CN207807707U - 单电机轮组底盘及具有该单电机轮组底盘的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种单电机轮组底盘及具有该单电机轮组的底盘的机器人，包括底盘及轮组，轮组包括一水平设置的双轴电机，设置在所述底盘上且位于所述双轴电机一端、与所述双轴电机在同一轴线上的第一轮胎，能在所述底盘上水平移动、用于将所述双轴电机的转动同向输出到所述第一轮胎的第一同向输出装置，能在所述底盘上水平移动、用于将所述双轴电机的转动反向输出到所述第一轮胎的第一反向输出装置，以及分别与所述第一轮胎、第一同向输出装置及第一反向输出装置镜像设置的第二轮胎、第二同向输出装置及第二反向输出装置。本实用新型设置了可以移动切换的同向输出装置和反向输出装置，使单电机轮组只通过一个电机带动即可实现前进、后退和转弯。

Description

单电机轮组底盘及具有该单电机轮组底盘的机器人

技术领域

本实用新型涉及移动机器人技术领域，尤其涉及一种单电机轮组底盘及具有该单电机轮组底盘的机器人。

背景技术

移动机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它可以协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业，以及其它危险行业的一些工作，随着社会的发展，移动机器人的应用越来越多普遍。

当前的机器人产品其驱动底盘采用的是双电机驱动方式，而机器人驱动底盘中电机及其配套的驱动控制电路的成本占驱动底盘总成本的较大比重，在采用双电机驱动的方案中底盘的整体成本无法通过其他部分（如机械、结构、硬件电子部分）的优化得到显著降低，且双电机驱动方式需要两套硬件控制电路，成本做优化也较困难。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种单电机轮组底盘及具有该单电机轮组底盘的机器人，旨在解决现有技术中机器人底盘通过双电机驱动，成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种单电机轮组底盘，包括底盘，以及设置在所述底盘上的轮组，所述轮组包括一水平设置在底盘中间的双轴电机，设置在所述底盘上且位于所述双轴电机一端、与所述双轴电机在同一轴线上的第一轮胎，设置在所述底盘上位于所述双轴电机和第一轮胎之间并且能在所述底盘上水平移动、用于将所述双轴电机的转动同向输出到所述第一轮胎的第一同向输出装置，与所述第一同向输出装置相对设置且能在所述底盘上水平移动、用于将所述双轴电机的转动反向输出到所述第一轮胎的第一反向输出装置，与所述第一轮胎镜像设置的第二轮胎，与所述第一同向输出装置镜像设置的第二同向输出装置，以及与第一反向输出装置镜像设置的第二反向输出装置。

进一步的，所述第一同向输出装置上设置有用于推动所述第一同向输出装置水平移动的第一同向推拉式电磁铁，所述第一反向输出装置上设置有用于推动所述第一反向输出装置水平移动的第一反向推拉式电磁铁。

进一步的，所述双轴电机两端设置有第一齿轮和第二齿轮，所述第一轮胎的轮胎轴上设置有与所述第一齿轮相对的第三齿轮，所述第一同向输出装置和第一反向输出装置通过齿轮传动将所述双轴电机的转动传递给所述第一轮胎。

进一步的，所述第一齿轮和第三齿轮为直径、齿数及齿距都相同的齿轮。

进一步的，所述第一同向输出装置还包括第一滑轨，与所述第一滑轨配合并可沿所述第一滑轨滑动的第一滑动支架，以及水平固定于所述第一滑动支架上的第四齿轮，所述第四齿轮能在所述第一同向推拉式电磁铁的推动下与所述第一齿轮和第三齿轮齿合，并在所述第一同向推拉式电磁铁的拉动下与所述第一齿轮和第三齿轮分开。

进一步的，所述第一滑动支架上设置有套设在所述第一同向推拉式电磁铁底部的第一滑动杆。

进一步的，所述第一反向输出装置包括第二滑轨，与所述第二滑轨配合并可沿所述第二滑轨滑动的第二滑动支架，水平固定在所述第二滑动支架上并互相咬合的第五齿轮和第六齿轮，以及与所述第六齿轮同轴转动的第七齿轮，所述第五齿轮和第七齿轮能在所述第一反向推拉式电磁铁的推动下分别与所述第一齿轮和第三齿轮齿合，并在所述第一反向推拉式电磁铁的拉动下分别与所述第一齿轮和第三齿轮分开。

进一步的，所述第二滑动支架上设置有套设在所述第一反向推拉式电磁铁底部的第二滑动杆。

进一步的，所述轮组为一个或者多个。

本发明还提供一种机器人，包括如上所述的单电机轮组底盘。

本实用新型采用上述技术方案，至少具备以下有益效果：设置了可以移动切换的同向输出装置和反向输出装置，通过切换同向输出装置或反向输出装置就可以将电机的转动同向输出或反向输出，在双轴电机两端都设置可切换的输出装置和轮胎，根据需要切换双轴电机两端的输出装置，即可实现轮组的前进、后退和转弯，结构简单，制造成本低。

附图说明

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

图1为本实用新型单电机轮组底盘较佳实施例的结构示意图。

图2为图1中另一视角的结构示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

图1为本实用新型单电机轮组较佳实施例的结构示意图，如图1所示，单电机轮组底盘包括底盘1以及设置在底盘1上的轮组2，轮组2上设置有驱动设备及轮胎，用于驱动底盘1移动。

轮组2包括双轴电机10、第一轮胎20、第一同向输出装置30、第一反向输出装置40、第二轮胎50、第二同向输出装置60以及第二反向输出装置70。由于现有技术中机器人驱动底盘采用的是双电机驱动方式，造成成本较高的问题，本实用新型通过在双轴电机10两端设置同向输出装置和反向输出装置，控制同向输出装置和反向输出装置的切换，来实现将双轴电机10的转动同向或反向输出，这样通过一个电机就可以实现驱动底盘的前进、后退和转弯，节约了成本。

双轴电机10为两端都有驱动轴的电机，双轴电机在现有技术中已有应用，在此不再赘述，双轴电机10大致水平设置在底盘的中间位置，其两端分别为两个输出端，第一轮胎20位于双轴电机10的一端并与双轴电机10在同一轴线上，这样可便于将双轴电机10的转动传输到第一轮胎20上，第一同向输出装置30位于双轴电机10和第一轮胎20之间，可将双轴电机10的转动同向输出到第一轮胎20，以控制第一轮胎20跟随双轴电机10同向转动，第一同向输出装置30能水平移动，可在需要将双轴电机10的转动同向输出到第一轮胎20时，将第一同向输出装置30移动到将双轴电机10和第一轮胎20连接的位置，使双轴电机10和第一轮胎20连接，完成将双轴电机10的转动同向输出到第一轮胎20，且在不需要将双轴电机10的转动同向输出时，将第一同向输出装置30移开，第一同向输出装置30水平移动的方向与双轴电机10和第一轮胎20的轴线方向垂直，具体的，第一同向输出装置30可通过滑轨移动。

第一反向输出装置40与第一同向输出装置30相对设置，可以理解的是，与第一同向输出装置30类似的，第一反向输出装置40也能水平移动，以便在需要将双轴电机10的转动反向输出到第一轮胎20时，且在不需要将双轴电机10的转动反向输出到第一轮胎20时，将第一反向输出装置40移开。第一反向输出装置40移动到将双轴电机10和第一轮胎20连接的位置，第一反向输出装置40水平移动的方向也与双轴电机10和第一轮胎20的轴线方向垂直。第一反向输出装置40可将双轴电机10的转动反向输出到第一轮胎40，以控制第一轮胎40的转向与双轴电机10的转向相反，并且第一同向输出装置30和第一反向输出装置40可以移动切换，这样就可以通过切换第一同向输出装置30和第一反向输出装置40控制第一轮胎20正转和反转，实现前进和后退，控制双轴电机10两端使用不同方向的输出设备，即可实现转弯。

由于第二轮胎50、第二同向输出装置60、第二反向输出装置70分别与第一轮胎20、第一同向输出装置30、第一反向输出装置40镜像设置且用途相对应，在此就不再赘述第二轮胎50、第二同向输出装置60、第二反向输出装置70的结构及作用。

第一同向输出装置30和第一反向输出装置40的移动方向可以在同一条直线上，这条直线与双轴电机10和第一轮胎20的轴线垂直，当需要同向输出时，将第一同向输出装置30沿着这条直线移动到双轴电机10和第一轮胎20的连接处，使双轴电机10的转动同向输出到第一轮胎20上，当需要反向输出时，则将第一同向输出装置30沿着这条直线移开，将第一反向输出装置40沿着这条直线移动到双轴电机10和第一轮胎20的连接处，使双轴电机10的转动反向输出到第一轮胎20上。

如图1所示，第一同向输出装置30和第一反向输出装置40的移动可通过推拉式电磁铁来实现，推拉式电磁铁是通过电流来产生磁性，利用不同的磁圈加上电源来控制磁性的大小，形成一个可以推、拉的动作，使被作用的对象就像是活塞一样运动，推拉式电磁铁已在现有技术中有广泛应用，在此不再赘述其原理。 第一同向输出装置30上设置有第一同向推拉式电磁铁31，第一反向输出装置40上设置有第一反向推拉式电磁铁41，第二同向输出装置60和第二反向输出装置70也相应的设置有第二同向推拉式电磁铁61和第二反向推拉式电磁铁71。

对于第一同向输出装置30和第一反向输出装置40将双轴电机10的转动传输到第一轮胎20的传输方式，可选择齿轮传动，双轴电机10两端设置有第一齿轮11和第二齿轮12，第一轮胎20的轮胎轴上设置有与第一齿轮11相对的第三齿轮21，可分别在第一同向输出装置30和第一反向输出装置40设置齿轮组，通过齿轮组与双轴电机10的第一齿轮11和第一轮胎20的第三齿轮21齿合，来将双轴电机10的转动传输给第一轮胎20。

第一同向输出装置30除了包括上述的第一同向推拉式电磁铁31外，还包括第一滑轨32、第一滑动支架33、第四齿轮34，第一滑动支架33与第一滑轨32适配且可沿第一滑轨32滑动，第一滑轨32沿着与双轴电机10和第一轮胎20的轴线垂直的直线方向设置，第四齿轮34水平固定于第一滑动支架33上，且其轴线与第一齿轮11和第三齿轮21的轴线平行设置，且第一齿轮11和第三齿轮21为直径、齿数及齿距都相同的齿轮，优选的，第一齿轮11和第三齿轮21为相同的齿轮，而第四齿轮34与第一齿轮11和第三齿轮21的齿距和齿宽都一样，这样第四齿轮34就可以与第一齿轮11和第三齿轮21咬合，第一同向推拉式电磁铁31设置在第一滑动支架33滑动的直线上，且设置在第四齿轮34一侧，使得第四齿轮34能在第一同向推拉式电磁铁31的推动下与第一齿轮11和第三齿轮21齿合，并在第一同向推拉式电磁铁31的拉动下与第一齿轮11和第三齿轮21分开。

请参阅图1，当第四齿轮34与第一齿轮11和第三齿轮21齿合时，如果双轴电机10顺时针转动，也就是说第一齿轮11顺时针转动时，第四齿轮34就会在第一齿轮11的带动下逆时针转动，那么第三齿轮21就会在第四齿轮34的带动下顺时针转动，即第一轮胎20顺时针转动，也就是说，当双轴电机10顺时针转动时，第一轮胎20也顺时针转动，这样就实现了通过双轴电机10通过第一同向输出装置30带动第一轮胎20同向转动。

为了使第一滑动支架33在滑动过程中更平稳，可在第一滑动支架33上设置平行于第一滑动支架33滑动方向的第一滑动杆331，将第一滑动杆331套设在第一同向推拉式电磁铁30的底部，可在第一滑动支架33滑动时起到限位作用，且可保持第一滑动支架33滑动的平稳性，优选的，第一滑动杆331与第一滑动支架33一体成型。

图2为图1中另一视角的结构示意图，如图2所示，第一反向输出装置40除了包括上述的第一反向推拉式电磁铁41外，还包括第二滑轨42、第二滑动支架43、第五齿轮44、第六齿轮45及第七齿轮46。第二滑动支架43可沿第二滑轨42滑动，第二滑轨42沿着与双轴电机10和第一轮胎20的轴线垂直的直线方向设置。第五齿轮44、第六齿轮45水平固定在第二滑动支架上且互相咬合，第五齿轮44和第六齿轮45的轴线与双轴电机10和第一轮胎20的轴线平行设置，优选的，第六齿轮45位于第五齿轮44的上方，且第五齿轮44和第六齿轮45为相同的齿轮。第七齿轮46与第六齿轮45同轴转动，第五齿轮44和第七齿轮46在第一反向推拉式电磁铁41的推动下分别与第一齿轮11和第三齿轮21齿合，以将第一齿轮11和第三齿轮21连接，使双轴电机10的转动反向传输到第一轮胎20，并且第五齿轮44和第七齿轮46在第一反向推拉式电磁铁41的拉动下分别与第一齿轮11和第三齿轮21分开。

请参阅图1，当第五齿轮44和第七齿轮46分别与第一齿轮11和第三齿轮21齿合时，如果双轴电机10顺时针转动，也就是说第一齿轮11顺时针转动，那么第五齿轮44就会逆时针转动，第六齿轮45则顺时针转动，由于第七齿轮46与第六齿轮45同轴转动，所以第七齿轮46也顺时针转动，那么与第七齿轮46齿合的第三齿轮21就逆时针转动，即第一轮胎20逆时针转动，也就是说当双轴电机10顺时针转动时，通过第一反向输出装置40可将双轴电机10的顺时针转动输出为第一轮胎20的反向转动。

与前文所述的第一滑动支架33的第一滑动杆331类似的，第二滑动支架43上也设置有第二滑动杆431，第二滑动杆431套设在第一反向推拉式电磁铁41底部，可在第二滑动支架43滑动时，保持滑动的平稳性，且可对第二滑动支架43进行限位。

可以理解的是，由于第二轮胎20与第一轮胎50的结构互为镜像，所以第二轮胎50也包括与所述第一轮胎20的第三齿轮21相应的第八齿轮51。

由于第二同向输出装置60与第一同向输出装置30的结构互为镜像，所以第二同向输出装置60也相应的包括第三滑轨62、第三滑动支架63、第九齿轮64以及第三滑动杆631，第三滑轨62、第三滑动支架63、第九齿轮64、第三滑动杆631分别与第一滑轨32、第一滑动支架33、第四齿轮34、第一滑动杆331的结构和作用对应。

由于第二反向输出装置70与第一反向输出装置40的结构互为镜像，所以第二反向输出装置70也相应的包括第四滑轨72、第四滑动支架73、第十齿轮74、第十一齿轮75、第十二齿轮76以及第四滑动杆731，第四滑轨72、第四滑动支架73、第十齿轮74、第十一齿轮75、第十二齿轮76、第四滑动杆731分别与第二滑轨42、第二滑动支架43、第五齿轮44、第六齿轮45、第七齿轮46、第二滑动杆431的结构和作用对应。

设置底盘1上的轮组2可为一个或者多个，轮组2的数量可根据需要设置，在此不作限制。

如图1所示，四组不同的动力输出装置通过不同的组合来实现单电机轮组底盘的前进、后退、左转、右转，例如：

通过控制第一同向输出装置30和第二同向输出装置60移动到双轴电机10处与双轴电机10齿合，将双轴电机10的转动同向输出给第一轮胎20和第二轮胎50实现单电机轮组底盘的前进；

控制第一反向输出装置40和第二反向输出装置70移动到双轴电机10处与双轴电机10齿合，将双轴电机10的转动反向输出给第一轮胎20和第二轮胎50实现单电机轮组底盘的后退；

控制第一同向输出装置30和第二反向输出装置70移动到双轴电机10处与双轴电机10齿合，将双轴电机10的转动同向输出给第一轮胎20，且反向输出给第二轮胎50，实现单电机轮组底盘的右转；

控制第一反向输出装置40和第二同向输出装置60移动到双轴电机10处与双轴电机10齿合，将双轴电机10的转动反向输出给第一轮胎20，且同向输出给第二轮胎50，实现单电机轮组底盘的左转。

本实用新型设置了可以移动切换的同向输出装置和反向输出装置，通过切换同向输出装置或反向输出装置就可以将电机的转动同向输出或反向输出，在双轴电机两端都设置可切换的输出装置和轮胎，根据需要切换双轴电机两端的输出装置，即可实现轮组的前进、后退和转弯，结构简单，制造成本低。

基于上述单电机轮组底盘，本实用新型还公开一种具有该单电机轮组底盘的机器人。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种单电机轮组底盘，包括底盘，以及设置在所述底盘上的轮组，其特征在于，所述轮组包括一水平设置在底盘中间的双轴电机，设置在所述底盘上且位于所述双轴电机一端、与所述双轴电机在同一轴线上的第一轮胎，设置在所述底盘上位于所述双轴电机和第一轮胎之间并且能在所述底盘上水平移动、用于将所述双轴电机的转动同向输出到所述第一轮胎的第一同向输出装置，与所述第一同向输出装置相对设置且能在所述底盘上水平移动、用于将所述双轴电机的转动反向输出到所述第一轮胎的第一反向输出装置，与所述第一轮胎镜像设置的第二轮胎，与所述第一同向输出装置镜像设置的第二同向输出装置，以及与第一反向输出装置镜像设置的第二反向输出装置。

2.根据权利要求1所述的单电机轮组底盘，其特征在于，所述第一同向输出装置上设置有用于推动所述第一同向输出装置水平移动的第一同向推拉式电磁铁，所述第一反向输出装置上设置有用于推动所述第一反向输出装置水平移动的第一反向推拉式电磁铁。

3.根据权利要求2所述的单电机轮组底盘，其特征在于，所述双轴电机两端设置有第一齿轮和第二齿轮，所述第一轮胎的轮胎轴上设置有与所述第一齿轮相对的第三齿轮，所述第一同向输出装置和第一反向输出装置通过齿轮传动将所述双轴电机的转动传递给所述第一轮胎。

4.根据权利要求3所述的单电机轮组底盘，其特征在于，所述第一齿轮和第三齿轮为直径、齿数及齿距都相同的齿轮。

5.根据权利要求4所述的单电机轮组底盘，其特征在于，所述第一同向输出装置还包括第一滑轨，与所述第一滑轨配合并可沿所述第一滑轨滑动的第一滑动支架，以及水平固定于所述第一滑动支架上的第四齿轮，所述第四齿轮能在所述第一同向推拉式电磁铁的推动下与所述第一齿轮和第三齿轮齿合，并在所述第一同向推拉式电磁铁的拉动下与所述第一齿轮和第三齿轮分开。

6.根据权利要求5所述的单电机轮组底盘，其特征在于，所述第一滑动支架上设置有套设在所述第一同向推拉式电磁铁底部的第一滑动杆。

7.根据权利要求3所述的单电机轮组底盘，其特征在于，所述第一反向输出装置包括第二滑轨，与所述第二滑轨配合并可沿所述第二滑轨滑动的第二滑动支架，水平固定在所述第二滑动支架上并互相咬合的第五齿轮和第六齿轮，以及与所述第六齿轮同轴转动的第七齿轮，所述第五齿轮和第七齿轮能在所述第一反向推拉式电磁铁的推动下分别与所述第一齿轮和第三齿轮齿合，并在所述第一反向推拉式电磁铁的拉动下分别与所述第一齿轮和第三齿轮分开。

8.根据权利要求7所述的单电机轮组底盘，其特征在于，所述第二滑动支架上设置有套设在所述第一反向推拉式电磁铁底部的第二滑动杆。

9.根据权利要求1所述的单电机轮组底盘，其特征在于，所述轮组为一个或者多个。

10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的单电机轮组底盘。