CN212685778U - 一种全自动巡检机器人底盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全自动巡检机器人底盘，特别涉及一种可提供精准定位、自主导航、高可靠性以及具有防跌落、防碰撞、自动导航、自主充电的移动机器人的底盘装置，这种底盘装置适用于IDC机房设备与环境监测的全天候巡检机器人，包括驱动轮、底盘护罩、防撞条、底盘壳、前护板、红外接收器、超声波雷达、电池后盖、上安装壳、跌落触发器、行走轮护壳、跌落控制板、驱动板、动力电池、激光雷达、驱动电机安装板、电池定位座、防撞条驱动、温湿度传感器和充电触点。本实用新型提供了一种巡检机器人全自动避障与导航的底盘装置，能够实现机器人的自动导航与避障。本实用新型机构设计简单，安装便捷，工作可靠，效果明显。

Description

一种全自动巡检机器人底盘

技术领域

本实用新型涉及一种全自动巡检机器人的运动底盘装置，特别涉及一种可提供精准定位、高可靠性以及具有防跌落、防碰撞、自动导航、自主充电的移动机器人的底盘装置，属于移动巡检机器人领域。

背景技术

随着互联网行业的快速发展，运维中心及运维服务器的应用越来越广泛。为保证机房内服务器的正常运作，及时地发现设备缺陷或隐患，往往需要机房运维人员定时或不定时地对机房内的设备进行检查，并对仪器仪表设备进行手工抄录，工作量大，而且受环境、人员素质等因素影响，容易造成检测数据不准确，使得巡视效率及质量达不到预期效果。针对人工巡检效率质量低的问题，利用全智能巡检机器人替代人工对机房环境及设备进行检查，不仅可以高效率地完成任务，而且还可提高运维中心的竞争力。

利用全智能巡检机器人进行机房环境24小时的全方位、定时或不定时巡检，稳定的底盘是确保机器人正常巡检的关键。为保证巡检机器人能在狭小的机房过道内巡检服务器、动力柜等，通常采用全向驱动零转弯半径的麦克纳姆。为了防止机器人在自动导航工作时，出现碰撞机柜或台阶跌落的问题，需要设计防碰撞和防跌落的功能，以增强机器人的适应性。同时为了实现机器人长时间自主巡检，自动充电功能是一种必不可少的环节。因此要实现IDC机房设备与环境的全天候巡检，需要设计一种全自动巡检机器人的运动底盘装置，以满足巡检机器人的自主巡检的要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种全自动巡检机器人底盘，可解决巡检机器人在自主巡检时碰撞机柜及遇到台阶时出现跌落摔坏设备的问题，还可解决机器人自动充电难的问题，以及当麦克纳姆驱动的巡检机器人采用普通联轴器，在前进、横移或转弯等运动时所发生的麦克纳姆轮脱落问题，还能实现机器人的自动导航，本实用新型机构设计简单，安装便捷，工作可靠，效果明显。

本实用新型的解决方案，如下：

一种全自动巡检机器人底盘，包括驱动轮、底盘护罩、防撞条、底盘壳、前护板、红外接收器、超声波雷达、电池后盖、上安装壳、跌落触发器、行走轮护壳、跌落控制板、驱动板、动力电池、激光雷达、驱动电机安装板、电池定位座、防撞条驱动板、温湿度传感器和充电触点，所述的驱动轮固定在驱动电机安装板的四个角上，底盘护罩通过紧固螺栓固定在驱动电机安装板上，防撞条周向的安装在底盘护罩上，用于机器人碰到障碍物的感知，行走轮护壳通过螺栓锁紧固定在底盘护罩上，跌落触发器分别安装在每个驱动轮的前方和外侧面，驱动轮两个方向安装的跌落触发器能够有效的避免机器人遇到台阶时机器人跌落事故，底盘壳通过内部安装支架安装在驱动电机安装板上，前护板通过固定螺丝从底盘护罩的底部将前护板固定在底盘护罩上，红外接收器用于与充电桩的红外发射器相配合，完成自动充电时的精准定位，超声波雷达周向分布在底盘壳的四周边，用于机器人四周障碍物的探测，电池后盖设置在底盘壳后侧，通过卡扣固定在底盘壳上，通过电池后盖开合可完成动力电池的手动充电或更换动力电池，上安装壳通过螺丝锁紧固定在底盘壳上，跌落控制板设置在底盘护罩的内部，驱动板通过安装铜柱固定在驱动电机安装板上，激光雷达通过激光雷达安装座固定在驱动电机安装板上，动力电池通过固定在驱动电机安装板后端的电池定位座进行固定，防撞条驱动板固定在底盘壳上，温湿度传感器设置在底盘护罩的中间位置，用于IDC机房内温湿度环境质量的检测，充电触点设置在底盘护罩的后侧中间位置处，可与充电桩的触点相配合，实现动力电池的自动充电。

进一步地，所述的驱动轮，包括驱动电机、减速器、联轴器、轴承安装座、连接法兰盘、麦克纳姆轮和驱动轮连接轴，其特征在于：所述的驱动电机与减速器相连，减速器通过减速器安装座采用紧固螺钉固定在驱动电机安装板上，联轴器用于连接减速器的输出轴和驱动轮连接轴，将电机运动传递给麦克纳姆轮，轴承安装座设置在联轴器的一侧，用于支撑驱动轮连接轴，连接法兰盘设置在驱动轮连接轴和麦克纳姆轮之间，其中驱动轮连接轴通过紧固螺钉固定在连接法兰盘内孔面上，麦克纳姆轮通过螺栓固定在连接法兰盘的外端面上。

进一步地，所述的减速器的输出轴上方设有减速器输出轴键头和减速器输出轴键槽，上述的减速器输出轴键头宽度的选择范围为5-10mm，减速器输出轴键头的高度为5mm。

进一步地，所述的联轴器上方设有电机端卡槽、连接轴卡槽和联轴器梯形台，上述的减速器输出轴键头与电机端卡槽留有一定间隙，防止减速器卡死，且减速器输出轴键头与电机端卡槽之间的间隙大于联轴器与驱动轮连接轴之间的间隙，上述的联轴器梯形台设在联轴器的左右两端，防止转动面与静止面相碰撞。

进一步地，所述的联轴器分为上下两块，采用紧固螺钉锁紧固定。

进一步地，所述的驱动轮连接轴上方设有连接轴键槽和连接轴键头，上述的连接轴键头的宽度的选择范围为5-10mm，连接轴键槽的高度为5mm。

进一步地，所述的前护板与底盘壳之间留有一定的间隙用于激光雷达信号的输出。

进一步地，所述的防撞条设置4条且周向的安装在底盘护罩上，当机器人碰撞到障碍物且防撞条触发时，机器人仅能向相反的方向运动，才能解除碰撞方向的运动。

进一步地，所述的电池后盖，包括为电池外盖板、锁紧卡扣、电池内盖板和电池定位销，电池内盖板通过螺钉固定在电池外盖板上，锁紧卡扣安装在电池外盖板上，电池定位销设置在电池内盖板上，锁紧卡扣与电池定位销相互配合使电池后盖固定在底盘壳上。

进一步地，所述的电池后盖后端设有超声波雷达，在超声波雷达下方设有一个动力电池的手动充电接口。

附图说明

图1为本实用新型的总装图。

图2为本实用新型的爆炸结构图。

图3为本实用新型的内部结构示意图。

图4为本实用新型的底部结构示意图。

图5为本实用新型底盘驱动安装示意图。

图6为本实用新型底盘驱动部分的剖视图。

图7为图6A处的局部放大图。

图中所示，1为驱动轮，2为底盘护罩，3为防撞条，4为底盘壳，5为前护板，6为红外接收器，7为超声波雷达，8为电池后盖，9为上安装壳，10为跌落触发器，11为行走轮护壳，12为跌落控制板，13为驱动板，14为动力电池，15为激光雷达，16为驱动电机安装板，17为电池定位座，18为防撞条驱动板，19为温湿度传感器，20为充电触点。

其中，驱动轮1包括：1-1为驱动电机，1-2为减速器，1-2-1为减速器输出轴键头，1-2-2为减速器输出轴键槽，1-3为联轴器，1-3-1为电机端卡槽，1-3-2为连接轴卡槽，1-3-3为联轴器梯形台，1-4为轴承安装座，1-5为连接法兰盘，1-6为麦克纳姆轮，1-7为驱动轮连接轴，1-7-1为连接轴键槽，1-7-2为连接轴键头。

其中，电池后盖8包括：8-1为电池外盖板，8-2为锁紧卡扣，8-3为电池内盖板，8-4为电池定位销。

具体实施方式

实施例1

参照附图1至附图7，一种全自动巡检机器人底盘，包括驱动轮1、底盘护罩2、防撞条3、底盘壳4、前护板5、红外接收器6、超声波雷达7、电池后盖8、上安装壳9、跌落触发器10、行走轮护壳11、跌落控制板12、驱动板13、动力电池14、激光雷达15、驱动电机安装板16、电池定位座17、防撞条驱动板18、温湿度传感器19和充电触点20，所述的驱动轮1固定在驱动电机安装板16的四个角上，底盘护罩2通过紧固螺栓固定在驱动电机安装板16上，防撞条3周向的安装在底盘护罩2上，用于机器人碰到障碍物的感知，行走轮护壳11通过螺栓锁紧固定在底盘护罩2上，跌落触发器10分别安装在每个驱动轮1的前方和外侧面，驱动轮1两个方向安装的跌落触发器10能够有效的避免机器人遇到台阶时机器人跌落事故，底盘壳4通过内部安装支架安装在驱动电机安装板16上，前护板5通过固定螺丝从底盘护罩2的底部将前护板5固定在底盘护罩2上，红外接收器6用于与充电桩的红外发射器相配合，完成自动充电时的精准定位，超声波雷达7周向分布在底盘壳4的四周边，用于机器人四周障碍物的探测，电池后盖8设置在底盘壳4后侧，通过卡扣固定在底盘壳4上，通过电池后盖8开合可完成动力电池14的手动充电或更换动力电池14，上安装壳9通过螺丝锁紧固定在底盘壳4上，跌落控制板12设置在底盘护罩2的内部，驱动板13通过安装铜柱固定在驱动电机安装板16上，激光雷达15通过激光雷达安装座固定在驱动电机安装板16上，动力电池14通过固定在驱动电机安装板16后端的电池定位座17进行固定，防撞条驱动板18固定在底盘壳4上，温湿度传感器19设置在底盘护罩2的中间位置，用于IDC机房内温湿度环境质量的检测，充电触点20设置在底盘护罩2的后侧中间位置处，可与充电桩的触点相配合，实现动力电池14的自动充电。

实施例2

本实施例与实施例1区别在于，所述的驱动轮1，包括驱动电机1-1、减速器1-2、联轴器1-3、轴承安装座1-4、连接法兰盘1-5、麦克纳姆轮1-6和驱动轮连接轴1-7，其特征在于：所述的驱动电机1-1与减速器1-2相连，减速器1-2通过减速器安装座采用紧固螺钉固定在驱动电机安装板16上，联轴器1-3用于连接减速器1-2的输出轴和驱动轮连接轴1-7，将电机运动传递给麦克纳姆轮1-6，轴承安装座1-4设置在联轴器1-3的一侧，用于支撑驱动轮连接轴1-7，连接法兰盘1-5设置在驱动轮连接轴1-7和麦克纳姆轮1-6之间，其中驱动轮连接轴1-7通过紧固螺钉固定在连接法兰盘1-5内孔面上，麦克纳姆轮1-6通过螺栓固定在连接法兰盘1-5的外端面上。

实施例3

本实施例与实施例2区别在于，所述的减速器1-2的输出轴上方设有减速器输出轴键头1-2-1和减速器输出轴键槽1-2-2，上述的减速器输出轴键头1-2-1宽度的选择范围为5-10mm，减速器输出轴键头1-2-1的高度为5mm。

实施例4

本实施例与实施例2区别在于，所述的联轴器1-3上方设有电机端卡槽1-3-1、连接轴卡槽1-3-2和联轴器梯形台1-3-3，上述的减速器输出轴键头1-2-1与电机端卡槽1-3-1留有一定间隙，防止减速器1-2卡死，且减速器输出轴键头1-2-1与电机端卡槽1-3-1之间的间隙大于联轴器1-3与驱动轮连接轴1-7之间的间隙，上述的联轴器梯形台1-3-3设在联轴器1-3的左右两端，防止转动面与静止面相碰撞。

实施例5

本实施例与实施例2区别在于，所述的联轴器1-3分为上下两块，采用紧固螺钉锁紧固定。

实施例6

本实施例与实施例2区别在于，所述的驱动轮连接轴1-7上方设有连接轴键槽1-7-1和连接轴键头1-7-2，上述的连接轴键头1-7-2的宽度的选择范围为5-10mm，连接轴键槽1-7-1的高度为5mm。

实施例7

本实施例与实施例1区别在于，所述的前护板5与底盘壳4之间留有一定的间隙用于激光雷达15信号的输出。

实施例8

本实施例与实施例1区别在于，所述的防撞条3设置4条且周向的安装在底盘护罩2上，当机器人碰撞到障碍物且防撞条3触发时，机器人仅能向相反的方向运动，才能解除碰撞方向的运动。

实施例9

本实施例与实施例1区别在于，所述的电池后盖8，包括为电池外盖板8-1、锁紧卡扣8-2、电池内盖板8-3和电池定位销8-4，电池内盖板8-3通过螺钉固定在电池外盖板8-1上，锁紧卡扣8-2安装在电池外盖板8-1上，电池定位销8-4设置在电池内盖板8-3上，锁紧卡扣8-2与电池定位销8-4相互配合使电池后盖8固定在底盘壳4上。

实施例10

本实施例与实施例1区别在于，所述的电池后盖8后端设有超声波雷达7，在超声波雷达7下方设有一个动力电池14的手动充电接口。

上述实施例仅为本实用新型的较佳的实例而已，并非是对本实用新型实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，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权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全自动巡检机器人底盘，其特征在于：包括驱动轮(1)、底盘护罩(2)、防撞条(3)、底盘壳(4)、前护板(5)、红外接收器(6)、超声波雷达(7)、电池后盖(8)、上安装壳(9)、跌落触发器(10)、行走轮护壳(11)、跌落控制板(12)、驱动板(13)、动力电池(14)、激光雷达(15)、驱动电机安装板(16)、电池定位座(17)、防撞条驱动板(18)、温湿度传感器(19)和充电触点(20)，所述的驱动轮(1)固定在驱动电机安装板(16)的四个角上，底盘护罩(2)通过紧固螺栓固定在驱动电机安装板(16)上，防撞条(3)周向的安装在底盘护罩(2)上，用于机器人碰到障碍物的感知，行走轮护壳(11)通过螺栓锁紧固定在底盘护罩(2)上，跌落触发器(10)分别安装在每个驱动轮(1)的前方和外侧面，驱动轮(1)两个方向安装的跌落触发器(10)能够有效的避免机器人遇到台阶时机器人跌落事故，底盘壳(4)通过内部安装支架安装在驱动电机安装板(16)上，前护板(5)通过固定螺丝从底盘护罩(2)的底部将前护板(5)固定在底盘护罩(2)上，红外接收器(6)用于与充电桩的红外发射器相配合，完成自动充电时的精准定位，超声波雷达(7)周向分布在底盘壳(4)的四周边，用于机器人四周障碍物的探测，电池后盖(8)设置在底盘壳(4)后侧，通过卡扣固定在底盘壳(4)上，通过电池后盖(8)开合可完成动力电池(14)的手动充电或更换动力电池(14)，上安装壳(9)通过螺丝锁紧固定在底盘壳(4)上，跌落控制板(12)设置在底盘护罩(2)的内部，驱动板(13)通过安装铜柱固定在驱动电机安装板(16)上，激光雷达(15)通过激光雷达安装座固定在驱动电机安装板(16)上，动力电池(14)通过固定在驱动电机安装板(16)后端的电池定位座(17)进行固定，防撞条驱动板(18)固定在底盘壳(4)上，温湿度传感器(19)设置在底盘护罩(2)的中间位置，用于IDC机房内温湿度环境质量的检测，充电触点(20)设置在底盘护罩(2)的后侧中间位置处，能与充电桩的触点相配合，实现动力电池(14)的自动充电。

2.根据权利要求1所述的全自动巡检机器人底盘，其特征在于：所述的驱动轮(1)，包括驱动电机(1-1)、减速器(1-2)、联轴器(1-3)、轴承安装座(1-4)、连接法兰盘(1-5)、麦克纳姆轮(1-6)和驱动轮连接轴(1-7)，所述的驱动电机(1-1)与减速器(1-2)相连，减速器(1-2)通过减速器安装座采用紧固螺钉固定在驱动电机安装板(16)上，联轴器(1-3)用于连接减速器(1-2)的输出轴和驱动轮连接轴(1-7)，将电机运动传递给麦克纳姆轮(1-6)，轴承安装座(1-4)设置在联轴器(1-3)的一侧，用于支撑驱动轮连接轴(1-7)，连接法兰盘(1-5)设置在驱动轮连接轴(1-7)和麦克纳姆轮(1-6)之间，其中驱动轮连接轴(1-7)通过紧固螺钉固定在连接法兰盘(1-5)内孔面上，麦克纳姆轮(1-6)通过螺栓固定在连接法兰盘(1-5)的外端面上。

3.根据权利要求2所述的全自动巡检机器人底盘，其特征在于：所述的减速器(1-2)的输出轴上方设有减速器输出轴键头(1-2-1)和减速器输出轴键槽(1-2-2)，上述的减速器输出轴键头(1-2-1)宽度的选择范围为5-10mm，减速器输出轴键头(1-2-1)的高度为5mm。

4.根据权利要求3所述的全自动巡检机器人底盘，其特征在于：所述的联轴器(1-3)上方设有电机端卡槽(1-3-1)、连接轴卡槽(1-3-2)和联轴器梯形台(1-3-3)，上述的减速器输出轴键头(1-2-1)与电机端卡槽(1-3-1)留有一定间隙，防止减速器(1-2)卡死，且减速器输出轴键头(1-2-1)与电机端卡槽(1-3-1)之间的间隙大于联轴器(1-3)与驱动轮连接轴(1-7)之间的间隙，上述的联轴器梯形台(1-3-3)设在联轴器(1-3)的左右两端，防止转动面与静止面相碰撞。

5.根据权利要求2所述的全自动巡检机器人底盘，其特征在于：所述的联轴器(1-3)分为上下两块，采用紧固螺钉锁紧固定。

6.根据权利要求2所述的全自动巡检机器人底盘，其特征在于：所述的驱动轮连接轴(1-7)上方设有连接轴键槽(1-7-1)和连接轴键头(1-7-2)，上述的连接轴键头(1-7-2)的宽度的选择范围为5-10mm，连接轴键槽(1-7-1)的高度为5mm。

7.根据权利要求1所述的全自动巡检机器人底盘，其特征在于：所述的前护板(5)与底盘壳(4)之间留有一定的间隙用于激光雷达(15)信号的输出。

8.根据权利要求1所述的全自动巡检机器人底盘，其特征在于：所述的防撞条(3)设置4条且周向的安装在底盘护罩(2)上，当机器人碰撞到障碍物且防撞条(3)触发时，机器人仅能向相反的方向运动，才能解除碰撞方向的运动。

9.根据权利要求1所述的全自动巡检机器人底盘，其特征在于：所述的电池后盖(8)，包括为电池外盖板(8-1)、锁紧卡扣(8-2)、电池内盖板(8-3)和电池定位销(8-4)，电池内盖板(8-3)通过螺钉固定在电池外盖板(8-1)上，锁紧卡扣(8-2)安装在电池外盖板(8-1)上，电池定位销(8-4)设置在电池内盖板(8-3)上，锁紧卡扣(8-2)与电池定位销(8-4)相互配合使电池后盖(8)固定在底盘壳(4)上。

10.根据权利要求1所述的全自动巡检机器人底盘，其特征在于：所述的电池后盖(8)后端设有超声波雷达(7)，在超声波雷达(7)下方设有一个动力电池(14)的手动充电接口。

Images