CN211869543U - 对角四轮全方位移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种对角四轮全方位移动机器人，包括支架、四组全向轮和四组动力组件，支架沿X轴方向上具有两相对设置的第一端，支架沿Y轴方向上具有两相对设置的第二端，四组全向轮包括两组第一全向轮和两组第二全向轮，两组第一全向轮的轴线均沿X轴方向延伸，且两组第一全向轮沿X轴方向分别设置于支架的两第一端，两组第二全向轮的轴线均沿Y轴方向延伸，且两组第二全向轮沿Y轴方向分别设置于支架的两第二端，四组动力组件分别与四组全向连接。本实用新型的对角四轮全方位移动机器人具有多种移动方式，能够原地转弯，所需道路宽度小，并且能够实现直行移动、侧向移动、原地转弯和任意角度斜向移动，机动性强。

Description

对角四轮全方位移动机器人

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种对角四轮全方位移动机器人。

背景技术

移动机器人主要结构包括架体、滚轮、动力系统和转向系统，移动机器人应用越来越广泛，几乎渗透到所有领域。在仓储、物流领域中，移动机器人能够承载重量，搬运货物，移动机器人是仓储、物料领域的基础设备，是仓储、物流领域的重要组成部分。移动机器人在搬运货物的过程中，通过动力系统提供移动的动力，通过转向系统牵引移动机器人按照预定路线移动。这种转向方式，具有较大的转弯半径，在设计移动机器人的行走道路时，需要设计较大的道路宽度，并且在调转移动方向时，需要花费较长的时间转向，机动性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种对角四轮全方位移动机器人，旨在解决现有移动机器人中存在的对道路宽度要求高以及机动性差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种对角四轮全方位移动机器人，包括支架、四组全向轮和四组动力组件，所述支架沿X轴方向上具有两相对设置的第一端，所述支架沿Y轴方向上具有两相对设置的第二端，四组所述全向轮包括两组第一全向轮和两组第二全向轮，两组所述第一全向轮的轴线均沿X轴方向延伸，且两组所述第一全向轮沿X轴方向分别设置于所述支架的两第一端，两组所述第二全向轮的轴线均沿Y轴方向延伸，且两组所述第二全向轮沿Y轴方向分别设置于所述支架的两第二端，四组所述动力组件分别与四组所述全向轮一一对应连接以分别驱动四组所述全向轮转动。

可选地，所述支架的两第一端和两第二端上均设有轮架，各所述轮架上均设有轮轴，所述轮轴的内端与所述轮架可转动地连接，各组所述全向轮固定连接于对应的所述轮轴的外端，各所述动力组件与所述轮轴连接以带动所述轮轴转动。

可选地，所述轮架包括两竖直并排设置的固定板，两所述固定板均与所述支架的对应端固定连接，两所述固定板上均设有安装孔，两所述安装孔内均设有轴承，所述轮轴的内端与两所述轴承固定连接。

可选地，各所述轮轴的外端均设有法兰盘，各组所述全向轮与所述法兰盘的外侧面固定连接。

可选地，所述动力组件包括电机和皮带轮组，各所述电机固定于所述支架的对应端上，所述皮带轮组同时与所述电机的输出轴以及所述轮轴连接。

可选地，所述支架的两第一端和两第二端上均设有电机安装架，所述电机安装架包括下安装板和上安装板，所述上安装板的下端与所述下安装板的朝向外侧的端部固定连接，所述上安装板的上端向上延伸，所述下安装板贴附于所述支架上且与所述支架固定连接，所述上安装板上设有通孔，所述电机位于所述下安装板上方且与所述上安装板固定连接，所述电机的输出轴穿过所述通孔并与所述皮带轮组连接。

可选地，所述皮带轮组包括主动轮、从动轮和传动皮带，所述主动轮与所述电机的输出轴固定连接，所述从动轮与所述轮轴固定连接，且所述从动轮的半径大于所述主动轮的半径，所述传动皮带绕设于所述主动轮和所述从动轮上。

可选地，所述支架包括上下平行设置的两平板，各所述轮架均设置于两所述平板之间，所述轮架的顶部和底部分别与两所述平板的对应端固定连接。

可选地，至少一所述平板包括十字形板和四块加强板，所述十字形板上设有四个凸出部，四个所述凸出部分别与所述支架的两第一端和两第二端一一对应，各所述加强板的两端分别与相邻的两所述凸出部的末端连接。

可选地，所述全向轮为单盘全向轮或者双盘全向轮。

本实用新型的有益效果：本实用新型中的对角四轮全方位移动机器人中，由于采用了四组全向轮，四组全向轮同时着地以支撑支架，四组全向轮上的从动轮着地，两组第一全向轮转动时，两组第一全向轮带动对角四轮全方位移动机器人沿Y轴方向移动，两组第一全向轮上的从动轮不发生滚动，而两组第二全向轮上由于设从动轮滚动，从而使得两组第二全向轮不会干涉对角四轮全方位移动机器人沿Y轴方向移动，从而实现对角四轮全方位移动机器人沿Y轴方向移动；两组第二全向轮转动时，两组第二全向轮带动对角四轮全方位移动机器人沿Y轴方向移动，两组第二全向轮上的从动轮不发生滚动，而两组第一全向轮上由于设从动轮滚动，从而使得两组第一全向轮不会干涉对角四轮全方位移动机器人沿X轴方向移动，从而实现对角四轮全方位移动机器人沿X轴方向移动；四组全向轮同时做顺时针转动或者逆时针转动时，对角四轮全方位移动机器人则会在原地自转，从而实现零转弯半径转弯；四组全向轮中，其中两组相邻的全向轮顺时针转动(或者逆时针转动)，另外两组相邻的逆时针转动(或者顺时针转动)，那么可实现对角四轮全方位移动机器人斜向移动；在斜向移动时，两组第一全向轮的转动方向相反，转动速度相同，同样地，两组第二全向轮的转动方向相反，转动速度相同，通过调节第一全向轮和第二全向轮的速度比例，从而可调节斜向移动的角度，可实现任意角度斜向移动。因此，本实用新型的对角四轮全方位移动机器人具有多种移动方式，能够实现原地转弯，所需道路宽度小，并且能够实现直行移动、侧向移动、原地转弯和任意角度斜向移动，机动性强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的对角四轮全方位移动机器人的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的对角四轮全方位移动机器人的俯视示意图；

图3为本实用新型实施例提供的对角四轮全方位移动机器人的侧面示意图；

图4为本实用新型实施例提供的对角四轮全方位移动机器人的分解图。

其中，图中各附图标记：1—支架，11—平板，111—十字形板，112—加强板，2—全向轮，21—第一全向轮，22—第二全向轮，201—轮毂，2011—轮毂齿，3—动力组件，31—电机，32—皮带轮组，321—主动带轮，322—从动带轮， 323—传动皮带，4—轮架，41—固定板，411—安装孔，42—轴承，5—轮轴， 51—法兰盘，6—电机安装架，61—上安装板，611—通孔，62—下安装板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图1至附图4 中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1至附图4描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～2所示，本实用新型提供了一种对角四轮全方位移动机器人，包括支架1、四组全向轮2和四组动力组件3，支架1沿X轴方向上具有两相对设置的第一端，支架1沿Y轴方向上具有两相对设置的第二端，四组全向轮2包括两组第一全向轮21和两组第二全向轮22，两组第一全向轮21的轴线均沿X轴方向延伸，且两组第一全向轮21沿X轴方向分别设置于支架1的两第一端，两组第二全向轮22的轴线均沿Y轴方向延伸，且两组第二全向轮22沿Y轴方向分别设置于支架1的两第二端，四组动力组件3分别与四组全向轮2一一对应连接以分别驱动四组全向轮2转动。本实施例中，其中两组第一全向轮21的轴线沿X轴方向延伸，两组第一全向轮21的滚动平面与Y轴平行，即两组第一全向轮21在对应的两组动力组件3的驱动下，能够带动对角四轮全方位移动机器人沿Y轴方向移动；另外两组第二全向轮22的轴线沿Y轴方向延伸，两组第二全向轮22的滚动平面与X轴平行，即第二两组全向轮2在对应的两组动力组件3的驱动下，能够带动对角四轮全方位移动机器人沿X轴方向移动。由于本实施例中采用了四组全向轮2，四组全向轮2同时着地以支撑支架1，四组全向轮2上的从动轮(图中未示出)着地，两组第一全向轮21转动时，两组第一全向轮21带动对角四轮全方位移动机器人沿Y轴方向移动，两组第一全向轮21 上的从动轮不发生滚动，而两组第二全向轮22上由于设从动轮滚动，从而使得两组第二全向轮22不会干涉对角四轮全方位移动机器人沿Y轴方向移动，从而实现对角四轮全方位移动机器人沿Y轴方向移动；两组第二全向轮22转动时，两组第二全向轮22带动对角四轮全方位移动机器人沿Y轴方向移动，两组第二全向轮22上的从动轮不发生滚动，而两组第一全向轮21上由于设从动轮滚动，从而使得两组第一全向轮21不会干涉对角四轮全方位移动机器人沿X轴方向移动，从而实现对角四轮全方位移动机器人沿X轴方向移动；四组全向轮2同时做顺时针转动或者逆时针转动时，对角四轮全方位移动机器人则会在原地自转，从而实现零转弯半径转弯；四组全向轮2中，其中两组相邻的全向轮2顺时针转动(或者逆时针转动)，另外两组相邻的逆时针转动(或者顺时针转动)，那么可实现对角四轮全方位移动机器人斜向移动；在斜向移动时，两组第一全向轮21的转动方向相反，转动速度相同，同样地，两组第二全向轮22的转动方向相反，转动速度相同，通过调节第一全向轮21和第二全向轮22的速度比例，从而可调节斜向移动的角度，可实现任意角度斜向移动。因此，本实用新型实施例的对角四轮全方位移动机器人具有多种移动方式，能够实现原地转弯，所需道路宽度小，并且能够实现直行移动、侧向移动、原地转弯和任意角度斜向移动，机动性强。

具体地，全向轮2包括轮毂201和从动轮，该轮毂201的外圆周处均匀开设有3个或3个以上的轮毂齿2011，每两个轮毂齿2011之间设有一从动轮，轮毂201转动时带动从动轮转动绕轮毂201的轴线转动，通过从动轮与地面的摩擦带动对角四轮全方位移动机器人移动；轮毂201沿其轴线方向移动时，从动轮与地面接触，从而使得从动轮转动，最终，实现轮毂201沿轴线方向移动。

另外，本实施例中，前述顺时针转动和逆时针转动，是以支架1中心向朝向各全向轮2形成的观测视角，从而确定各全向轮2的转动方向。本实用新型中的外端、内端，具体是指，靠近支架的中心的一端为内端，远离支架中心的一端为外端。

可选地，如图3、图4所示，为了安装各组全向轮2，本实施例支架1的两第一端和两第二端上均设有轮架4，各轮架4上均设有轮轴5，轮轴5的内端与轮架4可转动地连接，与两第一端对应设置的两轮轴5的外端沿X轴方向向外延伸，与两第二端对应设置的两轮轴5的外端沿Y轴方向向外延伸，各组全向轮2固定连接于对应的轮轴5的外端，各动力组件3与轮轴5连接以带动轮轴5 转动。

具体来说，轮架4上设有轴承42，轮轴5的内端嵌入轴承42的内圈，从而与轮架4可转动地连接。

可选地，与两组第一全向轮21对应的两轮轴5同轴设置，与两组第二全向轮22对应的两轮轴5同轴设置，如此两组第一全向轮21以及两组第二全向轮 22能够精确配合，使得对角四轮全方位移动机器人能够按照预定的移动方式移动。

可选地，如图3、图4所示，轮架4包括两竖直并排设置的固定板41，两固定板41均与支架1的对应端固定连接，两固定板41上均设有安装孔411，两安装孔411内均设有轴承42，轮轴5的内端与两轴承42固定连接。本实施例中，通过两块固定板41来安装轴承42，具体来说是在两块固定板41上设置有安装孔411，并在安装孔411内设置轴承42，轮轴5通过两轴承42分别于两固定板 41可转动连接，从而使得各全向轮2能够绕轮轴5的轴线转动，便于动力组件 3驱通过轮轴5驱动全向轮2。并且设置两个轴承42，能够更加稳定地安装轮轴 5，避免轮轴5的承重能力。

可选地，如图3、图4所示，各轮轴5的外端均设有法兰盘51，各组全向轮2与法兰盘51的外侧面固定连接。本实施例中，在轮轴5上设置法兰盘51，全向轮2与法兰盘51的外侧面固定连接，法兰盘51与全向轮2的连接为面与面的连接，如此，能够非常便利地固定安装全向轮2，同时动力组件3通过轮轴 5传递动力法兰盘51，法兰盘51再将动力传递至全向轮2，便于动力组件3的动力传递。

可选地，如图2所示，各动力组件3包括均电机31和皮带轮组32，各电机31固定于支架1的对应端上，皮带轮组32同时与电机31的输出轴以及轮轴 5连接，本实施例中，电机31输出旋转运动，并通过皮带轮组32传递给轮轴5，最后传递至对应的全向轮2，设置皮带轮组32，避免电机31工作产生的振动直接传递至全向轮2，使得全向轮2能够平稳转动。

可选地，如图1、图4所示，支架1的两第一端和两第二端上均设有电机安装架6，电机安装架6包括上安装板61和下安装板62，上安装板61的下端与下安装板62朝向外侧的端部固定连接，上安装板61的上端向上延伸，下安装板62贴附于支架1上且与支架1固定连接，上安装板61上设有通孔611，电机 31位于下安装板62上方且与上安装板61固定连接，电机31的输出轴穿过通孔 611，同时，电机31的输出轴穿过通孔611的部分还与皮带轮组32连接。本实施例中，通过电机安装架6将对应的电机31固定，电机安装架6本身包括上安装板61和下安装板62，结构简单，且下安装板62贴附于支架1上且与支架1 固定连接，电机安装架6通过下安装板62与支架1固定连接，固定方式非常便利。

可选地，如图4所示，皮带轮组32包括主动带轮321、从动带轮322和传动皮带323，主动带轮321与电机31的输出轴固定连接，从动带轮322与轮轴 5固定连接，且从动带轮322的半径大于主动带轮321的半径，传动皮带323绕设于主动带轮321和从动带轮322上。本实施例中，电机31通过输出轴将动力传递至主动带轮321，主动带轮321通过传动皮带323将动力传递至从动带轮 322，从动带轮322将动力传递至轮轴5，最后经轮轴5传递至全向轮2(具体来说，从动带轮322与轮轴5固定连接，从动带轮322将动力传递至前述轮轴5，经轮轴5传递至法兰盘51上，法兰盘51再将动力传递至全向轮2)，如此，避免电机31工作产生的振动直接传递至全向轮2，使得全向轮2能够平稳转动。

可选地，如图1所示，支架1包括上下平行设置的两平板11，各轮架4均设置于两平板11之间，轮架4的顶部和底部分别与两平板11的对应端固定连接。支架1包括两平板11，从整体结构非常简单，同时各轮架4的顶部和底部分别与两平板11的对应端固定连接，支架1和轮架4的固定安装非常便利。

具体来说，前述两固定板41的上表面和下表面分别与两平板11的对应端固定连接。

可选地，如图2、图4所示，至少一平板11包括十字形板111和四块加强板112，十字形板111上设有四个凸出部，四个凸出部分别与支架1的两第一端和两第二端一一对应，各加强板112的两端分别与相邻的两凸出部的末端连接，如此，十字形板111与各加强板112之间形成镂空区，从而减轻支架1的重量，同时加强板112能够弥补十字形板111的强度缺陷，确保平板11的承载能力。

可选地，如图4所示，位于上方的平板11包括十字形板111和四块加强板 112，十字形板111上设有四个凸出部，四个凸出部分别与支架1的两第一端和两第二端一一对应，各加强板112的两端分别与相邻的两凸出部的末端连接，如此，十字形板111与各加强板112之间形成镂空区，从而减轻支架1的重量；另外，将位于上方的平板11上设置成包括十字形板111和四块加强板112，使得支架1的重心下降，对角四轮全方位移动机器人移动更加稳定。

可选地，全向轮2为单盘全向轮2或者双盘全向轮2。

以上描述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对角四轮全方位移动机器人，其特征在于：包括支架、四组全向轮和四组动力组件，所述支架沿X轴方向上具有两相对设置的第一端，所述支架沿Y轴方向上具有两相对设置的第二端，四组所述全向轮包括两组第一全向轮和两组第二全向轮，两组所述第一全向轮的轴线均沿X轴方向延伸，且两组所述第一全向轮沿X轴方向分别设置于所述支架的两第一端，两组所述第二全向轮的轴线均沿Y轴方向延伸，且两组所述第二全向轮沿Y轴方向分别设置于所述支架的两第二端，四组所述动力组件分别与四组所述全向轮一一对应连接以分别驱动四组所述全向轮转动。

2.根据权利要求1所述的对角四轮全方位移动机器人，其特征在于：所述支架的两第一端和两第二端上均设有轮架，各所述轮架上均设有轮轴，所述轮轴的内端与所述轮架可转动地连接，各组所述全向轮固定连接于对应的所述轮轴的外端，各所述动力组件与所述轮轴连接以带动所述轮轴转动。

3.根据权利要求2所述的对角四轮全方位移动机器人，其特征在于：所述轮架包括两竖直并排设置的固定板，两所述固定板均与所述支架的对应端固定连接，两所述固定板上均设有安装孔，两所述安装孔内均设有轴承，所述轮轴的内端与两所述轴承固定连接。

4.根据权利要求2所述的对角四轮全方位移动机器人，其特征在于：各所述轮轴的外端均设有法兰盘，各组所述全向轮与所述法兰盘的外侧面固定连接。

5.根据权利要求2至4任一项所述的对角四轮全方位移动机器人，其特征在于：所述动力组件包括电机和皮带轮组，各所述电机固定于所述支架的对应端上，所述皮带轮组同时与所述电机的输出轴以及所述轮轴连接。

6.根据权利要求5项所述的对角四轮全方位移动机器人，其特征在于：所述支架的两第一端和两第二端上均设有电机安装架，所述电机安装架包括下安装板和上安装板，所述上安装板的下端与所述下安装板的朝向外侧的端部固定连接，所述上安装板的上端向上延伸，所述下安装板贴附于所述支架上且与所述支架固定连接，所述上安装板上设有通孔，所述电机位于所述下安装板上方且与所述上安装板固定连接，所述电机的输出轴穿过所述通孔并与所述皮带轮组连接。

7.根据权利要求5所述的对角四轮全方位移动机器人，其特征在于：所述皮带轮组包括主动轮、从动轮和传动皮带，所述主动轮与所述电机的输出轴固定连接，所述从动轮与所述轮轴固定连接，且所述从动轮的半径大于所述主动轮的半径，所述传动皮带绕设于所述主动轮和所述从动轮上。

8.根据权利要求2至4任一项所述的对角四轮全方位移动机器人，其特征在于：所述支架包括上下平行设置的两平板，各所述轮架均设置于两所述平板之间，所述轮架的顶部和底部分别与两所述平板的对应端固定连接。

9.根据权利要求8所述的对角四轮全方位移动机器人，其特征在于：至少一所述平板包括十字形板和四块加强板，所述十字形板上设有四个凸出部，四个所述凸出部分别与所述支架的两第一端和两第二端一一对应，各所述加强板的两端分别与相邻的两所述凸出部的末端连接。

10.根据权利要求1至4任一项所述的对角四轮全方位移动机器人，其特征在于：所述全向轮为单盘全向轮或者双盘全向轮。

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