CN210659316U - 抹平机器人底盘及抹平机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及混凝土地面抹平领域，具体涉及一种抹平机器人底盘及抹平机器人，抹平机器人底盘包括基座、转向电机、同步联动机构、第一转向轴和多根第二转向轴，每根转向轴的上端可转动地连接于基座、下端安装有行走轮，转向电机安装于基座，转向电机与第一转向轴传动连接，转向电机用于驱动第一转向轴绕其中心轴线转动，第一转向轴通过同步联动机构带动多根第二转向轴同步转动。本申请提供的抹平机器人底盘用于安装抹平机器人的抹平执行机构，利用该抹平机器人底盘带动抹平执行机构前行或转向，各行走轮同步转向，行走稳定，转向灵活，转向时机身姿态稳定。

Description

抹平机器人底盘及抹平机器人

技术领域

本申请涉及混凝土地面抹平领域，具体而言，涉及一种抹平机器人底盘及抹平机器人。

背景技术

混凝土地面抹平机一般为手扶式单抹盘或座驾式双抹盘，现有的抹平机不具备行走底盘，在其工作时，需要人工引导或操纵抹盘来实现转向的功能，转向不灵活，行走不稳定。

实用新型内容

本申请旨在提供一种抹平机器人底盘及抹平机器人，以解决现有技术中抹平机转向不灵活、行走不稳定的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种抹平机器人底盘，其包括基座、转向电机、同步联动机构、第一转向轴和多根第二转向轴，每根转向轴的上端可转动地连接于所述基座、下端安装有行走轮，所述转向电机安装于所述基座，所述转向电机与所述第一转向轴传动连接，所述转向电机用于驱动所述第一转向轴绕其中心轴线转动，所述第一转向轴通过所述同步联动机构带动所述多根第二转向轴同步转动。

本申请设置一种抹平机器人底盘，该抹平机器人底盘具有多个能够同步转向的行走轮，利用行走轮带动用于抹平的零件前行或转向，每个行走轮与抹平机器人底盘通过转向轴连接，多根转向轴通过同步联动机构传动连接，多根中的一根为第一转向轴，其余为第二转向轴，第一转向轴与转向电机传动连接，转向电机驱动第一转向轴转动，第一转向轴通过同步联动机构带动多根第二转向轴转动，从而一个驱动电机驱动多个行走轮同步转向，并且机身在转向前、转向后姿态恒定，抹平机整体平稳。

本申请提供的抹平机器人底盘用于安装抹平机器人的抹平执行机构，利用该抹平机器人底盘带动抹平执行机构前行或转向，各行走轮同步转向，行走稳定，转向灵活，转向时机身姿态稳定。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述行走轮为轮毂伺服电机。

通过将行走轮设置为轮毂伺服电机，每个行走轮都具有单独的行走动力源，能够较好地适应不平整的、待抹平的混凝土地面，通过性好，行走稳定、灵活，不容易受阻。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述同步联动机构包括第一同步带和多个第一同步轮，每个第一同步轮安装于对应的转向轴上，所述第一同步带套设于所述多个第一同步轮以形成传动循环圈。

第一同步轮能与转向轴的中心轴线同轴，第一转向轴转动时，第一转向轴上的第一同步轮一起绕其中心轴线转动，并通过第一同步带将转动传递给其他第一同步轮及其对应的第二转向轴。第一同步轮与其对应的转向轴不需额外传动，第一同步轮及其对应的转向轴没有角度误差，转动角度精确，在第一同步带的作用下，整个传动循环圈的转动同步，保证了行走轮转向角度一致，并且每个行走轮实现正转或反转的任意角度转向，即全向转向。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述第二转向轴的数量为三根，所述第一同步轮的数量为四个，四个所述第一同步轮呈矩形分布。

四个第一同步轮及其对应的转向轴矩形分布在基座上，整个抹平机器人底盘各个方向的动力一致，整个抹平机器人底盘结构行走稳定，承载能力均衡。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述基座上安装有张紧轮，所述张紧轮抵持于所述传动循环圈的外侧。

通过在传动循环圈的外侧设置张紧轮，使第一同步带保持张紧状态，并且张紧轮将第一同步带压向传动循环圈的中心，第一同步带贴在第一同步轮上的长度增加，第一同步带与第一同步轮配合更稳定，不容易打滑，即第一同步带与第一同步轮不容易相对滑动。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述基座为四角星型板，所述第一转向轴和三根所述第二转向轴分别安装于所述四角星型板的四个阳角，所述张紧轮的数量为四个，四个所述张紧轮分别安装于所述四角星型板的四个阴角。

通过将基座设置为四角星型板，在每个凸出的阳角上设置转向轴，在每个内凹的阴角上设置张紧轮，使每个第一同步轮与其两边的张紧轮形成三角形，从而第一同步带在每个第一同步轮处的形成夹角小于90度，每个第一同步轮与第一同步带的配合长度均增加，传动循环圈的每个传动部位都不容易打滑，保证各转向轴同步转向。同时，四角星型板的设置相比普通的矩形的基座，节约了材料成本，而且使每个第一同步轮、张紧轮都靠近边缘，方便检修。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述第一同步轮为齿轮，所述张紧轮为光滑轮；所述第一同步带为单面齿带，所述第一同步带的齿面与所述第一同步轮啮合，所述张紧轮抵持于所述第一同步带的光面。

第一同步带与第一同步轮啮合，第一同步带与第一同步轮不容易打滑，传动可靠，保证同步性；张紧轮抵持于第一同步带的光面，张紧轮与第一同步带之间的摩擦阻力小。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述第一转向轴上安装有第二同步轮，所述转向电机的输出轴连接有第三同步轮；所述第二同步轮与第三同步轮通过第二同步带传动连接。

将转向电机与第一转向轴通过同步轮和同步带传动，与将转向电机的输出轴与第一转向轴直接连接相比，二者传动连接扁平化，减小竖直方向上占用的高度，抹平机器人底盘的重心低，行走更稳定。

可选地，在本申请的一种实施例中，所述第一转向轴穿过所述基座连接所述第二同步轮，所述转向电机固定于所述基座的底面，所述转向电机的输出轴穿过所述基座连接所述第三同步轮。

第二同步轮、第三同步轮、第二同步带设置在基座的上表面，与同步联动机构间隔开，减少二者相互影响的可能性。转向电机设置在基座的底面，不额外增加竖直方向上的高度，抹平机器人底盘重心低，并在基座的上表面空出更多的位置，以便于在抹平机器人底盘上安装其他功能部件。

第二方面，本申请实施例提供一种抹平机器人，其包括抹平执行机构和前述的抹平机器人底盘，所述抹平执行机构安装于所述抹平机器人底盘。

本申请通过将抹平执行机构安装在前述的抹平机器人底盘上，带动抹平执行机构前行或转向，抹平机器人底盘转向灵活、稳定，机身整体姿态在转向前后恒定，解决抹平机转向不灵活、行走不稳定的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的抹平机器人底盘的立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的抹平机器人底盘的俯视图；

图3为本申请实施例提供的同步联动机构的结构示意图。

图标：100－基座；110－阳角；120－阴角；130－安装孔；210－第一转向轴；220－第二转向轴；300－行走轮；400－转向电机；410－电机安装座；500－同步联动机构；510－第一同步轮；520－第一同步带；530－张紧轮；600－第二同步轮；700－第三同步轮；800－第二同步带；900－轮毂支撑件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

现有技术中，抹平机行走和转向多是通过操作抹盘自身，例如手扶式单抹盘抹平机，人工操作抹平机的手柄，引导其前行或转向，在抹盘高速转动时，人工操作改变其行进方向十分费力，转向不灵活；座驾式双抹盘抹平机，通过调节其中某个抹盘的转速，或者调节某个抹盘所在的一边与地面间的阻力等方式，来实现行走、转向的操作。抹盘需要用于执行抹平，其行走和转向的效果并不良好，转向不灵活，行走方向和速度不稳定，有时同时执行抹平和行走时，对抹平的效果也有不良影响。

本实施例提供一种抹平机器人底盘，该抹平机器人底盘用于安装抹平机器人的抹平执行机构，利用该抹平机器人底盘带动抹平执行机构前行或转向，解决现有抹平机仅靠抹盘自身行走、转向导致转向不灵活、行走不稳定的问题。

图1示出了抹平机器人底盘的立体结构示意图，抹平机器人底盘包括基座100、多根转向轴、同步联动机构500和转向电机400，多根转向轴和转向电机400分别安装在基座100上。

各转向轴的上端可转动的连接在基座100上，各转向轴的下端安装行走轮300。多根转向轴通过同步联动机构500传动连接，当一根转向轴绕其自身的中心轴线转动时，带动其余转向轴也绕其自身的中心轴线同步转动，从而带动下端的各行走轮300同步转向。

多根转向轴中的一根为第一转向轴210，其余的转向轴均为第二转向轴220。

第一转向轴210与转向电机400传动连接。转向电机400驱动第一转向轴210转动，同步联动机构500带动多根第二转向轴220同步转动，从而使第一转向轴210下端的行走轮300和多根第二转向轴220下端的行走轮300同步转向。

图3示出了同步联动机构500的结构示意图。同步联动机构500包括第一同步带520和多个第一同步轮510，同时请结合参照图1，每个第一同步轮510安装于对应的转向轴上，即第一转向轴210上安装有一个第一同步轮510，每根第二转向轴220上分别安装有一个第一同步轮510，第一同步带520套设在多个第一同步轮510上，使第一同步带520依次绕过多个第一同步轮510形成传动循环圈。第一转向轴210、第二转向轴220、第一同步带520无论正向转动或反向转动都不受限制，能够进行任意角度转向，即能够全向转向。

为保证第一同步带520张紧，在该传动循环圈上设置张紧轮530，张紧轮530安装在基座100上，张紧轮530的轮周抵持在传动循环圈的外侧。

第一同步带520设置为单面齿带，即第一同步带520具有两个表面，其中一个表面为齿面，另一个表面为光面。使第一同步带520的齿面朝向传动循环圈的中心，第一同步带520的光面朝向传动循环圈的外侧。将第一同步轮510设置为与齿面啮合的齿轮，将张紧轮530设置为抵持在光面的光滑轮。

表面光滑的张紧轮530将第一同步带520压向传动循环圈的中心，使第一同步带520绷紧，且使第一同步带520与张紧轮530左右两侧的第一同步轮510之间的接触长度增加，第一同步带520与第一同步轮510不容易相对滑动，即不容易打滑，保证同步性。

可选地，在每两个相邻的第一同步轮510之间设置一个张紧轮530，保证第一同步带520在传动循环圈的每个传动部位都张紧，且第一同步带520与第一同步轮510啮合的齿数增加。

本实施例中，第二转向轴220的数量为三根，加上第一转向轴210，基座100上设置的转向轴的数量总共为四根，四根转向轴在基座100上呈矩形分布。整个抹平机器人底盘结构稳定，承载能力均衡。

相应的，设置在各转向轴上的第一同步轮510的数量为四个，四个第一同步轮510呈矩形分布。如图3所示，第一同步轮510相对远离传动循环圈的中心，张紧轮530相对靠近传动循环圈的中心，第一同步带520形成四角星形的形状，第一同步带520以第一同步轮510为轴心绕设90°～180°，即第一同步带520在第一同步轮510的两边形成的夹角小于90°，甚至可以趋近于平行，第一同步带520与每个第一同步轮510的配合长度都尽可能增加，保证第一同步带520在传动循环圈的每个传动部位都张紧。

前述的基座100被配置为四角星型板，如图2所示，四角星型板具有四个凸出的阳角110和四个内凹的阴角120，阳角110、阴角120间隔设置。四角星型板的每个阳角110处设置轴承座，第一转向轴210的上端安装在其中一个阳角110处的轴承座上，三根第二转向轴220的上端安装在另外三个阳角110处的轴承座上。四个张紧轮530分别通过转轴安装在阴角120处，每个阴角120处对应安装一个张紧轮530。

每个第一同步轮510、每个张紧轮530均靠近四角星型板的边缘位置，方便检修。四角星形的第一同步带520位于四角星型板的覆盖面积下，起到保护和防止干扰的作用。

前述的转向电机400与第一转向轴210通过同步轮和同步带传动连接，第一转向轴210设有第二同步轮600，转向电机400的输出轴设置有第三同步轮700，第二同步轮600与第三同步轮700通过第二同步带800传动连接。

第一转向轴210穿过轴承座伸出基座100的上表面，并在端部设置一个第二同步轮600。

转向电机400安装在基座100的下表面。基座100上开设有安装孔130，用于安装转向电机400的电机安装座410对应设置在安装孔130处，电机安装座410与安装孔130形成一个位于基座100下方的容纳空间，转向电机400设置在该容纳空间内，转向电机400的输出轴向上穿过电机安装座410连接第三同步轮700。

可选地，前述的安装孔130设置为滑孔，电机安装座410可移动的设置在滑孔内，电机安装座410沿滑孔移动使第三同步轮700靠近或远离第二同步轮600，以调节套设在第二同步轮600和第三同步轮700上的第二同步带800的张紧程度。

前述的行走轮300为轮毂伺服电机。待抹平的混凝土地面的表面凹凸不平，通过将行走轮300设置为轮毂伺服电机，每个行走轮300都有单独的行走动力源，个别行走轮300受阻，对整体影响较小，抹平机器人底盘的通过性好，行走稳定、灵活。

所述轮毂伺服电机安装于轮毂支撑件900，轮毂支撑件900设置在转向轴(第一转向轴210和第二转向轴220处相同)的下端。轮毂支撑件900包括顶板和侧板，顶板连接于转向轴，侧板连接在顶板边缘以让出转向轴下方的空间，轮毂伺服电机设置在转向轴的下方且安装于侧板。

本申请提供的抹平机器人底盘的行走、转向原理如下。

以图2中所示的抹平机器人底盘的位置方向进行描述，四角星型板制成的基座100大致与地面相平行，为便于描述，在四角星型板所在的平面上建立水平坐标系，以朝向Y轴所指的方向为前，以远离Y轴所指的方向为后，以朝向X轴所指的方向为右，以远离X轴所指的方向为左。轮毂伺服电机的行进方向与Y轴的夹角为A。

转向电机400工作驱动第三同步轮700转动，在第二同步带800的带动下，第二同步轮600转动，从而带动第一转向轴210及第一转向轴210上设置的第一同步轮510转动，并通过第一同步带520将转动传递至其余三个第一同步轮510，其余三个第一同步轮510各自对应的第二转向轴220同步转动，从而四个轮毂伺服电机同步转向。四个轮毂伺服电机的转向角度可以正向、反向转动任意角度，使四个轮毂伺服电机的行进方向同时朝向任意方向。

当A＝0°时，或者A＝180°时，抹平机器人底盘均可向前或向后行走。

当0°＜A＜90°时，或者180°＜A＜270°时，抹平机器人底盘均可向右前方或向左后方行走。

当A＝90°时，或者A＝270°时，抹平机器人底盘均可向右或向左行走。

当90°＜A＜180°时，或者270°＜A＜360°时，抹平机器人底盘均可向左前方或向右后方行走。

行进方向改变时，抹平机器人底盘及整体机身不转动，机身姿态稳定。

本实施例提供的抹平机器人底盘，该抹平机器人底盘用于安装抹平机器人的抹平执行机构，利用该抹平机器人底盘带动抹平执行机构前行或转向，各行走轮300分别驱动、同步转向，通过性好、行走稳定，转向灵活，转向时机身姿态稳定。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抹平机器人底盘，其特征在于，包括基座、转向电机、同步联动机构、第一转向轴和多根第二转向轴，每根转向轴的上端可转动地连接于所述基座、下端安装有行走轮，所述转向电机安装于所述基座，所述转向电机与所述第一转向轴传动连接，所述转向电机用于驱动所述第一转向轴绕其中心轴线转动，所述第一转向轴通过所述同步联动机构带动所述多根第二转向轴同步转动。

2.根据权利要求1所述的抹平机器人底盘，其特征在于，所述行走轮为轮毂伺服电机。

3.根据权利要求1所述的抹平机器人底盘，其特征在于，所述同步联动机构包括第一同步带和多个第一同步轮，每个所述第一同步轮安装于对应的所述转向轴上，所述第一同步带套设于所述多个第一同步轮以形成传动循环圈。

4.根据权利要求3所述的抹平机器人底盘，其特征在于，所述第二转向轴的数量为三根，所述第一同步轮的数量为四个，四个所述第一同步轮呈矩形分布。

5.根据权利要求4所述的抹平机器人底盘，其特征在于，所述基座上安装有张紧轮，所述张紧轮抵持于所述传动循环圈的外侧。

6.根据权利要求5所述的抹平机器人底盘，其特征在于，所述基座为四角星型板，所述第一转向轴和三根所述第二转向轴分别安装于所述四角星型板的四个阳角，所述张紧轮的数量为四个，四个所述张紧轮分别安装于所述四角星型板的四个阴角。

7.根据权利要求5所述的抹平机器人底盘，其特征在于，所述第一同步轮为齿轮，所述张紧轮为光滑轮；所述第一同步带为单面齿带，所述第一同步带的齿面与所述第一同步轮啮合，所述张紧轮抵持于所述第一同步带的光面。

8.根据权利要求1所述的抹平机器人底盘，其特征在于，所述第一转向轴上安装有第二同步轮，所述转向电机的输出轴连接有第三同步轮；所述第二同步轮与所述第三同步轮通过第二同步带传动连接。

9.根据权利要求8所述的抹平机器人底盘，其特征在于，所述第一转向轴穿过所述基座连接所述第二同步轮，所述转向电机固定于所述基座的底面，所述转向电机的输出轴穿过所述基座连接所述第三同步轮。

10.一种抹平机器人，其特征在于，包括抹平执行机构和权利要求1－9任一项所述的抹平机器人底盘，所述抹平执行机构安装于所述抹平机器人底盘。

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