CN211893455U - 全地形运输机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种全地形运输机器人，属于运输技术领域。它解决了现有的机器人越障能力差、负载能力差的问题。本全地形运输机器人，包括底盘和设于底盘上的车轮组，底盘上设有水平延伸的支撑轴，支撑轴上连接有可绕支撑轴的中轴线转动的货架，货架上固连有与支撑轴同轴设置的从动轮，底盘上设有用于驱动从动轮绕自身中轴线转动的驱动结构，货架上还设有越障辅助组件。本实用新型具有越障能力强、负载能力强等优点。

Description

全地形运输机器人

技术领域

本实用新型属于运输技术领域，涉及一种全地形运输机器人。

背景技术

当前，全自动运输机器人的应用越来越广泛，其优势是：可替代越来越高的人力成本，耐用度高、无疲倦感，而且可在污染环境、危险环境中执行任务，以及可执行对人体有伤害的任务。

例如，中国专利公开了一种两轮自平衡运输机器人[授权公告号为CN209176810U]，包括底盘；左车轮组件和右车轮组件；平衡感应组件；控制电路板；电池模组以及货柜；左车轮组件和右车轮组件沿垂直于左右方向的行进方向对称设置；平衡感应组件、控制电路板、电池模组和货柜均沿行进方向对称设置，货柜、控制线路板、电池沿高度方向由上至下依次布置。

上述运输机器人的货柜直接固定在底盘上，无法使货柜相对于底盘倾斜，使其无法进入高度低于运输机器人高度的空间，导致该运输机器人无法在一些极限空间中运输货物；由于货柜相对于底盘无法倾斜，导致其不能配合摆臂翻越障碍。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种越障能力强的全地形运输机器人。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

全地形运输机器人，包括底盘和设于底盘上的车轮组，所述的底盘上设有水平延伸的支撑轴，所述的支撑轴上连接有可绕支撑轴的中轴线转动的货架，所述的货架上固连有与支撑轴同轴设置的从动轮，所述的底盘上设有用于驱动从动轮绕自身中轴线转动的驱动结构，所述的货架上还设有越障辅助组件。

当机器人处于常规状态时，货架直立在支撑轴的正上方。当货架需要倾斜时，驱动结构驱动从动轮绕着支撑轴的中轴线转动，由于从动轮与货架固连，从动轮转动将带动货架绕支撑轴的中轴线转动，使货架发生倾斜，此时机器人的高度降低，使机器人能进入高度低于机器人最高高度的空间，同时可配合设于货架上的越障辅助组件实现越障。当货架运动到指定状态时，驱动结构有使货架保持在当前状态的能力。驱动结构反向驱动时，可将处于倾斜状态的货架复位至常规状态。

在上述的全地形运输机器人中，所述底盘的左侧设有左侧板，其右侧设有右侧板，所述的支撑轴沿左右方向水平延伸且所述支撑轴的左端连接在左侧板上，其右端连接在右侧板上，所述的支撑轴上套设有可绕支撑轴的中轴线转动的套管，所述的货架固定在套管上，所述的从动轮同轴固定在套管上。

为了使货架绕支撑轴的中轴线转动更容易，在套管与支撑轴之间设置轴承，使套管与支撑轴保持同轴。底盘的左端与左侧板的下端连接，底盘的右端与右侧板的下端连接。

在上述的全地形运输机器人中，所述的支撑轴包括设于左侧板上的左短轴和设于右侧板上的右短轴，所述的左短轴与右短轴同轴设置，所述的左短轴由套管的左端穿入套管，所述的右短轴由套管的右端穿入套管。在左短轴与套管之间设置轴承，在右短轴与套管之间也设置轴承。

在上述的全地形运输机器人中，所述的驱动结构包括设于底盘上的第一电机和设于第一电机输出轴上的主动轮，所述的主动轮与从动轮传动连接。第一电机的输出轴与支撑轴平行且位于支撑轴的正下方，主动轮和从动轮位于同一平面内，两者通过传动带传动连接。传动带处于张紧状态，与从动轮、主动轮之间的摩擦力大，配合电机的自锁功能可使货架保持在当前状态。

在上述的全地形运输机器人中，所述的货架包括位于左侧的第一侧板、位于右侧的第二侧板以及用于连接第一侧板与第二侧板之间的第一置物架，所述套管的左端与第一侧板固连，其右端与第二侧板固连，所述的套管位于第一置物架的下方。第一侧板和第二侧板位于左侧板与右侧板之间，从动轮位于第一侧板与第二侧板之间。左短轴从第一侧板的左侧穿入后再穿入套管的左端，右短轴从第二侧板的右侧穿入后再穿入套管的右端。

在上述的全地形运输机器人中，所述的越障辅助组件包括铰接在货架上的摆杆和设于货架上的用于驱动摆杆摆动的第二电机，所述的摆杆远离货架的一端设有滚轮，当所述的摆杆转至支撑状态时滚轮的中轴线与车轮组的中轴线平行。

在上述的全地形运输机器人中，所述的货架上固定有与车轮组的中轴线平行的支撑筒，所述的支撑筒内穿设有可绕自身中轴线转动的转轴，所述的摆杆固定在转轴远离货架的一端，所述的第二电机与转轴靠近货架的一端传动连接。

为了实现转轴的自由转动，在转轴与支撑筒之间设置轴承。由于设有支撑筒，可对转轴进行良好支撑，保证转轴在绕自身中轴线转动时的稳定性。转轴在支撑筒内可实现轴向定位。

根据实际情况，越障辅助组件的数量可设置为一个或多个，优选为两个：在第一侧板设置一个越障辅助组件，在第二侧板上也设置一个越障辅助组件，两个越障辅助组件对称设置。其中，位于左侧的越障辅助组件的支撑筒固定在第一侧板的左侧，与之配套设置的第二电机固定在第一侧板的左侧，在第二电机与设于该支撑筒内的转轴之间设有位于第一侧板右侧的传动轮组；位于右侧的越障辅助组件的支撑筒固定在第二侧板的右侧，与之配套设置的第二电机固定在第二侧板的右侧，在第二电机与设于该支撑筒内的转轴之间设有位于第二侧板左侧的传动轮组。传动轮组包括同轴固连在第二电机输出轴上的传动轮一、同轴固连在转轴上的传动轮二和绕设在传动轮一与传动二之间的传动带。当摆杆摆动到指定位置时，通过第二电机的自锁，以及传动轮一、传动轮二和传动带之间的摩擦力使摆杆保持在当前位置。当摆杆处于收拢状态时，摆杆位于车轮组的外侧，摆杆在摆动过程中不会与车轮组发生干涉。

在上述的全地形运输机器人中，所述第一侧板的右侧设有沿其长度方向延伸的导向槽一，所述第二侧板的左侧设有沿其长度方向延伸的导向槽二，所述的货架上设有延长架，所述的延长架上设有第二置物架，所述延长架的一侧滑动设于导向槽一内，其另一侧滑动设于导向槽二内。

延长架可在导向槽一与导向槽二内移动，当其移动到位后可定位在当前位置。通过设置延长架后，增加了置物架的数量，从而满足更多货物的运载要求。延长架也可从货架上拆除。为了满足货物运载需求，在第一置物架和第二置物架上设置置物槽，或者设置挂钩。在延长架的顶部设有探杆，配合货架的倾斜动作，探杆可实现触碰/挤压各种开关等操作以及触发信号等任务。探杆的设置方式有3种：1、探杆为一个且设置在第一侧板上；2、探杆为一个且设置在第二侧板上；3、探杆为两个且分别设置在第一侧板与第二侧板上。

在上述的全地形运输机器人中，所述的车轮组件包括设于左侧板上的左车轮和设于右侧板上的右车轮，所述的左车轮与右车轮同轴设置，所述的支撑轴与左车轮同轴设置。

左车轮和右车轮采用不同的轮毂电机驱动，当两者速度相同时机器人直线运动，当两者轮毂速度不同时机器人可实现转向动作。当机器人处于常规状态时，由左车轮与右车轮承载整体重量；当货架倾斜，且摆杆处于支撑状态时，由左车轮、右车轮和滚轮共同承载整体的重量，使得机器人的承载能力变强。同时可配合摆杆的摆动及左车轮与右车轮的转动实现翻越障碍的功能。

在底盘的前部设置第一电池，除了为第一电机或第二电机提供电能外，还可以当配重使用。在货架的后底部设有第二电池，该第二电池处理对第二电机或第二电机提供电能外，还可当配重使用，使倾斜的货架复位更容易。当机器人处于常规状态时，第一电机与第二电机处于对称设置状态。

与现有技术相比，本全地形运输机器人具有以下优点：

由于设有支撑轴，将货架上的套管套设到支撑轴上，配合第一电机、主动轮与从动轮以实现货架绕着支撑轴转动，当货架运动到指定状态时，驱动结构还能使货架保持在当前状态；其结构简单，布置合理，容易实现货架的倾斜，有效改变了机器人的高度，使机器人能进入高度低于机器人高度的空间，同时配合设于货架上的摆杆实现越障，并能配合设于摆杆上的滚轮实现多轮支撑，提高机器人的负载能力。

附图说明

图1是本实用新型提供的机器人的部分结构示意图。

图2是本实用新型提供的机器人部分结构的爆炸示意图。

图3是本实用新型提供的机器人的爆炸示意图。

图4是本实用新型提供的机器人的剖视图。

图5是本实用新型提供的机器人的结构示意图。

图中，1、底盘；2、货架；3、从动轮；4、右侧板；5、套管；6、右短轴；7、第一电机；8、主动轮；9、第一侧板；10、第二侧板；11、第一置物架；12、摆杆；13、第二电机；14、滚轮；15、支撑筒；16、导向槽一；17、导向槽二；18、延长架；19、第二置物架；20、左车轮；21、右车轮；22、传动带；23、传动轮一；24、传动轮二；25、第一电池；26、第二电池。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1、图2和图3所示的全地形运输机器人，包括底盘1和设于底盘1上的车轮组，底盘1的左侧设有左侧板，右侧设有与左侧板相对设置的右侧板4，车轮组件包括设于左侧板上的左车轮20和设于右侧板4上的右车轮21，左车轮20与右车轮21同轴设置。左车轮20和右车轮21采用不同的轮毂电机驱动，当两者速度相同时机器人直线运动，当两者轮毂速度不同时机器人可实现转向动作。

本实施例中，在左侧板与右侧板4之间设有沿左右方向水平延伸的支撑轴，支撑轴上连接有可绕支撑轴的中轴线转动的货架2，货架2上固连有与支撑轴同轴设置的从动轮3，底盘1上设有用于驱动从动轮3绕自身中轴线转动的驱动结构，在货架2上还设有越障辅助组件。其中，支撑轴与左车轮20同轴设置。支撑轴的左端连接在左侧板上，其右端连接在右侧板4上，支撑轴上套设有可绕支撑轴的中轴线转动的套管5，货架2固定在套管5上，从动轮3同轴固定在套管5上。进一步的，如图2和图3所示，支撑轴包括设于左侧板上的左短轴和设于右侧板4上的右短轴6，左短轴与右短轴6同轴设置，左短轴由套管5的左端穿入套管5，右短轴6由套管5的右端穿入套管5。在左短轴与套管5之间设置轴承，在右短轴6与套管5之间也设置轴承。

当机器人处于常规状态时，货架2直立在支撑轴的正上方。当货架2需要倾斜时，驱动结构驱动从动轮3绕着支撑轴的中轴线转动，由于从动轮3与货架2固连，从动轮3转动将带动货架2绕支撑轴的中轴线转动，使货架2发生倾斜，此时机器人的高度降低，使机器人能进入高度低于机器人最高高度的空间，同时可配合设于货架2上的越障辅助组件实现越障。当货架2运动到指定状态时，驱动结构有使货架2保持在当前状态的能力。驱动结构反向驱动时，可将处于倾斜状态的货架2复位至常规状态。

如图2和图3所示，驱动结构包括设于底盘1上的第一电机7和设于第一电机7输出轴上的主动轮8，主动轮8与从动轮3传动连接。如图4所示，第一电机7的输出轴与支撑轴平行且位于支撑轴的正下方，主动轮8和从动轮3位于同一平面内，两者通过传动带22传动连接。传动带22处于张紧状态，与从动轮3、主动轮8之间的摩擦力大，配合电机的自锁功能可使货架2保持在当前状态。

如图2所示，货架2包括位于左侧的第一侧板9、位于右侧的第二侧板10以及用于连接第一侧板9与第二侧板10之间的第一置物架11，套管5的左端与第一侧板9固连，其右端与第二侧板10固连，套管5位于第一置物架11的下方。第一侧板9和第二侧板10位于左侧板与右侧板4之间，从动轮3位于第一侧板9与第二侧板10之间。左短轴从第一侧板9的左侧穿入后再穿入套管5的左端，右短轴6从第二侧板10的右侧穿入后再穿入套管5的右端。

如图3所示，越障辅助组件包括铰接在货架2上的摆杆12和设于货架2上的用于驱动摆杆12摆动的第二电机13，摆杆12远离货架2的一端设有滚轮14，当摆杆12转至支撑状态时滚轮14的中轴线与车轮组的中轴线平行。如图3和图5所示，货架2上固定有与车轮组的中轴线平行的支撑筒15，支撑筒15内穿设有可绕自身中轴线转动的转轴，摆杆12固定在转轴远离货架2的一端，第二电机13与转轴靠近货架2的一端传动连接。为了实现转轴的自由转动，在转轴与支撑筒15之间设置轴承。由于设有支撑筒15，可对转轴进行良好支撑，保证转轴在绕自身中轴线转动时的稳定性。转轴在支撑筒15内可实现轴向定位。

根据实际情况，越障辅助组件的数量可设置为一个或多个，本实施例中，越障辅助组件的数量为两个：在第一侧板9设置一个越障辅助组件，在第二侧板10上也设置一个越障辅助组件，两个越障辅助组件对称设置。其中，位于左侧的越障辅助组件的支撑筒15固定在第一侧板9的左侧，与之配套设置的第二电机13固定在第一侧板9的左侧，在第二电机13与设于该支撑筒15内的转轴之间设有位于第一侧板9右侧的传动轮组；位于右侧的越障辅助组件的支撑筒15固定在第二侧板10的右侧，与之配套设置的第二电机13固定在第二侧板10的右侧，在第二电机13与设于该支撑筒15内的转轴之间设有位于第二侧板10左侧的传动轮组。

传动轮组包括同轴固连在第二电机13输出轴上的传动轮一23、同轴固连在转轴上的传动轮二24和绕设在传动轮一23与传动二之间的传动带。当摆杆12摆动到指定位置时，通过第二电机13的自锁，以及传动轮一23、传动轮二24和传动带之间的摩擦力使摆杆12保持在当前位置。当摆杆12处于收拢状态时，摆杆12位于车轮组的外侧，摆杆12在摆动过程中不会与车轮组发生干涉。

如图2和图3所示，第一侧板9的右侧设有沿其长度方向延伸的导向槽一16，第二侧板10的左侧设有沿其长度方向延伸的导向槽二17，如图5所示，货架2上设有延长架18，延长架18上设有第二置物架19，延长架18的一侧滑动设于导向槽一16内，其另一侧滑动设于导向槽二17内。

延长架18可在导向槽一16与导向槽二17内移动，当其移动到位后可定位在当前位置。通过设置延长架18后，增加了置物架的数量，从而满足更多货物的运载要求。延长架18也可从货架2上拆除。为了满足货物运载需求，在第一置物架11和第二置物架19上设置置物槽，或者设置挂钩。在延长架18的顶部设有探杆，配合货架2的倾斜动作，探杆可实现触碰/挤压各种开关等操作以及触发信号等任务。探杆为两个且分别设置在第一侧板9与第二侧板10上。

当机器人处于常规状态时，由左车轮20与右车轮21承载整体重量；当货架2倾斜，且摆杆12处于支撑状态时，由左车轮20、右车轮21和滚轮14共同承载整体的重量，使得机器人的承载能力变强。同时可配合摆杆12的摆动及左车轮20与右车轮21的转动实现翻越障碍的功能。

在底盘1的前部设置第一电池25，除了为第一电机7或第二电机13提供电能外，还可以当配重使用。在货架2的后底部设有第二电池26，该第二电池26处理对第二电机13或第二电机13提供电能外，还可当配重使用，使倾斜的货架2复位更容易。当机器人处于常规状态时，第一电机7与第二电机13处于对称设置状态。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种全地形运输机器人，包括底盘(1)和设于底盘(1)上的车轮组，其特征在于，所述的底盘(1)上设有水平延伸的支撑轴，所述的支撑轴上连接有可绕支撑轴的中轴线转动的货架(2)，所述的货架(2)上固连有与支撑轴同轴设置的从动轮(3)，所述的底盘(1)上设有用于驱动从动轮(3)绕自身中轴线转动的驱动结构，所述的货架(2)上还设有越障辅助组件。

2.根据权利要求1所述的全地形运输机器人，其特征在于，所述底盘(1)的左侧设有左侧板，其右侧设有右侧板(4)，所述的支撑轴沿左右方向水平延伸且所述支撑轴的左端连接在左侧板上，其右端连接在右侧板(4)上，所述的支撑轴上套设有可绕支撑轴的中轴线转动的套管(5)，所述的货架(2)固定在套管(5)上，所述的从动轮(3)同轴固定在套管(5)上。

3.根据权利要求2所述的全地形运输机器人，其特征在于，所述的支撑轴包括设于左侧板上的左短轴和设于右侧板(4)上的右短轴(6)，所述的左短轴与右短轴(6)同轴设置，所述的左短轴由套管(5)的左端穿入套管(5)，所述的右短轴(6)由套管(5)的右端穿入套管(5)。

4.根据权利要求1或2或3所述的全地形运输机器人，其特征在于，所述的驱动结构包括设于底盘(1)上的第一电机(7)和设于第一电机(7)输出轴上的主动轮(8)，所述的主动轮(8)与从动轮(3)传动连接。

5.根据权利要求2所述的全地形运输机器人，其特征在于，所述的货架(2)包括位于左侧的第一侧板(9)、位于右侧的第二侧板(10)以及用于连接第一侧板(9)与第二侧板(10)之间的第一置物架(11)，所述套管(5)的左端与第一侧板(9)固连，其右端与第二侧板(10)固连，所述的套管(5)位于第一置物架(11)的下方。

6.根据权利要求1所述的全地形运输机器人，其特征在于，所述的越障辅助组件包括铰接在货架(2)上的摆杆(12)和设于货架(2)上的用于驱动摆杆(12)摆动的第二电机(13)，所述的摆杆(12)远离货架(2)的一端设有滚轮(14)，当所述的摆杆(12)转至支撑状态时滚轮(14)的中轴线与车轮组的中轴线平行。

7.根据权利要求6所述的全地形运输机器人，其特征在于，所述的货架(2)上固定有与车轮组的中轴线平行的支撑筒(15)，所述的支撑筒(15)内穿设有可绕自身中轴线转动的转轴，所述的摆杆(12)固定在转轴远离货架(2)的一端，所述的第二电机(13)与转轴靠近货架(2)的一端传动连接。

8.根据权利要求5所述的全地形运输机器人，其特征在于，所述第一侧板(9)的右侧设有沿其长度方向延伸的导向槽一(16)，所述第二侧板(10)的左侧设有沿其长度方向延伸的导向槽二(17)，所述的货架(2)上设有延长架(18)，所述的延长架(18)上设有第二置物架(19)，所述延长架(18)的一侧滑动设于导向槽一(16)内，其另一侧滑动设于导向槽二(17)内。

9.根据权利要求1所述的全地形运输机器人，其特征在于，所述的车轮组件包括设于左侧板上的左车轮(20)和设于右侧板(4)上的右车轮(21)，所述的左车轮(20)与右车轮(21)同轴设置，所述的支撑轴与左车轮(20)同轴设置。

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