CN210634628U - 一种机器人底盘转向结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人底盘转向结构，包括底盘，底盘后端设置有相互平行对齐的两个后驱动轮，所述后驱动轮分别连接有固定于底盘上的减速电机，所述底盘的前端设置有与后驱动轮轴线平形的丝杠，丝杠中部连接有驱动丝杠转动的驱动装置，丝杠两端均穿设有与丝杠相配合的丝杠螺母，丝杠下方设置有固定于底盘上的滑轨，所述丝杠螺母连接有于滑轨上滑动的滑动装置，滑动装置连接有转向机构，转向机构上固定有前驱动轮；本实用新型驱动装置采用蜗轮和蜗杆传动，可以实现较大的传动比，所以蜗轮和蜗杆的输出力矩较大，降低驱动电机的选型难度，并且，结构简单、制造成本低，便于维护，实用性更强。

Description

一种机器人底盘转向结构

技术领域

本实用新型属于机器人底盘转向技术领域，尤其涉及了一种机器人底盘转向结构。

背景技术

机器人的应用越来越广泛，几乎渗透所有领域，已应用与商场导购、物品转移、家居服务、展厅保安和大面积清扫等多个服务领域。移动机器人是指地面可移动机器人，是继操作手和步行机之后机器人技术的一个新的研究目标，也是进一步扩展机器人应用领域的重要研究方向。

目前，机器人底盘主要的驱动方式为差速驱动配合万向轮结构或者阿克曼结构。但在实际的运行中，差速驱动配万向轮结构存在底盘转向阻力过大，驱动电机选型要求高等问题；阿克曼结构存在理论设计要求高，制造困难等特点，实用性不高。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种机器人底盘转向结构，很好的解决了现有转向结构因转向阻力大驱动电机选型要求高、设计要求高制造困难的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种机器人底盘转向结构，包括底盘，底盘后端设置有相互平行对齐的两个后驱动轮，所述后驱动轮分别连接有固定于底盘上的减速电机，所述底盘的前端设置有与后驱动轮轴线平行的丝杠，丝杠中部连接有驱动丝杠转动的驱动装置，丝杠两端均穿设有与丝杠相配合的丝杠螺母，丝杠下方设置有固定于底盘上的滑轨，所述丝杠螺母连接有于滑轨上滑动的滑动装置，滑动装置连接有转向机构，转向机构上固定有前驱动轮；

所述驱动装置包括固定于底盘上的固定架和设置于固定架上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接有蜗杆，蜗杆啮合有穿设于丝杠中部的蜗轮。

进一步的，所述固定架包括垂直的固定于底盘上竖直部和连接于竖直部上端与底盘平行的水平部，所述驱动电机竖直地固定于水平部上。

进一步的，所述丝杠螺母包括圆筒形的传动部和固定于传动部一端的固定部，所述传动部内壁设置有丝杠螺纹，固定部上设置有通孔。

进一步的，所述滑动装置包括固定座和于滑轨上滑动且与固定座固定连接的滑块，所述固定座上开设有与传动部外轮廓相配合的凹槽，所述固定部通过螺栓固定于固定座一端。

进一步的，所述滑块开设有与滑轨配合的滑槽，所述滑槽内部两侧均设置有与滑轨接触的凸起部。

进一步的，所述转向机构包括固定于底盘上的连接座和与连接座铰接的铰接杆，所述铰接杆中部设置有前驱动轮，铰接杆远离连接座的一端铰接有联动杆，联动杆远离铰接杆的一端铰接于固定座上。

进一步的，其中一个所述滑动装置的一侧设置有2个沿着丝杠轴线方向直线排布的光电开关，所述滑动装置上设置有位于两个光电开关之间的触发板。

进一步的，所述驱动电机采用直流电机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、底盘上后驱动轮分别连接有减速电机，在机器人底盘转向时，前驱动轮通过驱动装置驱动丝杠进行转动，丝杠上的丝杠螺母带动滑动装置进行移动，此时与滑动装置连接的转向机构带动前驱动轮转向，减速电机转速不同实现差速驱动后驱动轮，驱动装置中采用蜗轮和蜗杆传动，可以实现较大的传动比，所以蜗轮和蜗杆的输出力矩较大，降低驱动电机的选型难度，并且，本实用新型结构简单、制造成本低，便于维护，实用性更强。

2、转向机构中包括连接座、铰接杆和联动杆，结构简单，进一步降低本实用新型的制造和维护成本。

3、光电开关可以检测滑动装置的位置，保证滑动装置在两个光电开关之间滑动，防止前驱动轮转角过大，造成卡死现象。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为图1的驱动装置结构示意图；

图3为图1的转向机构结构示意图；

图4为本实用新型的俯视图；

图5为图4的主视图；

图6为图4的断面图A-A；

图7为丝杠螺母的立体图。

图中：1、底盘；2、后驱动轮；3、减速电机；4、丝杠；5、驱动装置；6、丝杠螺母；7、滑轨；8、滑动装置；9、转向机构；10、前驱动轮；11、光电开关；51、固定架；52、驱动电机；53、蜗杆；54、蜗轮；511、水平部；512、垂直部；61、传动部；62、固定部；63、通孔；81、固定座；82、滑块；83、滑槽；84、凸起部；85、凹槽；91、连接座；92、铰接杆；93、联动杆。

具体实施例

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图3所示，本实用新型所述的一种机器人底盘转向结构，包括底盘1，底盘1后端设置有相互平行对齐的两个后驱动轮2，所述后驱动轮2分别连接有固定于底盘1上的减速电机3，减速电机3通过螺栓与底盘1固定，后驱动轮2与减速电机3的输出轴通过键连接；所述底盘1的前端设置有与后驱动轮2轴线平行的丝杠4，丝杠4中部连接有驱动丝杠4转动的驱动装置5，丝杠4两端均穿设有与丝杠4相配合的丝杠螺母6，丝杠4下方设置有滑轨7，滑轨7沿其长度方向开设有多个沉孔，沉孔中放置有固定螺栓，固定螺栓将滑轨7固定在底盘1上，所述丝杠螺母6连接有于滑轨7上滑动的滑动装置8，滑动装置8连接有转向机构9，转向机构9上固定有前驱动轮10；

如图2和图5所示，所述驱动装置5包括固定于底盘1上的固定架51和安装于固定架51上的驱动电机52，驱动电机52采用直流电机，所述驱动电机52的输出轴连接有蜗杆53，蜗杆53啮合有穿设于丝杠4中部的蜗轮54，加工时蜗轮54通过焊接的方式固定在丝杠4上。

具体的，所述固定架51包括垂直的固定于底盘1上的竖直部512和一体连接于竖直部512上端与底盘平行的水平部511，所述驱动电机52竖直地安装于水平部511上，竖直部512通过焊接的方式与底盘1固定。

如图7所示，所述丝杠螺母6包括圆筒形的传动部61和固定于传动部61一端的固定部62，所述传动部61内壁设置有丝杠螺纹，固定部62上设置有通孔63；相应的，如图6所示，所述滑动装置8包括固定座81和于滑轨7上滑动的滑块82，滑块82通过焊接方式或者螺栓固定的方式与固定座81连接，所述固定座81上开设有与传动部61外轮廓相配合的凹槽85，所述固定部85通过螺栓固定于固定座81一端。滑动装置8和滑轨7相配合，为丝杠螺母6的传动提供了支撑和导向作用，传动更平稳，也保证了前驱动轮10转向的平稳性。

进一步，所述滑块82开设有与滑轨7配合的滑槽83，所述滑槽83内部两侧均设置有与滑轨7接触的凸起部84，凸起部84与滑轨7的侧面形成线接触，减少滑块82的滑槽83与滑轨7的接触面积，减小滑动摩擦力。

接着，所述转向机构9包括焊接固定于底盘1上的连接座91和与连接座91铰接的铰接杆92，所述铰接杆92中部设置有前驱动轮10，详尽的，铰接杆92中部设置有连接轴，前驱动轮10通过键连接于连接轴上，铰接杆92远离连接座91的一端铰接有联动杆93，联动杆93远离铰接杆92的一端铰接于固定座81上。上述转向机构9结构简单，部件易于加工制造，降低了加工成本，转向时，滑动装置8带动联动杆93动作，联动杆93带动铰接杆92绕连接座91与铰接杆92的铰接轴进行转动，从而实现前驱动轮10的转向。

进一步，其中一个所述滑动装置8的一侧设置有2个沿着丝杠4轴线方向直线排布的光电开关11，所述滑动装置8上焊接固定有位于两个光电开关11之间的触发板801，如图4所示，调控光电开光11之间的距离，光电开关11可以检测滑动装置8的位置，保证滑动装置8在两个光电开关11之间滑动，进而控制前驱动轮10的转角，防止前驱动轮10转角过大，造成卡死现象。

使用本实用新型时，转向时，驱动电机52正转或反转，此时蜗杆53带动蜗轮54顺时针转动或者逆时针转动，蜗轮54驱动丝杠4进行顺时针转动或者逆时针转动，丝杠4上的丝杠螺母6统一向丝杠4的左端或右端传动，丝杠螺母6所连接的滑动装置8也会随着丝杠螺母6在滑轨7上向其左端或右端滑动，从而实现前驱动轮10的左转或右转，同时，减速电机52可以根据系统控制其转速不同实现后驱动轮2的差速转动，并且可以根据系统的控制算法将前驱动轮10的转向角度和后驱动轮2的差速配合，实现底盘1的整体转向；本实用新型采用蜗轮54和蜗杆53传动，可以实现较大的传动比，所以蜗轮54和蜗杆53的输出力矩较大，降低驱动电机52的选型难度，并且，结构简单、制造成本低，便于维护，实用性更强。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机器人底盘转向结构，包括底盘(1)，底盘(1)后端设置有相互平行对齐的两个后驱动轮(2)，其特征在于：所述后驱动轮(2)分别连接有固定于底盘上的减速电机(3)，所述底盘(1)的前端设置有与后驱动轮(2)轴线平行的丝杠(4)，丝杠(4)中部连接有驱动丝杠(4)转动的驱动装置(5)，丝杠(4)两端均穿设有与丝杠(4)相配合的丝杠螺母(6)，丝杠(4)下方设置有固定于底盘(1)上的滑轨(7)，所述丝杠螺母(6)连接有于滑轨(7)上滑动的滑动装置(8)，滑动装置(8)连接有转向机构(9)，转向机构(9)上固定有前驱动轮(10)；

所述驱动装置(5)包括固定于底盘(1)上的固定架(51)和设置于固定架(51)上的驱动电机(52)，所述驱动电机(52)的输出轴连接有蜗杆(53)，蜗杆(53)啮合有穿设于丝杠(4)中部的蜗轮(54)。

2.根据权利要求1所述的机器人底盘转向结构，其特征在于：所述固定架(51)包括垂直的固定于底盘(1)上的竖直部(512)和连接于竖直部(512)上端与底盘(1)平行的水平部(511)，所述驱动电机(52)竖直地固定于水平部(511)上。

3.根据权利要求1所述的机器人底盘转向结构，其特征在于：所述丝杠螺母(6)包括圆筒形的传动部(61)和固定于传动部(61)一端的固定部(62)，所述传动部(61)内壁设置有丝杠螺纹，固定部(62)上设置有通孔(63)。

4.根据权利要求3所述的机器人底盘转向结构，其特征在于：所述滑动装置(8)包括固定座(81)和于滑轨(7)上滑动且与固定座(81)固定连接的滑块(82)，所述固定座(81)上开设有与传动部(61)外轮廓相配合的凹槽(85)，所述固定部(62)通过螺栓固定于固定座(81)一端。

5.根据权利要求4所述的机器人底盘转向结构，其特征在于：所述滑块(82)开设有与滑轨(7)配合的滑槽(83)，所述滑槽(83)内部两侧均设置有与滑轨(7)接触的凸起部(84)。

6.根据权利要求1所述的机器人底盘转向结构，其特征在于：所述转向机构(9)包括固定于底盘(1)上的连接座(91)和与连接座(91)铰接的铰接杆(92)，所述铰接杆(92)中部设置有前驱动轮(10)，铰接杆(92)远离连接座(91)的一端铰接有联动杆(93)，联动杆(93)远离铰接杆(92)的一端铰接于固定座(81)上。

7.根据权利要求1所述的机器人底盘转向结构，其特征在于：其中一个所述滑动装置(8)的一侧设置有2个沿着丝杠(4)轴线方向直线排布的光电开关(11)，所述滑动装置(8)上设置有位于两个光电开关(11)之间的触发板(801)。

8.根据权利要求1所述的机器人底盘转向结构，其特征在于：所述驱动电机(52)采用直流电机。

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