CN208102155U - 一种机器人底盘及悬挂系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人底盘及悬挂系统，包括底盘、从动轮组件、驱动轮组件和连接臂。从动轮组件安装于所述的底盘的前排和后排；驱动轮组件安装于所述的底盘中排，位于前排和后排所述的从动轮组件之间；所述的驱动轮组件包括驱动轮和可使所述的驱动轮竖直上下移动的减震机构；连接臂，所述的连接臂包括驱动轮端和从动轮端，所述的连接臂与所述的底盘铰接；其中，所述的从动轮组件连接所述的从动轮端，所述的驱动轮组件与所述的驱动轮端通过活动连接关节相互铰接，提供了一种结构紧凑、安装方便、自适应地形变化的底盘悬挂系统。

Description

一种机器人底盘及悬挂系统

技术领域

本发明涉及一种机器人底盘及悬挂系统。

背景技术

现代物流系统、仓储系统或工业生产线对智能化的要求越来越高。智能运动体，以AGV （磁导航自动导引车Automated Guided Vehicle的英文缩写）为例，是一种通常以蓄电池为原动力，并装有非接触导引装置和其他自控系统。它能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护和载移货品功能。

AGV的驱动部分包括驱动电机、驱动轮以及悬挂机构，其中悬挂机构是驱动部分的核心部件之一，用于解决AGV多个轮子共同着地，适应路面不平整情况，增强车身稳定性等问题。为了解决驱动轮悬空问题一般是采用在驱动轮或从动轮上安装减震弹簧。这种直接在轮子上加弹簧的悬挂系统存在着随着地面的崎岖不平，弹簧压缩量变化会轮子对地面的压力发生变化，使悬挂系统的减震效果弱化。直接安装在主动轮上的弹簧压缩量变化会导致主动轮抓地力变化，甚至打滑。安装在从动轮上的弹簧会减弱减震效果以及无法完全消除主动轮悬空的风险。在地面不平整的情况下，驱动轮无法始终与地面接触，从而无法提供驱动力，导致机器人无法继续运动。

发明内容

本发明针对上述现有产品存在的问题，提供一种结构紧凑、安装方便、自适应地形变化的机器人底盘及悬挂系统。

本实用新型一种机器人底盘及悬挂系统，包括底盘；

从动轮组件，安装于所述的底盘的前排和后排；

驱动轮组件，安装于所述的底盘中排，位于前排和后排所述的从动轮组件之间；所述的驱动轮组件包括驱动轮和容许所述的驱动轮竖直上下移动的减震机构；

连接臂，所述的连接臂包括驱动轮端和从动轮端，所述的连接臂与所述的底盘铰接；

其中，所述的从动轮组件连接所述的从动轮端，所述的驱动轮组件与所述的驱动轮端通过活动连接关节相互铰接。

车体的压力施加于所述的驱动轮组件之外，到还分解到前排的从动轮组件和后排的从动轮组件。所述的连接臂与所述的驱动轮组件采用活动连接关节相互铰接，使得所述的连接臂具备一定的驱动轮组件中的驱动轮所受滑动摩擦力的大小跟压力成正比，正压力越大，车的摩擦力越大，越不容易打滑。所以本实用新型可以适应不同重量的车型，可以将车重与正压力完美调节。

作为优选，所述的活动连接关节包括连接座和铰接轴；所述的连接座固定安装于所述的驱动轮组件，所述的连接座与所述的连接臂的驱动轮端上设有使所述的铰接轴穿过的通孔。

作为优选，所述的连接座和/或所述的连接臂的驱动轮端设有腰孔，可使所述的铰接轴在所述的腰孔中活动。所述的腰孔横向设置。所述的连接臂和所述的连接座可产生沿腰孔横向活动的相对位移。

作为优选，所述的铰接轴的圆周外表面设有弹性材料层。所述的活动连接关节中，铰接轴的径向、轴向、偏转、扭转刚度均能较好与所述的连接座、连接臂的驱动轮端相匹配。增设弹性材料层，调整弹性材料层的厚度，优化了铰接轴铰接的应力分布，从而可以提高铰接轴、连接座和连接臂的驱动轮端的使用寿命。

作为优选，所述的连接臂上所述的驱动轮端和从动轮端之间的部分与所述的底盘铰接。

作为优选，所述的底盘包括安装座，所述的连接臂的中间部设有通孔，所述的安装座与所述的连接臂通过转轴进行铰接。

作为优选，所述的驱动轮组件还包括电机、驱动安装板、驱动模块安装件；所述的驱动模块安装件与所述的底盘固定安装；所述的驱动安装板与所述的驱动模块安装件之间在竖直方向上滑动连接；所述的减震机构一端与驱动安装板固定连接，另一端与驱动模块安装件固定连接；所述的驱动轮受所述的电机驱动旋转，安装于所述的驱动安装板的外侧。一种正压力可调的AGV驱动模块，体积紧凑，重量可调，在一定重量下把性能发挥到极致。

作为优选，所述的减震机构包括弹簧支撑架，所述弹簧支撑架的一端通过导柱固定设置于所述驱动安装板上，所述弹簧支撑架的另一端通过螺杆固定设置于所述驱动模块安装件上。所述的弹簧支架内设有弹簧，所述的螺杆上套设螺母。所述的螺母可以旋转向下，压缩所述的弹簧，所述的驱动轮收到向下的压力，减少滑动摩擦概率，提高了运行效率。

作为优选，所述的驱动轮包括固定连接的内齿圈，所述的电机的输出端设有外齿轮，所述的外齿轮与所述的内齿圈相互配合。所述驱动轮的设置方式，结构简单紧凑，便于安装拆卸，有利于零件的更换。所述的驱动模块安装件为两侧高中间低，可以与所述的驱动轮相互配合，低重心，高刚性，结构紧凑。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

现有技术中采用弹簧减震系统应对不平整地面，当AGV重量过大时，弹簧支架弹力调整力度不够，容易造成驱动轮的打滑。本实用新型通过用连接臂铰接驱动轮组件和从动轮组件的结构，实现了驱动轮和从动轮均具备减震效果，提升了机器人移动的平稳性；同时使得驱动轮和前后排从动轮承担的机器人重力分配比例合理，受地形影响小。驱动轮的正压力与所述的车重呈线性关系，使驱动轮紧贴地面，在遇到不平地面时，所述活动连接关节具备一定的转动和位移的自由度，所述的连接臂会作出相应的角度调整，实现对不平地面的自适应调整，保证驱动轮着地，确保AGV正常行驶。

附图说明

图1是本发明一种机器人底盘及悬挂系统的侧视图。

图2是本发明一种机器人底盘及悬挂系统的底部结构示意图。

图3是本发明一种机器人底盘及悬挂系统局部组件爆炸图。

图4是本发明驱动轮组件示意图。

1、底盘， 11、安装座，2、从动轮组件，3、驱动轮组件，31、驱动轮，32、减震机构，33、电机，34、驱动安装板，35、驱动模块安装件，4、连接臂，5、活动连接关节，51、连接座，52、铰接轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1-3所示，本实用新型包括底盘1、从动轮组件2、驱动轮组件3和连接臂4；

更具体地，从动轮组件2，安装于所述的底盘1的前排和后排；包括前排从动轮和后排从动轮。

驱动轮组件3，包括驱动轮31；安装于所述的底盘1中排，位于前排和后排所述的从动轮组件2之间；所述的驱动轮组件3包括驱动轮31和容许所述的驱动轮31竖直上下移动的减震机构32；

连接臂4，所述的连接臂4包括驱动轮端和从动轮端，所述的连接臂4与所述的底盘1铰接；

其中，所述的从动轮组件2连接所述的从动轮端，所述的驱动轮组件3与所述的驱动轮端通过活动连接关节5相互铰接。

作为一种实施方式，所述的从动轮组件2包括左侧前排从动轮机构、右侧前排从动轮机构、左侧后排从动轮机构和右侧后排从动轮机构；所述的驱动轮组件3包括左侧驱动轮机构和右侧驱动轮机构；所述的左侧前排从动轮机构、左侧驱动轮机构和左侧后排从动轮机构依次通过所述的连接臂4依次相接，所述的右侧前排从动轮机构、右侧驱动轮机构和右侧后排从动轮机构依次通过所述的连接臂4依次相接。

以上仅仅作为一种实施方式，本专利并不对从动轮组件2包括的从动轮机构数量方案、或连接臂4将具体哪个从动轮机构与哪个主动轮机构等方案相接作出限制。

具体实施的过程中，在水平地面上，所述的连接臂4呈水平设置。所述的驱动轮31、前排的从动轮、后排的从动轮的最低点处于同一直线上。在不平整的地面上，本实用新型允许所述的驱动轮31与所述的前排从动轮、后排从动轮可以不处于同一直线上，使驱动轮31始终紧贴地面，有助于通过凹凸不平的地面。

在一些实施例中，对于所述的活动连接关节5作出了更具体的描述：所述的活动连接关节5的一种连接方式为铰接。包括设于所述的驱动轮组件3前后两侧的连接座51，和连接所述的连接座51与所述的连接臂4的驱动轮端的铰接轴52。连接座51和所述的连接臂4上的通孔可以为圆孔，或腰孔，或其他形状的滑槽。

所述的连接座51和/或所述的连接臂4的驱动轮端设有腰孔，可使所述的铰接轴52在所述的腰孔中活动。更具体地，其中一种方式为：所述的连接座51设有腰孔，所述的连接臂4的驱动端设有圆孔；另一种方式为：所述的连接座51设有圆孔，所述的连接臂4的驱动端设有通孔。

除了上述方式外，所述的活动连接关节5还可以为其他形式，如连接座51和连接臂4的其一设有滑块，另一个设有与所述的滑块相互配合的滑槽；如连接座51和连接臂4的其一设有吊环，另一个设有与所述的吊环相互配合的吊环；

更进一步地，所述的铰接轴52的圆周外表面设有弹性材料层。

作为优选，所述的连接臂4上所述的驱动轮端和从动轮端之间与所述的底盘1铰接。

作为优选，所述的底盘1包括安装座11，所述的连接臂4的中间部设有通孔，所述的安装座11与所述的连接臂4通过转轴进行铰接。

所述的安装座11作为转动副起到所述的连接臂4的支点的作用，更具体地，所述的铰接为枢接，所述的连接臂4可围绕所述的安装座11旋转。

作为优选，所述的驱动轮组件3还包括电机33、驱动安装板34、驱动模块安装件35；所述的驱动模块安装件35与所述的底盘1固定安装，可以是图1-3中的底盘的左侧和右侧分开安装，也可以是一起安装；所述的驱动安装板34与所述的驱动模块安装件35之间在竖直方向上滑动连接；所述的减震机构32一端与驱动安装板34固定连接，另一端与驱动模块安装件35固定连接；所述的驱动轮31受所述的电机33驱动旋转，安装于所述的驱动安装板34的外侧。

所述的滑动连接可以采用滑块和滑轨，也可以采用其他的可上下滑动的结构，用以约束所述的驱动轮在竖直方向上活动。

作为优选，所述的减震机构32包括弹簧支撑架，所述弹簧支撑架的一端通过导柱固定设置于所述驱动安装板34上，所述弹簧支撑架的另一端通过螺杆固定设置于所述驱动模块安装件35上。所述弹簧支撑架包括弹簧、导柱和螺杆，所述导柱位于驱动安装板34底部。螺杆穿过驱动安装板34和所述的弹簧的中心孔，通过螺母与驱动模块安装件35连接，使弹簧卡于螺杆和螺母之间。通过螺母旋入的距离可以调节弹簧的松紧。

作为优选，所述的驱动轮31包括固定连接的内齿圈，所述的电机33的输出端设有外齿轮，所述的外齿轮与所述的内齿圈相互配合。

在本实施例中，所述弹簧拉杆垂直于所述底板，这有利于减小悬挂结构的占用空间。

进一步，减震机构32的数量为四个，每个电机33安装板上连接两个减震机构32。

更具体地，所述的前排从动轮和后排从动轮为万向轮。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种机器人底盘及悬挂系统，其特征在于，包括：底盘（1）；

从动轮组件（2），安装于所述的底盘（1）的前排和后排；

驱动轮组件（3），安装于所述的底盘（1）中排，位于前排和后排所述的从动轮组件（2）之间；所述的驱动轮组件（3）包括驱动轮（31）和容许所述的驱动轮（31）在竖直方向上下移动的减震机构（32）；

连接臂（4），所述的连接臂（4）包括驱动轮端和从动轮端，所述的连接臂（4）与所述的底盘（1）铰接；

其中，所述的从动轮组件（2）连接所述的从动轮端，所述的驱动轮组件（3）与所述的驱动轮端通过活动连接关节（5）相连。

2.根据权利要求1所述的一种机器人底盘及悬挂系统，其特征在于，所述的活动连接关节（5）包括连接座（51）和铰接轴（52）；所述的连接座（51）固定安装于所述的驱动轮组件（3），所述的连接座（51）与所述的连接臂（4）的驱动轮端上设有使所述的铰接轴（52）穿过的通孔。

3.根据权利要求2所述的一种机器人底盘及悬挂系统，其特征在于，所述的连接座（51）和/或所述的连接臂（4）的驱动轮端的通孔为腰孔，可使所述的铰接轴（52）在所述的腰孔中活动。

4.根据权利要求3所述的一种机器人底盘及悬挂系统，其特征在于，所述的铰接轴（52）的圆周外表面设有弹性材料层。

5.根据权利要求1所述的一种机器人底盘及悬挂系统，其特征在于，所述的连接臂（4）上所述的驱动轮端和从动轮端之间的部分与所述的底盘（1）铰接。

6.根据权利要求1所述的一种机器人底盘及悬挂系统，其特征在于，所述的底盘（1）包括安装座（11），所述的连接臂（4）的中间部设有通孔，所述的安装座（11）与所述的连接臂（4）通过转轴进行铰接。

7.根据权利要求1所述的一种机器人底盘及悬挂系统，其特征在于，所述的驱动轮组件（3）还包括电机（33）、驱动安装板（34）、驱动模块安装件（35）；所述的驱动模块安装件（35）与所述的底盘（1）固定安装；所述的驱动安装板（34）与所述的驱动模块安装件（35）之间在竖直方向上滑动连接；所述的减震机构（32）一端与驱动安装板（34）固定连接，另一端与驱动模块安装件（35）固定连接；所述的驱动轮（31）受所述的电机（33）驱动旋转，安装于所述的驱动安装板（34）的外侧。

8.根据权利要求7所述的一种机器人底盘及悬挂系统，其特征在于，所述的减震机构（32）包括弹簧支撑架，所述弹簧支撑架的一端通过导柱固定设置于所述驱动安装板（34）上，所述弹簧支撑架的另一端通过螺杆固定设置于所述驱动模块安装件（35）上。

9.根据权利要求7所述的一种机器人底盘及悬挂系统，其特征在于，所述的驱动轮（31）包括固定连接的内齿圈，所述的电机（33）的输出端设有外齿轮，所述的外齿轮与所述的内齿圈相互配合。