个底盘的性能产生决定性的影响。
实用新型内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、驱动平稳、对地面情况适应能力强的重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置包括中部壳体以及分位于中部壳体两侧的两个驱动轮架，在每个驱动轮架的两侧与中部壳体之间均设有一组连杆构成四连杆机构；在两个驱动轮架的顶部均安装固定有连接端头，在每个连接端头与中部壳体之间均设有可调弹簧，可调弹簧的中心杆的上端与中部壳体的顶部铰接连接、下端与连接端头铰接连接；在两个驱动轮架的底部均安装有外端带有驱动轮的驱动轮轴，在两个驱动轮架的内侧均安装有电机，每个电机的电机轴外端与对应侧的驱动轮轴的内端对接连接。
本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种结构设计简单合理的重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置，与现有的驱动装置相比，本技术方案中通过设置悬挂驱动装置由中部壳体、可调弹簧、驱动轮架、驱动轮轴和电机构成，实现了两个驱动轮的独立悬挂结构设计，这样在坑洼路面情况下，独立的两个驱动轮更能够适应地形的变化，从而保证持续的驱动力和平稳的驱动效果，提升底盘的通用性。本独立的悬挂驱动装置与独立的支撑轮装置相配合，能够达到承载与驱动相分离的技术效果，即由多个支撑轮装置用于承载、由本悬挂驱动装置提供两轮差动驱动，这样悬挂驱动装置就不会承载较大的重量，也就解决了现有技术中驱动承载一体结构下带来的无法重载问题，实现了一种重载式底盘结构的设计和开发。
优选地：在每个驱动轮架的内侧中部均安装有用于检测该侧驱动轮转动位置的位移传感器。
优选地：所述位移传感器选取为码盘组件，在驱动轮架的内侧中部安装有支架且码盘组件安装在支架上；在码盘组件的码盘盘体上安装有从动齿轮，在驱动轮轴的中部安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮之间啮合传动。
优选地：驱动轮架为“口”字形框体结构，连接端头的外侧设有横向的卡口；驱动轮架的顶部框体的中部嵌入连接端头的卡口内并采用螺钉连接固定。
优选地：在驱动轮轴与所在的驱动轮架之间设有轴承，驱动轮轴与该侧电机的电机轴之间采用联轴套筒对接连接。
优选地：中部壳体为“几”字形结构，其底部的板体与底盘的底板采用螺栓连接固定；在中部壳体的顶部设有向上方延伸的凸脊，两个可调弹簧各自中心杆的上端分别嵌入凸脊的两端并铰接连接。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型向底盘上安装的结构示意图。
图中：1、中部壳体；2、可调弹簧；3、连接端头；4、驱动轮架；5、驱动轮；6、连杆；7、电机；8、位移传感器；9、底板；10、磁传感器；11、支撑轮装置；12、外部支撑杆。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：
请参见图1，本实用新型的重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置包括中部壳体1以及分位于中部壳体1两侧的两个驱动轮架4，在每个驱动轮架4的两侧与中部壳体1之间均设有一组连杆6构成四连杆机构。上述四连杆机构保证了驱动轮架4能够作竖直方向上的平移，保证驱动轮架4移动的平稳性。
在两个驱动轮架4的顶部均安装固定有连接端头3，在每个连接端头3与中部壳体1之间均设有可调弹簧2，可调弹簧2的中心杆的上端与中部壳体1的顶部铰接连接、下端与连接端头3铰接连接。可调弹簧2提供驱动轮架4的复位弹力，独立悬挂的方式保证对地形的适应能力，采用可调弹簧2的作用是提供弹力设定的选择，对弹簧的弹力进行出厂设定或者使用过程中的调节。
如图中所示，中部壳体1可以设计为“几”字形结构，其底部的板体与底盘的底板9采用螺栓连接固定；在中部壳体1的顶部设有向上方延伸的凸脊，两个可调弹簧2各自中心杆的上端分别嵌入凸脊的两端并铰接连接。
在两个驱动轮架4的底部均安装有外端带有驱动轮5的驱动轮轴，在两个驱动轮架4的内侧均安装有电机7，每个电机7的电机轴外端与对应侧的驱动轮轴的内端对接连接。本实施例中，在驱动轮轴与所在的驱动轮架4之间设有轴承，驱动轮轴与该侧电机7的电机轴之间采用联轴套筒对接连接。
本实施例中，驱动轮架4为“口”字形框体结构，连接端头3的外侧设有横向的卡口；驱动轮架4的顶部框体的中部嵌入连接端头3的卡口内并采用螺钉连接固定。此种固定方式由于可变弹簧2向外侧提供一个推力，故保证了在底盘持续的运转过程中驱动轮架4与连接端头3之间不易发生松脱，提升了结构的可靠性。
图2是本悬挂驱动装置向底盘上安装的结构示意图，可以看出：底盘包括底板9，在底板9的中部设有驱动装置安装孔位且本悬挂驱动装置安装在驱动装置安装孔位上，在底板9上、驱动装置安装孔位的四周设有多个支撑轮安装孔位且在各支撑轮安装孔位上均安装有支撑轮装置11。其中多个支撑轮装置11用于载重，全部重量由各支撑轮装置11共同承载，本悬挂驱动装置用于提供驱动力，将驱动和承载分开有助于提升底盘整体的载重能力。
本实施例中，支撑轮装置11的数量为四组，沿周向间隔90°设置。
为了向控制系统快速、精确地反馈每个驱动轮5的位置，本实施例中在每个驱动轮架4的内侧中部均安装有用于检测该侧驱动轮5转动位置的位移传感器8。具体地，位移传感器8可以选取为码盘组件，在驱动轮架4的内侧中部安装有支架且码盘组件安装在该支架上；在码盘组件的码盘盘体上安装有从动齿轮，在驱动轮轴的中部安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮之间啮合传动。这样，在电机7通过驱动轮轴带动驱动轮5转动时，驱动轮轴通过主动齿轮和从动齿轮带动码盘组件的码盘盘体转动，读取原件通过读取码盘盘体上的编码实现对位置的确定。
如图中所示，在底板9上沿周向方向设有多个竖直的外部支撑杆12，在各外部支撑杆12之间可以设置多个支撑横梁，在各支撑横梁的上方可以安装固定顶板，顶板作为装载机器人其它部件的一个平台，多个支撑横梁对顶板提供一定的支撑力。
为了实现机器人的自主导航能力，在底板9上还设有导航装置安装孔位，在导航装置安装孔位上安装有磁传感器10，如图中所示，磁传感器10为两组，分位于本悬挂驱动装置的两侧，磁传感器10用于与预设在地面的金属轨道配合，实现固定线路的行驶。可以想到的是，还可以在本底盘上设置激光导航、射频标签导航以及其它导航的装置，分别适应于不同的运行环境。
Claims (6)
1.一种重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置，其特征是：包括中部壳体(1)以及分位于中部壳体(1)两侧的两个驱动轮架(4)，在每个驱动轮架(4)的两侧与中部壳体(1)之间均设有一组连杆(6)构成四连杆机构；在两个驱动轮架(4)的顶部均安装固定有连接端头(3)，在每个连接端头(3)与中部壳体(1)之间均设有可调弹簧(2)，可调弹簧(2)的中心杆的上端与中部壳体(1)的顶部铰接连接、下端与连接端头(3)铰接连接；在两个驱动轮架(4)的底部均安装有外端带有驱动轮(5)的驱动轮轴，在两个驱动轮架(4)的内侧均安装有电机(7)，每个电机(7)的电机轴外端与对应侧的驱动轮轴的内端对接连接。
2.如权利要求1所述的重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置，其特征是：在每个驱动轮架(4)的内侧中部均安装有用于检测该侧驱动轮(5)转动位置的位移传感器(8)。
3.如权利要求2所述的重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置，其特征是：所述位移传感器(8)选取为码盘组件，在驱动轮架(4)的内侧中部安装有支架且码盘组件安装在支架上；在码盘组件的码盘盘体上安装有从动齿轮，在驱动轮轴的中部安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮之间啮合传动。
4.如权利要求2所述的重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置，其特征是：驱动轮架(4)为“口”字形框体结构，连接端头(3)的外侧设有横向的卡口；驱动轮架(4)的顶部框体的中部嵌入连接端头(3)的卡口内并采用螺钉连接固定。
5.如权利要求2所述的重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置，其特征是：在驱动轮轴与所在的驱动轮架(4)之间设有轴承，驱动轮轴与该侧电机(7)的电机轴之间采用联轴套筒对接连接。
6.如权利要求2所述的重载两轮差动机器人通用底盘的悬挂驱动装置，其特征是：中部壳体(1)为“几”字形结构，其底部的板体与底盘的底板(9)采用螺栓连接固定；在中部壳体(1)的顶部设有向上方延伸的凸脊，两个可调弹簧(2)各自中心杆的上端分别嵌入凸脊的两端并铰接连接。
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