CN212401341U - 机器人底盘及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人底盘及机器人，机器人底盘包括底架、轮组、轮体驱动器、控制器以及调节组件，控制器能够通过调节组件调节及/或锁定轮体相对底架的偏转角度，可选择地将轮组切换至阿克曼模型、差速模型或全向模型。本实用新型提供的机器人底盘能够实现阿克曼转向、差速转向、全向转向三种转向方式，适用于复杂的转向场景，便于研究人员针对不同的转向模型进行研究；此外，本实用新型提供的机器人底盘实现了三种转向方式的转换，能够最大程度的共用机器人底盘中的各个部件，使得研发人员仅用一种机器人底盘即可研究三种转向方式，大幅度节省了研究成本。

Description

机器人底盘及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别是涉及一种机器人底盘及机器人。

背景技术

随着人工智能，机器人产业的兴起，越来越多的专家学者、研究人员投入到人工智能、机器人研究领域。具备自主移动能力的机器人是一大研究热点，市场对于机器人移动机器人底盘的需求越来越强。目前，机器人的机器人底盘主要有差速转向、阿克曼转向、全向转向等几种转向形式。不同的机器人底盘有不同的应用场景，仅仅具有一种转向方式的机器人底盘无法应用于复杂的运输场景；另外，对于研究人员而言，如果想研究三类机器人底盘的移动方式，需要购置三套机器人底盘，增加了研究成本。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种改进的机器人底盘及机器人。

本实用新型提供一种机器人底盘，包括底架、轮组、轮体驱动器以及控制器，所述轮组连接于所述底架，所述轮组的数量至少为两组，且每组所述轮组由两个所述轮体组成；所述轮体驱动器连接于所述轮体；所述控制器连接于所述轮体驱动器，且所述控制器能够控制所述轮体相对所述底架转动，并带动所述底架行进；所述机器人底盘还包括连接于所述控制器的调节组件，且所述调节组件连接于同组所述轮组中的两个所述轮体；所述轮体被配置为转动连接于所述底架，所述控制器能够通过所述调节组件调节及/或锁定所述轮体相对所述底架的偏转角度，可选择地将所述轮组切换至阿克曼模型、差速模型或全向模型。

本实用新型提供的机器人底盘能够实现阿克曼模型、差速模型、全向模型三种转向模型之间的相互切换，具有三种转向方式，适用于复杂的转向场景，便于研究人员针对不同的转向模型进行研究；此外，本实用新型提供的机器人底盘实现了三种转向方式的转换，能够最大程度的共用机器人底盘中的各个部件，使得研发人员仅用一种机器人底盘即可研究三种转向模型，大幅度节省了研究成本。

为了机器人底盘能够实现阿克曼转向，在本实用新型的一个实施方式中，所述调节组件包括调节驱动器以及连接于所述调节驱动器的拉杆机构，所述调节驱动器连接于所述控制器；所述控制器能够控制所述调节驱动器运转，并通过所述拉杆机构带动所述轮体偏转至预设角度上，以控制所述轮组切换至阿克曼模型。

如此设置，机器人底盘在拉杆机构的带动下，内侧轮的偏转角度略大于外侧轮的偏转角度，从而实现阿克曼转向。

为了能够实现差速转向或全向转向，在本实用新型的一个实施方式中，所述调节组件还包括锁死机构，所述锁死机构连接于所述拉杆机构并能够机械锁定所述拉杆机构的运动；所述控制器能够通过所述调节驱动器控制拉杆机构运动，并复位所述轮体至正向；所述控制器能够在所述拉杆机构处于锁定且所述轮体复位至正向的状态下，控制所述轮组切换至差速模型或全向模型。

如此设置，锁死机构能够对拉杆机构进行机械锁定，拉杆机构无法带动轮体相对于底架偏转，控制器通过轮体驱动器控制轮体的转速及/或转向，机器人底盘实现差速转向或全向转向。

在其中一个实施方式中，调节驱动器为电机，锁死机构为丝杠，所述拉杆机构包括转向拉杆，转向拉杆为三根，且两端的转向拉杆相对于中间的转向拉杆对称设置，丝杠中的滑块套设在中间的转向拉杆上，并能够在电机的驱动下沿中间的转向拉杆的轴向移动。

如此设置，将丝杠中的滑块固定后，中间的转向拉杆能够在电机的驱动下沿其自身的轴向移动，从而带动两端的转向拉杆运动，进而带动同组的两个轮体相对于底架同步偏转，以实现阿克曼转向运动。当机器人底盘切换为差速模型或全向模型时，控制器能够控制电机带动丝杠回到初始位置，从而带动同组的两个轮体回正，轮体回正后，控制器能够控制锁死机构进行机械自锁，此时轮体不能相对于底架偏转，控制器通过轮体驱动器控制轮体的转速及/或转向，来控制机器人底盘实现差速转向或者全向转向。

为了实现差速转向或全向转向，在本实用新型的一个实施方式中，所述控制器能够通过所述调节驱动器控制拉杆机构运动，并复位所述轮体至正向；且所述控制器能够通过所述调节驱动器锁定所述拉杆机构；所述控制器能够在所述拉杆机构处于锁定且所述轮体复位至正向的状态下，控制所述轮组切换至差速模型或全向模型。

如此设置，调节驱动器能够对拉杆机构进行抱死锁定，拉杆机构无法带动轮体相对于底架偏转，控制器通过轮体驱动器控制轮体的转速及/或转向，机器人底盘实现差速转向或全向转向。

在其中一个实施方式中，调节驱动器为刹车电机，刹车电机上设置有齿轮，所述拉杆机构包括转向拉杆，转向拉杆为三根，且两端的转向拉杆相对于中间的转向拉杆对称设置，中间的转向拉杆上设置有齿条，齿轮能够沿齿条移动。

如此设置，将刹车电机固定后，中间的转向拉杆能够齿轮与齿条的配合沿其自身的轴向移动，从而带动两端的转向拉杆运动，进而带动同组的两个轮体相对于底架同步偏转，以实现阿克曼转向运动。当机器人底盘切换为差速模型或全向模型时，控制器能够控制刹车电机带动中间的转向拉杆回到初始位置，从而带动同组的两个轮体回正，轮体回正后，控制器能够控制刹车电机刹车，此时轮体不能相对于底架偏转，控制器通过轮体驱动器控制轮体的转速及/或转向，来控制机器人底盘实现差速转向或者全向转向。

为了实现差速转向，在本实用新型的一个实施方式中，所述控制器通过所述轮体驱动器调节多个所述轮体之间的转速及/或转向，以实现所述机器人底盘在差速模型下转向。

如此设置，控制器通过控制轮体驱动器使得不同轮体具有不同的转速，使得内侧轮的速度小于外侧轮的速度；或者，内侧轮速度为零，外侧轮向前进方向转动；或者，内侧轮向后退方向转动，外侧轮向前进方向转动，控制精度高，能够实现原地转向。

为了实现全向转向，在本实用新型的一个实施方式中，所述轮体驱动器的数量为多个且所述轮体驱动器与所述轮体为一一对应的连接关系，所述控制器通过所述轮体驱动器控制每个所述轮体的转速及/或转向，以实现所述机器人底盘在全向模型下转向。

如此设置，每个轮体均通过一个单独的轮体驱动器进行驱动，以实现精准控制每个轮体的转向及转速，配合全向轮，即可将机器人底盘的转向方式调整为全向转向，操作简便，节省了研究经费。

在其中一个实施方式中，所述轮组为两组，每组所述轮组由两个轮体组成。

如此设置，能够组成一个四轮机器人，行驶稳定，能够较好地发挥各个转向模型的作用，提供精准的研究数据。

本实用新型还提供了一种机器人，包括机器人本体及机器人底盘，所述机器人本体连接于所述机器人底盘上的底架。

本实用新型提供的机器人具有阿克曼模型、差速模型、全向模型三种转向模型，能够实现三种转向方式，因此能够提供机器人在三种转向模型下较为精准的研究数据；并且本实用新型中机器人底盘的结构简单，对机器人本体的形状限制较小，便于多种型号机器人的研究。

附图说明

图1为本实用新型中机器人底盘切换至阿克曼模型时的结构示意图；

图2为本实用新型中机器人底盘中各组件的连接关系示意图；

图3为本实用新型中机器人底盘切换至差速模型时的结构示意图；

图4为本实用新型中机器人底盘切换至全向模型时的结构示意图；

图5为本实用新型中机器人底盘转向调节方法的示意图。

100、机器人底盘；10、底架；30、轮体驱动器；40、调节组件；11、横梁；12、纵梁；121、安装孔；21、轮体；210、转向节；211、传统轮；212、全向轮；41、调节驱动器；42、拉杆机构；43、锁死机构；421、转向拉杆；422、连接臂。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“连接于”另一个组件，它可以直接连接于另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“安装于”另一个组件，它可以是直接安装在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“铰接于”另一个组件，它可以是直接铰接在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，图1为本实用新型中机器人底盘100切换至阿克曼模型时的结构示意图；图2为本实用新型中机器人底盘100中各组件的连接关系示意图。

本实用新型提供一种机器人底盘100，用于支承、安装机器人本体，并实现机器人驱动、转向、制动等行驶过程。在本实用新型中，机器人底盘100用于支承机器人本体并应用于对机器人行走及转向的研究。可以理解，在其他实施方式中，机器人底盘100还可以应用于搬运机器人等实际服役的机器人。

本实用新型提供的机器人底盘100包括底架10、轮组、轮体驱动器30以及控制器，轮组连接于底架10，轮组的数量至少为两组，且每组所述轮组由两个轮体21组成；轮体驱动器30连接于轮体21；控制器连接于轮体驱动器30，且控制器能够控制轮体21相对底架10转动，并带动底架10行进。

底架10包括横梁11及纵梁12，纵梁12安装在横梁11上，且横梁11与纵梁12之间具有夹角；横梁11及纵梁12相互拼接，底架10用于承载车身；纵梁12通过螺纹件可拆卸安装于横梁11上，纵梁12上还开设有多个安装孔121，便于不同型号机器人本体的安装。在本实施方式中，横梁11与纵梁12均为金属材质，可以理解，横梁11与纵梁12也可以为塑料材质或其他材质，只要能够起到支承作用即可。同组的两个轮体21分别铰接于横梁11的两端，轮体21为全向轮212或传统轮211中的一者；控制器控制轮体驱动器30驱动轮体21转动，以实现机器人底盘100的行走、转向及制动。

具体而言，全向轮212可以是麦克纳姆轮，也可以是其他类型的全向轮212，只要能够具有左右平移的速度分量即可；传统轮211可以是轮胎车轮，其他类型的传统轮211，只要能够带动机器人底盘100前进后退即可。

以全向轮212为麦克纳姆轮为例，麦克纳姆轮的辊轮的轴线与轮毂的轴线之间具有夹角(一般为45度)，且麦克纳姆轮具有互为镜像关系的A轮及B轮(将能够向左前方、右后方运动的麦克纳姆轮记为A轮，能够向右前方、左后方运动的麦克纳姆轮记为B轮)；驱动器通过驱动轮毂使麦克纳姆轮转动，辊轮本身没有动力源，但辊轮使得麦克纳姆轮能够具有垂直于前进方向的速度分量。通过A轮与B轮的搭配使用，可以将向左的速度分量与向右的速度分量相互抵消，保留前进的速度分量或后退的速度分量，从而实现前进或后退；或者，可以将前进的速度分量与后退的速度分量相互抵消，保留向左的速度分量或向右的速度分量，从而实现向左平移或向右平移；或者，可以将前进的速度分量与后退的速度分量部分抵消，向左的速度分量与向右的速度分量部分抵消，从而实现向左前、左后、右前、右后等方向的移动。

在其中一个实施方式中，机器人底盘100为四轮机器人底盘100。在该实施方式中，横梁11及纵梁12均为两根，两根横梁11与两根纵梁12垂直设置，且两根横梁11与两根纵梁12拼合后形成“井”字形的车架。轮组包括四个轮体21，四个轮体21分别可拆卸安装于两根横梁11的两端。轮体驱动器30用于驱动轮体21转动，实现轮体21的正转、反转。轮体驱动器30为电机。

可以理解，只要不与本实用新型中的技术特征存在矛盾，机器人底盘100也可以是六轮、八轮甚至多轮，轮体驱动器30也可以是蓄电池、干电池等其他供电源，在此不一一列举。

机器人底盘100在转向时，由于内侧轮与外侧轮的路径长度不同，会造成实际转向方向与预期转向方向之间有偏差。为了减小该偏差，机器人底盘100具有阿克曼转向、差速转向、全向转向等转向形式，不同的转向形式具有不同的转向原理。

阿克曼转向的原理为，在机器人底盘100上设置转向拉杆，通过转向拉杆使内侧轮的转向角大于外侧轮的转向角，使得四个轮体21的转向中心大致重合，从而实现顺畅转弯。具体而言，在转向时，转向拉杆带动该横梁11两端的两个轮体21进行同步偏转，四个轮体21转向路径的圆心会大致交汇于一点并形成瞬时转向中心，瞬时转向中心位于与另外一根横梁11相连的两个轮体21轴心的延长线上，从而使得内侧轮的转向角比外侧轮的转向角大大约2度至4度，以实现顺畅的转弯。

差速转向的原理为，通过轮体驱动器30分别驱动安装在横梁11两端的两个轮体21，使得两个轮体21具有不同的速度，从而实现转向。具体而言，安装在横梁11两端的两个轮体21可以同时向前进方向转动，内侧轮的速度小于外侧轮的速度从而实差速转向；也可以内侧轮速度为零，外侧轮向前进方向转动，从而实现差速转向；还可以是内侧轮向后退方向转动，外侧轮向前进方向转动，从而实现差速转向。

全向转向的原理为，通过控制全向轮212的转向及/或转速实现全向转向。由于速度是矢量，能够分解成平行于前进方向的速度分量以及垂直于前进方向的速度分量。具体而言，全向轮212一般包括轮毂及多个设置在轮毂外周的辊轮，轮毂用于提供平行于前进方向的速度分量，即前进的速度和后退的速度，轮毂上的辊轮用于提供垂直于前进方向的速度分量，即左右移动的速度分量。

不同的机器人底盘有不同的应用场景，差速转向的主要特点是可以原地转向，结构简单；阿克曼转向的机器人底盘与现有的真实乘用车辆模型一致，可较好的模拟乘用车辆；全向转向具备全向能力，灵活多变。然而，仅仅具有一种转向方式的机器人底盘无法应用于复杂的运输场景；另外，对于研究人员而言，如果想研究三类机器人底盘的移动方式，只能购置三套机器人底盘，增加了研究成本。

为了克服上述困难，本实用新型提供的机器人底盘100还包括连接于控制器的调节组件40，且调节组件40连接于同组轮组中的两个轮体21；轮体21被配置为转动连接于底架10，控制器能够通过调节组件40调节及/或锁定轮体21相对底架10的偏转角度，可选择地将轮组切换至阿克曼模型、差速模型或全向模型。

机器人底盘100的工作原理为：当预设的转向方式为全向转向时，轮体21为全向轮212，控制器控制调节组件40将轮体21回正并锁定，并控制轮体驱动器30驱动轮体21转向及/或转速，以切换至全向模型；当预设的转向方式为阿克曼转向时，轮体21为传统轮211，控制器控制调节组件40调节轮体21相对于底架10的偏转角度，控制器控制轮体驱动器30驱动轮体21转动，以切换至阿克曼模型；当预设的转向方式为差速转向时，轮体21为传统轮211，控制器控制调节组件40将轮体21回正并锁定，并控制轮体驱动器30驱动同组的两个轮体21具有速度差，以切换至差速模型。

本实用新型提供的机器人底盘100能够实现阿克曼模型、差速模型、全向模型三种转向模型之间的相互切换，具有三种转向方式，适用于复杂的转向场景，便于研究人员针对不同的转向模型进行研究；此外，本实用新型提供的机器人底盘100实现了三种转向方式的转换，能够最大程度的共用机器人底盘100中的各个部件，使得研发人员仅用一种机器人底盘100即可研究三种转向模型，大幅度节省了研究成本。

为了机器人底盘100能够实现阿克曼转向，在本实用新型的一个实施方式中，调节组件40包括调节驱动器41以及连接于调节驱动器41的拉杆机构42，调节驱动器41连接于控制器；控制器能够控制调节驱动器41运转，并通过拉杆机构42带动轮体21偏转至预设角度上，以控制轮组切换至阿克曼模型。

如此设置，机器人底盘100在拉杆机构42的带动下，内侧轮与外侧轮能够同步偏转，且内侧轮的偏转角度略大于外侧轮的偏转角度，从而实现阿克曼转向。

在其中一个实施方式中，轮体21还包括转向节210，拉杆机构42包括转向拉杆421以及连接臂422；同组的两个轮体21通过两个转向节210分别铰接于横梁11的两端，转向拉杆421连接于调节驱动器41，转向拉杆421的两端分别与两根连接臂422铰接，两根连接臂422分别固定连接于两个转向节210；调节驱动器41能够驱动转向拉杆421运动，并通过连接臂422带动转向节210运动，从而带动同组的两个轮体21相对于底架10同步转动，以实现阿克曼转向。

可以理解，转向拉杆421可以为一根，也可以为多根，只要能够实现阿克曼转向即可。举例来说，转向拉杆421为三根，三根转向拉杆421之间相互铰接，且两端的转向拉杆421相对于中间的转向拉杆421对称设置；中间的转向拉杆421平行于横梁11，并且在调节驱动器41的带动下能够沿平行于横梁11的方向往复移动。

进一步的，轮体驱动器30的个数可以大于或等于轮体21的个数相同，且每个轮体21由一个轮体驱动器30驱动；轮体驱动器30的个数也可以仅有两个，实现前轮驱动、后轮从动，或者前轮从动、后轮驱动。

具体而言，轮组包括四个轮体21，在阿克曼转向的转向方式下，轮体驱动器30的数量为多个且轮体驱动器30与轮体21为一一对应的连接关系，以实现多轮驱动的阿克曼转向；或者，轮组包括四个轮体21，分别为两个前轮及两个后轮，轮体驱动器30为两个，两个轮体驱动器30分别驱动两个前轮转动，以实现前轮驱动的阿克曼转向；或者，轮组包括四个轮体21，分别为两个前轮及两个后轮，轮体驱动器30为两个，两个轮体驱动器30分别驱动两个后轮转动，以实现后轮驱动的阿克曼转向。如此设置，能够根据不同测试需求，选择不同的驱动模式，使用场景更加多样，研究模拟时的准确率更高。在其他实施方式中，轮组中也可以包括六个、八个甚至更多个轮体21，只要能够实现阿克曼转向即可。

请一并参阅图3及图4，图3为本实用新型中机器人底盘100进行差速转向时的结构示意图；图4为本实用新型中机器人底盘100进行全向转向时的结构示意图。

为了能够实现差速转向或全向转向，在本实用新型的一个实施方式中，调节组件40还包括锁死机构43，锁死机构43连接于拉杆机构42并能够机械锁定拉杆机构42的运动；控制器能够通过调节驱动器41控制拉杆机构42运动，并复位轮体21至正向；控制器能够在拉杆机构42处于锁定且轮体21复位至正向的状态下，控制轮组切换至差速模型或全向模型。

如此设置，锁死机构43能够对拉杆机构42进行机械锁定，拉杆机构42无法带动轮体21相对于底架10偏转，控制器通过轮体驱动器30控制轮体21的转速及/或转向，机器人底盘100实现差速转向或全向转向。

举例来说，调节驱动器41为电机，锁死机构43为丝杠，转向拉杆421为三根，且两端的转向拉杆421相对于中间的转向拉杆421对称设置，丝杠中的滑块套设在中间的转向拉杆421上，并能够在电机的驱动下沿中间的转向拉杆421的轴向移动。将丝杠中的滑块固定后，中间的转向拉杆421能够在电机的驱动下沿其自身的轴向移动，从而带动两端的转向拉杆421运动，进而带动同组的两个轮体21相对于底架10同步偏转，以实现阿克曼转向运动。当机器人底盘100切换为差速模型或全向模型时，控制器能够控制电机带动丝杠回到初始位置，从而带动同组的两个轮体21回正，轮体21回正后，控制器能够控制锁死机构43进行机械自锁，此时轮体21不能相对于底架10偏转，控制器通过轮体驱动器30控制轮体21的转速及/或转向，来控制机器人底盘100实现差速转向或者全向转向。

可以理解，锁死机构43还可以采用直线舵机等其他能够进行机械自锁的机构，在此不一一列举。

为了实现差速转向或全向转向，在本实用新型的一个实施方式中，控制器能够通过调节驱动器41控制拉杆机构42运动，并复位轮体21至正向；且控制器能够通过调节驱动器41锁定拉杆机构42；控制器能够在拉杆机构42处于锁定且轮体21复位至正向的状态下，控制轮组切换至差速模型或全向模型。

如此设置，调节驱动器41能够对拉杆机构42进行抱死锁定，拉杆机构42无法带动轮体21相对于底架10偏转，控制器通过轮体驱动器30控制轮体21的转速及/或转向，机器人底盘100实现差速转向或全向转向。

举例来说，调节驱动器41为刹车电机，刹车电机上设置有齿轮，转向拉杆421为三根，且两端的转向拉杆421相对于中间的转向拉杆421对称设置，中间的转向拉杆421上设置有齿条，齿轮能够沿齿条移动。将刹车电机固定后，中间的转向拉杆421能够齿轮与齿条的配合沿其自身的轴向移动，从而带动两端的转向拉杆421运动，进而带动同组的两个轮体21相对于底架10同步偏转，以实现阿克曼转向运动。当机器人底盘100切换为差速模型或全向模型时，控制器能够控制刹车电机带动中间的转向拉杆421回到初始位置，从而带动同组的两个轮体21回正，轮体21回正后，控制器能够控制刹车电机刹车，此时轮体21不能相对于底架10偏转，控制器通过轮体驱动器30控制轮体21的转速及/或转向，来控制机器人底盘100实现差速转向或者全向转向。

可以理解，调节驱动器41也可以采用其他能够通过刹车电机锁死的机构，还可以采用其他能够进行直线移动的机构配合电机及报闸机构实现锁死，在此不一一列举。

请再次参阅图3，为了实现差速转向，在本实用新型的一个实施方式中，控制器通过轮体驱动器30调节多个轮体21之间的转速及/或转向，以实现机器人底盘100在差速模型下转向。

如此设置，控制器通过控制轮体驱动器30使得不同轮体21具有不同的转速，使得内侧轮的速度小于外侧轮的速度；或者，内侧轮速度为零，外侧轮向前进方向转动；或者，内侧轮向后退方向转动，外侧轮向前进方向转动，控制精度高，能够实现原地转向。

可以理解的是，轮体驱动器30的个数可以大于或等于轮体21的个数相同，且每个轮体21由一个轮体驱动器30驱动；轮体驱动器30的个数也可以仅有两个，实现前轮驱动、后轮从动，或者前轮从动、后轮驱动。

具体而言，轮组包括四个轮体21，在差速模型的转向模式下，轮体驱动器30的数量为多个且轮体驱动器30与轮体21为一一对应的连接关系，以实现多轮驱动的差速转向；或者，轮组包括四个轮体21，分别为两个前轮及两个后轮，轮体驱动器30为两个，两个轮体驱动器30分别驱动两个前轮转动，以实现前轮驱动的差速转向；或者，轮组包括四个轮体21，分别为两个前轮及两个后轮，轮体驱动器30为两个，两个轮体驱动器30分别驱动两个后轮转动，以实现后轮驱动的差速转向。如此设置，能够根据不同测试需求，选择不同的驱动模式，使用场景更加多样，研究模拟时的准确率更高。在其他实施方式中，轮组中也可以包括六个、八个甚至更多个轮体21，只要能够实现差速转向即可。

请再次参阅图4，为了实现全向转向，在本实用新型的一个实施方式中，轮体驱动器30的数量为多个且每个轮体驱动器30对应连接一个轮体21，控制器通过轮体驱动器30控制每个轮体21的转速及/或转向，以实现机器人底盘100在全向模型下转向。

如此设置，每个轮体21均通过一个单独的轮体驱动器30进行驱动，以实现精准控制每个轮体21的转向及转速，配合全向轮212，即可将机器人底盘100切换至全向模型，转向方式切换至全向转向，操作简便，节省了研究经费。

在其中一个实施方式中，所述轮组为两组，每组所述轮组由两个轮体21组成。

如此设置，能够组成一个四轮机器人，行驶稳定，能够较好地发挥各个转向模型的作用，提供精准的研究数据。

本实用新型还提供了一种机器人，包括机器人本体及机器人底盘100，机器人本体连接于机器人底盘100上的底架10。

本实用新型提供的机器人具有阿克曼模型、差速模型、全向模型三种转向模型，能够实现三种转向方式，因此能够提供机器人在三种转向方式下较为精准的研究数据；并且本实用新型中机器人底盘100的结构简单，对机器人本体的形状限制较小，便于多种型号机器人的研究。

请一并参阅图5，图5为本实用新型中机器人底盘100转向调节方法的示意图。

本实用新型还提供了一种机器人底盘100的转向调节方法，方法应用于机器人底盘100上，机器人底盘100包括底架10、轮组、轮体驱动器30、控制器以及调节组件40，轮组连接于底架10，轮组的数量至少为两组，两组轮组中至少有一组轮组包括两个轮体21；轮体驱动器30连接于轮体21；控制器连接于轮体驱动器30以及调节组件40，调节组件40连接于同组轮组中的两个轮体21，轮体21被配置为转动连接于底架10；方法包括：

步骤S1、控制器根据预设的转向模型，控制调节组件40调节及/或锁定轮体21相对于底架10的偏转角度；

步骤S2、控制器通过轮体驱动器30调节轮体21的转速及/或转向，并控制机器人底盘100以预设的转向模型对应切换至阿克曼模型、差速模型或者全向模型。

本实用新型提供的机器人底盘100转向调节方法，能够实现阿克曼模型、差速模型、全向模型三种转向模型之间的相互切换，从而实现三种转向方式之前的切换，适用于多种运输场景，且能够为研究人员提供不同的转向模型，便于研究人员对不同转向模型进行研究，降低了研究成本。

为了使机器人底盘100从差速转向方式切换至阿克曼转向方式，在本实用新型的一个实施方式中，调节组件40包括调节驱动器41以及连接于调节驱动器41的拉杆机构42，调节驱动器41连接于控制器；

控制器根据预设的转向模型，控制调节组件40调节及/或锁定轮体21相对于底架10的偏转角度的步骤包括：预设的转向模型选择为阿克曼模型，控制器控制调节驱动器41解除对轮体21的锁定，并控制调节驱动器41带动拉杆机构42调节轮体21至预设偏转状态；

控制器通过轮体驱动器30调节轮体21的转速及/或转向，控制器控制机器人底盘100以预设的转向模型对应切换至阿克曼模型、差速模型或者全向模型的步骤包括：控制器通过轮体驱动器30调节处于预设偏转状态下的轮体21的转速，并控制机器人底盘100从差速模型切换至阿克曼模型。

如此设置，控制器控制调节驱动器41解除对轮体21的锁定后，控制调节驱动器41带动拉杆机构42，拉杆机构42带动轮体21相对于底架10偏转，即可实现差速模型至阿克曼模型的切换，从而实现差速转向方式至阿克曼转向方式的切换。

此时，轮体21为传统轮211，机器人底盘100的转向调节方法为：

步骤A1、预设的转向模型选择为阿克曼模型，控制器控制调节驱动器41解除对轮体21的锁定，并控制调节驱动器41带动拉杆机构42调节轮体21至预设偏转状态；

步骤A2、控制器通过轮体驱动器30调节处于预设偏转状态下的轮体21的转速，并控制机器人底盘100从差速模型切换至阿克曼模型。

为了使机器人底盘100从阿克曼转向方式切换至差速转向方式，在本实用新型的一个实施方式中，调节组件40包括调节驱动器41以及连接于调节驱动器41的拉杆机构42，调节驱动器41连接于控制器；

控制器根据预设的转向模型，控制调节组件40调节及/或锁定轮体21相对于底架10的偏转角度的步骤包括：预设的转向模型选择为差速模型，控制器控制调节驱动器41带动拉杆机构42调节轮体21回正并锁定；

控制器通过轮体驱动器30调节轮体21的转速及/或转向，并控制机器人底盘100以预设的转向模型对应进行阿克曼模型、差速模型或者全向模型的步骤包括：控制器通过轮体驱动器30调节处于回正并锁定状态下的轮体21的转速及/或转向，使得同组的两个轮体21具有速度差，并控制机器人底盘100从阿克曼模型切换至差速模型。

如此设置，控制器控制调节驱动器41带动拉杆机构42调节轮体21回正并锁定后，控制轮体驱动器30调节轮体21的转速及/或转向，使得同组的两个轮体21具有速度差，即可实现阿克曼模型至差速模型的切换，从而实现阿克曼转向方式至差速转向方式的切换。

此时，轮体21为传统轮211，机器人底盘100的转向调节方法为：

步骤B1、预设的转向模型选择为差速模型，控制器控制调节驱动器41带动拉杆机构42调节轮体21回正并锁定；

步骤B2、控制器通过轮体驱动器30调节处于回正并锁定状态下的轮体21的转速及/或转向，使得同组的两个轮体21具有速度差，并控制机器人底盘100从阿克曼模型切换至差速模型。

为了使机器人底盘100从全向转向方式切换至差速转向方式，在本实用新型的一个实施方式中，控制器根据预设的转向模型，控制调节组件40调节及/或锁定轮体21相对于底架10的偏转角度的步骤包括：预设的转向模型选择为差速模型，控制器控制调节组件40锁定轮体21；

控制器通过轮体驱动器30调节轮体21的转速及/或转向，并控制机器人底盘100以预设的转向模型对应进行阿克曼模型、差速模型或者全向模型的步骤包括：控制器通过轮体驱动器30调节处于锁定状态下的轮体21的转速及/或转向，使得同组的两个轮体21具有速度差，并控制机器人底盘100从全向模型切换至差速模型。

如此设置，控制器通过控制轮体驱动器30调节轮体21的转速及/或转向，使得同组的两个轮体21具有速度差，即可实现全向模型至差速模型的切换，从而实现全向转向方式至差速转向方式的切换。

此时，轮体21为传统轮211，机器人底盘100的转向调节方法为：

步骤C1、预设的转向模型选择为差速模型，控制器控制调节组件40锁定轮体21；

步骤C2、控制器通过轮体驱动器30调节处于锁定状态下的轮体21的转速及/或转向，使得同组的两个轮体21具有速度差，并控制机器人底盘100从全向模型切换至差速模型。

为了使机器人底盘100从差速转向方式切换至全向转向方式，在本实用新型的一个实施方式中，控制器根据预设的转向模型，控制调节组件40调节及/或锁定轮体21相对于底架10的偏转角度的步骤包括：预设的转向模型选择为全向模型，控制器控制调节组件40锁定轮体21；

控制器通过轮体驱动器30调节轮体21的转速及/或转向，并控制机器人底盘100以预设的转向模型对应切换至阿克曼模型、差速模型或者全向模型的步骤包括：控制器通过轮体驱动器30调节处于锁定状态下的轮体21的转速及/或转向，并控制机器人底盘100从差速模型切换至全向模型。

如此设置，控制器通过控制轮体驱动器30调节轮体21的转速及/或转向，即可实现差速模型至全向模型的切换，从而实现差速转向方式至全向转向方式的切换。

此时，轮体21为全向轮212，机器人底盘100的转向调节方法为：

步骤D1、预设的转向模型选择为全向模型，控制器控制调节组件40锁定轮体21；

步骤D2、控制器通过轮体驱动器30调节处于锁定状态下的轮体21的转速及/或转向，并控制机器人底盘100从差速模型切换至全向模型。

为了使机器人底盘100从全向转向方式切换至阿克曼转向方式，在本实用新型的一个实施方式中，调节组件40包括调节驱动器41以及连接于调节驱动器41的拉杆机构42，调节驱动器41连接于控制器；

控制器根据预设的转向模型，控制调节组件40调节及/或锁定轮体21相对于底架10的偏转角度的步骤包括：预设的转向模型选择为阿克曼模型，控制器控制调节驱动器41解除对轮体21的锁定，并控制调节驱动器41带动拉杆机构42调节轮体21至预设偏转状态；

控制器通过轮体驱动器30调节轮体21的转速及/或转向，并控制机器人底盘100以预设的转向模型对应切换至阿克曼模型、差速模型或者全向模型的步骤包括：控制器通过轮体驱动器30调节处于预设偏转状态下的轮体21的转速，并控制机器人底盘100从全向模型切换至阿克曼模型。

如此设置，控制器控制调节驱动器41解除对轮体21的锁定后，控制调节驱动器41带动拉杆机构42，拉杆机构42带动轮体21相对于底架10偏转，即可实现全向模型至阿克曼模型的切换，从而实现全向转向方式至阿克曼转向方式的切换。

此时，轮体21为传统轮211，机器人底盘100的转向调节方法为：

步骤E1、预设的转向模型选择为阿克曼模型，控制器控制调节驱动器41解除对轮体21的锁定，并控制调节驱动器41带动拉杆机构42调节轮体21至预设偏转状态；

步骤E2、控制器通过轮体驱动器30调节处于预设偏转状态下的轮体21的转速，并控制机器人底盘100从全向模型切换至阿克曼模型。

为了使机器人底盘100从阿克曼转向方式切换至全向转向方式，在本实用新型的一个实施方式中，调节组件40包括调节驱动器41以及连接于调节驱动器41的拉杆机构42，调节驱动器41连接于控制器；

控制器根据预设的转向模型，控制调节组件40调节及/或锁定轮体21相对于底架10的偏转角度的步骤包括：预设的转向模型选择为全向模型，控制器控制调节驱动器41带动拉杆机构42调节轮体21回正并锁定；

控制器通过轮体驱动器30调节轮体21的转速及/或转向，并控制机器人底盘100以预设的转向模型对应进行阿克曼模型、差速模型或者全向模型的步骤包括：控制器通过轮体驱动器30调节处于回正并锁定状态下的轮体21的转速及/或转向，并控制机器人底盘100从阿克曼模型切换至全向模型。

如此设置，控制器控制调节驱动器41带动拉杆机构42调节轮体21回正并锁定，控制轮体驱动器30调节轮体21的转速及/或转向，即可实现阿克曼模型至全向模型的切换，从而实现阿克曼转向方式至全向转向方式的切换。

此时，轮体21为全向轮212，机器人底盘100的转向调节方法为：

步骤F1、预设的转向模型选择为全向模型，控制器控制调节驱动器41带动拉杆机构42调节轮体21回正并锁定；

步骤F2、控制器通过轮体驱动器30调节处于回正并锁定状态下的轮体21的转速及/或转向，并控制机器人底盘100从阿克曼模型切换至全向模型。

本实用新型提供的机器人底盘100转向调节方法，能够实现阿克曼模型、差速模型、全向模型三种转向模型之间的相互切换，从而实现三种转向方式之前的切换，适用于多种运输场景，且能够为研究人员提供不同的转向模型，便于研究人员对不同转向模型进行研究，降低了研究成本。

以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种机器人底盘，包括底架(10)、轮组、轮体驱动器(30)以及控制器，所述轮组连接于所述底架(10)，所述轮组的数量至少为两组，且每组所述轮组由两个所述轮体(21)组成；所述轮体驱动器(30)连接于所述轮体(21)；所述控制器连接于所述轮体驱动器(30)，且所述控制器能够控制所述轮体(21)相对所述底架(10)转动，并带动所述底架(10)行进；其特征在于，

所述机器人底盘(100)还包括连接于所述控制器的调节组件(40)，且所述调节组件(40)连接于同组所述轮组中的两个所述轮体(21)；所述轮体(21)被配置为转动连接于所述底架(10)，所述控制器能够通过所述调节组件(40)调节及/或锁定所述轮体(21)相对所述底架(10)的偏转角度，可选择地将所述轮组切换至阿克曼模型、差速模型或全向模型。

2.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于，所述调节组件(40)包括调节驱动器(41)以及连接于所述调节驱动器(41)的拉杆机构(42)，所述调节驱动器(41)连接于所述控制器；

所述控制器能够控制所述调节驱动器(41)运转，并通过所述拉杆机构(42)带动所述轮体(21)偏转至预设角度上，以控制所述轮组切换至阿克曼模型。

3.根据权利要求2所述的机器人底盘，其特征在于，所述调节组件(40)还包括锁死机构(43)，所述锁死机构(43)连接于所述拉杆机构(42)并能够机械锁定所述拉杆机构(42)的运动；所述控制器能够通过所述调节驱动器(41)控制拉杆机构(42)运动，并复位所述轮体(21)至正向；

所述控制器能够在所述拉杆机构(42)处于锁定且所述轮体(21)复位至正向的状态下，控制所述轮组切换至差速模型或全向模型。

4.根据权利要求3所述的机器人底盘，其特征在于，所述调节驱动器(41)为电机，所述锁死机构(43)为丝杠，所述拉杆机构(42)包括转向拉杆(421)，所述转向拉杆(421)为三根，且两端的所述转向拉杆(421)相对于中间的所述转向拉杆(421)对称设置，所述丝杠中的滑块套设在中间的所述转向拉杆(421)上，并能够在所述电机的驱动下沿中间的所述转向拉杆(421)的轴向移动。

5.根据权利要求2所述的机器人底盘，其特征在于，所述控制器能够通过所述调节驱动器(41)控制拉杆机构(42)运动，并复位所述轮体(21)至正向；且所述控制器能够通过所述调节驱动器(41)锁定所述拉杆机构(42)；

所述控制器能够在所述拉杆机构(42)处于锁定且所述轮体(21)复位至正向的状态下，控制所述轮组切换至差速模型或全向模型。

6.根据权利要求5所述的机器人底盘，其特征在于，所述调节驱动器(41)为刹车电机，所述刹车电机上设置有齿轮，所述拉杆机构(42)包括转向拉杆(421)，所述转向拉杆(421)为三根，且两端的所述转向拉杆(421)相对于中间的转向拉杆(421)对称设置，中间的所述转向拉杆(421)上设置有齿条，所述齿轮能够沿所述齿条移动。

7.根据权利要求3或5所述的机器人底盘，其特征在于，所述控制器通过所述轮体驱动器(30)调节多个所述轮体(21)之间的转速及/或转向，以实现所述机器人底盘(100)在差速模型下转向。

8.根据权利要求3或5所述的机器人底盘，其特征在于，所述轮体驱动器(30)的数量为多个且所述轮体驱动器(30)与所述轮体(21)为一一对应的连接关系，所述控制器通过所述轮体驱动器(30)控制每个所述轮体(21)的转速及/或转向，以实现所述机器人底盘(100)在全向模型下转向。

9.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于，所述轮组为两组，每组所述轮组由两个轮体(21)组成。

10.一种机器人，其特征在于，包括机器人本体及权利要求1至9任意一项所述的机器人底盘(100)，所述机器人本体连接于所述底架(10)。

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