CN211918861U

CN211918861U - 底盘及移动机器人

Info

Publication number: CN211918861U
Application number: CN202020368746.9U
Authority: CN
Inventors: 杨勇; 宫海涛; 姜祥
Original assignee: Shenzhen 3irobotix Co Ltd
Current assignee: Shenzhen 3irobotix Co Ltd
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2020-11-13
Anticipated expiration: 2030-03-20

Abstract

本实用新型公开了一种底盘及移动机器人，其中，底盘包括底盘本体、两组主动轮组件、从动轮组件。两组主动轮组件分别转动安装于底盘本体的两侧，主动轮组件包括第一主动轮、第二主动轮及侧壁件，第一主动轮与第二主动轮通过侧壁件连接，侧壁件与底盘本体铰接。从动轮组件转动安装于底盘本体底部且位于主动轮组件的前方。其中，第一主动轮和第二主动轮设于侧壁件本体的两端，侧壁件自第二主动轮至第一主动轮方向延伸有第一延伸部，侧壁件与底盘本体的铰接轴线位于第一延伸部上，且铰接轴线与第一主动轮的转动轴线相互平行。本实用新型改进了底盘的结构，提升了底盘的越障能力，以避免影响其正常工作。

Description

底盘及移动机器人

技术领域

本实用新型涉及移动机器人技术领域，尤其涉及一种底盘及移动机器人。

背景技术

现有的移动机器人的底盘通常包括底盘本体、主动轮、从动轮和驱动组件等零部件，底盘本体呈盘状结构且较为低矮，其中，从动轮设置在底盘本体的前侧底部，两组主动轮在底盘本体中部的两侧相对设置。

但是，这种移动机器人在遇到较高的台阶或不平整的路面的情况下，例如阳台、厨房、洗手间的门槛石、推拉门滑轨等，移动机器人的越障能力较差，难以实现跨越，无法继续执行并完成清洁或搬运等任务。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种底盘，旨在提高移动机器人的越障能力，以避免影响其正常工作。

为实现上述目的，本实用新型提出一种底盘，用于移动机器人，所述底盘包括：

底盘本体；

两组主动轮组件，分别转动安装于所述底盘本体的两侧，所述主动轮组件包括第一主动轮、第二主动轮及侧壁件，所述第一主动轮与所述第二主动轮通过所述侧壁件连接，所述侧壁件与所述底盘本体铰接；以及

从动轮组件，转动安装于所述底盘本体底部且位于所述主动轮组件的前方；

其中，所述第一主动轮和所述第二主动轮设于所述侧壁件本体的两端，所述侧壁件自所述第二主动轮至所述第一主动轮方向延伸有第一延伸部，所述侧壁件与所述底盘本体的铰接轴线位于所述第一延伸部上，且所述铰接轴线与所述第一主动轮的转动轴线相互平行。

在一实施例中，所述底盘还包括悬挂件，所述悬挂件设于所述底盘本体的两侧并与所述侧壁件连接，所述悬挂件用于限制所述主动轮组件的转动角度。

在一实施例中，所述悬挂件为弹簧，所述弹簧的一端设于所述底盘本体上，且位于所述主动轮组件的上方，所述弹簧的另一端与所述侧壁件连接；

所述弹簧的轴线与所述侧壁件形成夹角开口朝向所述底盘本体前方的夹角，所述夹角为锐角。

在一实施例中，所述弹簧的另一端与所述侧壁件靠近所述第二主动轮的一端连接。

在一实施例中，所述侧壁件远离所述第一延伸部的一端设有第二延伸部，所述弹簧的另一端与所述侧壁件的第二延伸部连接。

在一实施例中，所述底盘还包括驱动组件，所述驱动组件安装于所述底盘本体内，用于驱动所述第一主动轮与所述第二主动轮同向转动。

在一实施例中，所述驱动组件包括：

电机；

齿轮组，所述齿轮组的输入端与所述电机驱动连接，所述齿轮组的输出端与所述主动轮组件连接。

在一实施例中，所述底盘本体两侧的主动轮组件呈对称设置，且所述从动轮组件位于其对称线上；

所述底盘的重心位于所述主动轮组件与所述从动轮组件之间的对称线上。

为了实现上述目的，本实用新型还提出一种移动机器人，所述移动机器人包括如上所述的底盘，所述底盘包括：

底盘本体；

在一实施例中，所述移动机器人为扫地机器人。

在本实用新型的技术方案中，通过将底盘的两组主动轮组件分别转动安装于底盘本体的两侧，主动轮组件包括第一主动轮、第二主动轮及侧壁件，第一主动轮与第二主动轮通过侧壁件连接，侧壁件与底盘本体通过铰接轴铰接，从动轮组件转动安装于底盘本体底部且位于主动轮组件的前方，第一主动轮和第二主动轮设于侧壁件本体的两端，侧壁件自第二主动轮至第一主动轮方向延伸有第一延伸部，侧壁件与底盘本体的铰接轴线位于第一延伸部上，且铰接轴线与第一主动轮的转动轴线相互平行，使得移动机器人能够保证平路紧贴地面移动，提高了移动机器人的越障能力，当遇障碍物时，由于侧壁件可相对于底盘本体转动，第一主动轮和第二主动轮可相对的摆动，在第二主动轮的推力下，第一主动轮和从动轮能够较容易地越过障碍物，随后移动机器人底盘整体可在第一主动轮的驱动力上攀上障碍物，完成越障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型底盘一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型底盘一实施例中主动轮组件的结构示意图；

图3为本实用新型底盘一实施例中底盘在平地上移动时的运动状态图；

图4为本实用新型底盘一实施例中底盘在开始越障时的运动状态图；

图5为本实用新型底盘一实施例中底盘在越障过程中的运动状态图；

图6为本实用新型底盘一实施例中底盘越障完成后的运动状态图；

图7为本实用新型移动机器人一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	底盘本体	230	侧壁件
200	主动轮组件	240	铰接轴
				300	从动轮组件	231	第一延伸部
210	第一主动轮	250	悬挂件
				220	第二主动轮	400	驱动组件
AB	平地路段	BC	障碍路段

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在一示例性技术中，移动机器人的底盘包括底盘本体、主动轮、从动轮和驱动组件等零部件，底盘本体呈盘状结构且较为低矮，其中，从动轮设置在底盘本体的前侧底部，两组主动轮在底盘本体中部的两侧相对设置。

然而，这种移动机器人在遇到较高的台阶或不平整的路面的情况下，例如阳台、厨房、洗手间的门槛石、推拉门滑轨等，移动机器人的越障能力较差，难以实现跨越，无法继续执行并完成清洁或搬运等任务。

本实用新型提出一种底盘，适用于各种移动机器人，尤其是扫地机器人，此处不做限定。

参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，该底盘包括底盘本体100、两组主动轮组件200、从动轮组件300。两组主动轮组件200分别转动安装于底盘本体100的两侧，主动轮组件200包括第一主动轮210、第二主动轮220及侧壁件230，第一主动轮210与第二主动轮220通过侧壁件230连接，侧壁件230与底盘本体100通过铰接轴240铰接。从动轮组件300转动安装于底盘本体100底部且位于主动轮组件200的前方。其中，第一主动轮210和第二主动轮220设于侧壁件230本体的两端，侧壁件230自第二主动轮220至第一主动轮210方向延伸有第一延伸部231，铰接轴240设于第一延伸部231(可与侧壁件230的本体一体成型使其平滑过渡，也可是分体式的组装结构等)上，铰接轴240的铰接轴线与第一主动轮210的转动轴线相互平行。其中，铰接轴线为底盘本体100俯仰方向的轴线，当移动机器人底盘遇到障碍物时，侧壁件230能够在俯仰方向做相对转动，以使第二主动轮220和第一主动轮210分别做功，让该移动机器人底盘能顺利地越过障碍物。

在本实施例中，底盘本体100的两侧均设置有安装位或者底盘本体100的底部开设有两个间隔设置的容置空间，以供两组主动轮组件200安装，两组主动轮组件200可呈对称设置。此外，底盘本体100底部的一端(主动轮组件200的前方)开设有供从动轮组件300安装的容置空间。此处，对主动轮组件200及从动轮组件300的具体安装方式及位置均不做限定。

需要说明的是，本实用新型通过将底盘的两组主动轮组件200分别转动安装于底盘本体100的两侧，主动轮组件200包括第一主动轮210、第二主动轮220及侧壁件230，第一主动轮210与第二主动轮220通过侧壁件230连接，侧壁件230与底盘本体100通过铰接轴240铰接，从动轮组件300转动安装于底盘本体100底部且位于主动轮组件200的前方，第一主动轮210和第二主动轮220设于侧壁件230本体的两端，侧壁件230自第二主动轮220至第一主动轮210方向延伸有第一延伸部231，侧壁件230与底盘本体100的铰接轴线位于第一延伸部231上(即铰接轴240设于第一延伸部231上)，且铰接轴240的铰接轴线与第一主动轮210的转动轴线相互平行，使得移动机器人的越障能力得以提升，避免影响其正常工作。

其原理在于，参考图3至图6，在平地路段AB移动时，移动机器人的底盘通过驱动件驱动主动轮组件200使其紧贴地面移动，在障碍路段BC移动时，由于侧壁件230可相对于底盘本体100转动，第一主动轮210和第二主动轮220可相对的摆动，在第二主动轮220的推力下，第一主动轮210和从动轮组件300能够较容易地越过障碍物，随后移动机器人的底盘整体可在第一主动轮210与第二主动轮220的配合下攀上障碍物，完成越障。

值得一提的是，该移动机器人的底盘在移动过程中，第一主动轮210和第二主动轮220同向转动且第一主动轮210和第二主动轮220的轴线平行且轴距固定。如此设置，提高了移动机器人底盘结构的可靠性，降低了底盘的故障率。

在生产组装时，可先将第一主动轮210和第二主动轮220的转动轴插入至侧壁件230对应的插孔中，再将侧壁件230与驱动件驱动连接，然后将侧壁件230与底盘本体100通过铰接轴240进行铰接固定，以完成主动轮组件200与底盘本体100的组装，之后再将从动轮组件300通过卡接或螺纹连接等方式安装于底盘本体100的底部。如此，便完成了整个移动机器人的底盘组装。

在一实施例中，参考图3至图6，底盘还可包括悬挂件250，悬挂件250设于底盘本体100的两侧并与侧壁件230连接，悬挂件250用于限制主动轮组件200的转动角度。

需要说明的是，悬挂件250与侧壁件230配合能限定主动轮组件200的转动范围，以避免移动机器人在越障时其底盘本体100的底部与障碍物碰撞，从而提升了移动机器人的越障能力，同时也提高了移动机器人底盘的使用寿命。

进一步地，悬挂件250可为弹簧，当然也可采用其它具有一定弹性的物体等，此处不限。

在本实施例中，出于提高底盘的可靠性考虑，悬挂件250采用弹簧，弹簧的一端设于底盘本体100上，且位于主动轮组件200的上方，弹簧的另一端与侧壁件230连接。弹簧的轴线与侧壁件230形成夹角开口朝向底盘本体100前方的夹角，该夹角为锐角。

需要说明的是，当移动机器人在平地路段AB行走时，由于上述夹角为锐角设置，第二主动轮220可在悬挂件250的作用下接触地面，而第一主动轮210可处于悬空状态。如此设置，进一步地提升了移动机器人的越障能力，同时也减少了第一主动轮210的轮胎磨损程度，提高了其使用寿命。当然，通过合理地设置悬挂件250安装位置及角度等，在移动机器人在平地路段AB行走时，也可将第一主动轮210及第二主动轮220均接触地面，以加快移动速度。此外，通过适当的结构设计也可实现两种方式切换使用，此处，对第一主动轮210和第二主动轮220是否悬空不做限定。

下面将对该移动机器人的底盘的越障过程做详细介绍：

参考图3，移动机器人底盘在平地路段AB行走，将要接近一个呈圆弧台阶状的障碍路段BC。

参考图4，移动机器人底盘通过主动轮组件200的推力，并配合底盘本体100前端的导向结构和/或从动轮组件300的前方设有的导向斜坡结构将从动轮组件300推至台阶上，在此过程中，底盘本体100后仰，第一主动轮210处于悬空状态，依靠第二主动轮220的推力继续前进。其中，导向结构和导向斜坡结构在越障时起导向的作用，以保证从动轮组件300能够顺畅地被推上台阶。

参考图5，移动机器人底盘前进至第一主动轮210接触台阶的圆弧面(即障碍路段BC)，由于圆弧面和车轮切线倾角较大，并且表面很光滑，仅仅靠第一主动轮210是无法获得足够摩擦力攀越的，但是由于此时第二主动轮220摆动，并接触地面以继续对底盘本体100推动，所以仍有足够可靠的力将第一主动轮210推到台阶上。

在此过程中，移动机器人底盘主要依靠第一主动轮210的动力带动底盘本体100继续前进，直到第二主动轮220接触台阶，此时第二主动轮220也会在台阶的圆弧面上遇到压力不足，容易打滑的问题，但是依靠第一主动轮210的拉力，可以使得第二主动轮220被轻松地拉动，并爬上台阶上。在这个过程中，由于底盘本体100重心不再提升，第二主动轮220的上移会克服自身的重量和弹性元件的弹力，所以前进阻力是非常小的，通过第一主动轮210的拉力可以完成越障。

参考图6，此时，第二主动轮220也爬上了台阶，主动轮组件200已经完全越过障碍路段BC，到达障碍物上的平地路段AB。

值得注意的是，在移动机器人底盘越障的一瞬间，从动轮组件300可能会抬起，但是当第一主动轮210到达障碍物上表面的平地路段AB后，底盘本体100前端因受到重力会将从动轮组件300下压至地面且接触，之后第二主动轮220越过障碍物，此时整个装置已经处于同一水平面上，完全越过了障碍物(障碍路段BC)。

需要说明的是，第一主动轮210和第二主动轮220的大小和规格可以是完全一致的结构，也可以为第一主动轮210大、第二主动轮220小或者第二主动轮220大、第一主动轮210小，此处不做限定。只需保证在移动机器人底盘运行的时候，第一主动轮210及第二主动轮220接触地面时基本保持一致的旋转线速度，这样减少了第一主动轮210和第二主动轮220之间的能量内耗，能够提高零部件的使用寿命。

为了实现更好的越障能力，在一实施例中，弹簧的另一端与侧壁件230靠近第二主动轮220的一端连接，以使移动机器人的底盘在越障时侧壁件230相对底盘本体100转动角度适当，进而提升越过障碍物的效率。

当然，在一些实施例中，为了获得侧壁件230更加适当的可转动范围，以提升该移动机器人底盘的越障能力，侧壁件230远离第一延伸部231的一端可设有第二延伸部(图未示出)，弹簧的另一端与侧壁件230的第二延伸部连接。值得一提的是，第二延伸部也可与侧壁件230的本体平滑过渡一体成型，也可是分体式的组装结构等，此处不做限定。

在一实施例中，主要参考图2，该底盘还包括驱动组件400，驱动组件400安装于底盘本体100内，以用于驱动第一主动轮210与第二主动轮220同向转动。如此，增强了底盘移动的可靠性。

进一步地，为了达到一定的驱动力，进而提升该移动机器人的底盘越障能力，其驱动组件400包括电机及齿轮组，齿轮组的输入端与电机驱动连接，齿轮组的输出端与主动轮组件200连接。

在一实施例中，参考图7，底盘本体100两侧的主动轮组件200可呈对称设置，且从动轮组件300位于其对称线上；底盘的重心位于主动轮组件200与从动轮组件300之间的对称线上。

需要说明的是，由于上述移动机器人底盘的重心、主动轮组件200以及从动轮组件300的位置分布，使得移动机器人的底盘在平路上可绕底盘本体100的中心做原地转向的动作，使移动机器人的底盘能够被稳定的支撑，能够保证越障动作的顺畅，进而提升了其越障能力。

本实用新型还提出一种移动机器人，参考图7，该移动机器人包括底盘，该底盘的具体结构参照上述实施例，由于本实用新型提出的移动机器人包括上述底盘的所有实施例的所有方案，因此，至少具有与所述底盘相同的技术效果，此处不一一阐述。

需要说明的是，该移动机器人可以是扫地机器人或可执行其他任务的机器人等，此处不做限定。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种底盘，用于移动机器人，其特征在于，所述底盘包括：

底盘本体；

2.如权利要求1所述的底盘，其特征在于，所述底盘还包括悬挂件，所述悬挂件设于所述底盘本体的两侧并与所述侧壁件连接，所述悬挂件用于限制所述主动轮组件的转动角度。

3.如权利要求2所述的底盘，其特征在于，所述悬挂件为弹簧，所述弹簧的一端设于所述底盘本体上，且位于所述主动轮组件的上方，所述弹簧的另一端与所述侧壁件连接；

4.如权利要求3所述的底盘，其特征在于，所述弹簧的另一端与所述侧壁件靠近所述第二主动轮的一端连接。

5.如权利要求3所述的底盘，其特征在于，所述侧壁件远离所述第一延伸部的一端设有第二延伸部，所述弹簧的另一端与所述侧壁件的第二延伸部连接。

6.如权利要求1所述的底盘，其特征在于，所述底盘还包括驱动组件，所述驱动组件安装于所述底盘本体内，用于驱动所述第一主动轮与所述第二主动轮同向转动。

7.如权利要求6所述的底盘，其特征在于，所述驱动组件包括：

电机；

8.如权利要求1所述的底盘，其特征在于，所述底盘本体两侧的主动轮组件呈对称设置，且所述从动轮组件位于其对称线上；

9.一种移动机器人，其特征在于，所述移动机器人包括如权利要求1-8任一项所述的底盘。

10.如权利要求9所述的移动机器人，其特征在于，所述移动机器人为扫地机器人。