CN212737667U - 具有换向传动悬架的底盘及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有换向传动悬架的底盘及机器人，包括：基部、驱动轮组和第一万向轮组和第二万向轮组，所述驱动轮组、所述第一万向轮组和所述第二万向轮组均设置于所述基部，所述驱动轮组设置于所述第一万向轮组和所述第二万向轮组之间，所述驱动轮组包括两个相对设置的驱动轮组件，所述第一万向轮组包括两个相对设置的第一万向轮组件。根据本实用新型提供的具有换向传动悬架的底盘及机器人，产生了叠加减振的效果。

Description

具有换向传动悬架的底盘及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种具有换向传动悬架的底盘及机器人。

背景技术

移动机器人已逐步应用于大众服务场景中，例如餐厅、酒店、写字楼能室内场景。实际环境中，机器人移动的室内地面并非完全平整的，地面上可能会存在障碍，例如高于地面的坎。现有技术中，机器人在过坎时会受到来自坎的冲击，使机器人具有倾倒的风险。

实用新型内容

本实用新型有鉴于上述的现有状况而完成的，其目的在于提供一种具有换向传动悬架的底盘及机器人，可显著提升机器人过坎的抗冲击力及平稳性。

为了实现上述目的，本实用新型实施方式提供如下技术方案：

本实用新型提供一种具有换向传动悬架的底盘，包括：

基部、驱动轮组和第一万向轮组和第二万向轮组，所述驱动轮组、所述第一万向轮组和所述第二万向轮组均设置于所述基部，所述驱动轮组设置于所述第一万向轮组和所述第二万向轮组之间，所述驱动轮组包括两个相对设置的驱动轮组件，所述第一万向轮组包括两个相对设置的第一万向轮组件；

所述驱动轮组件包括第一摆动件、弹性减振器、第一固定部以及驱动轮，所述第一万向轮组件包括第一摆臂、第二摆臂、第二摆动件、第二固定部以及第一万向轮，所述第一摆动件铰接所述第一固定部于第一铰接位置，所述第一摆动件铰接所述弹性减振器于第二铰接位置，所述弹性减振器铰接所述第一摆臂于第三铰接位置，所述第一摆臂铰接所述第二固定部于第四铰接位置，所述第一摆臂铰接所述第二摆臂于第五铰接位置，所述第二摆动件铰接所述第二固定部于第六铰接位置，所述第二摆动件铰接所述第二摆臂于第七铰接位置，所述第一万向轮设置于所述第二摆动件；

所述驱动轮具有伸出于所述驱动轮的连接段，所述驱动轮可相对于所述连接段旋转，所述连接段固定于所述第一铰接位置和所述第二铰接位置之间，所述第一固定部和所述第二固定部均设置于所述基部；

其中，在所述底盘的前进方向上，所述基部上从前向后依次设置第一铰接位置、第二铰接位置、第四铰接位置、第五铰接位置和第七铰接位置，所述第六铰接位置设置于所述第七铰接位置之前，所述第四铰接位置设置于所述第三铰接位置和所述第五铰接位置之间，所述第三铰接位置、所述第四铰接位置、所述第五铰接位置相对于所述基部的设置位置高于所述第六铰接位置。

在这种情况下，第一摆动件的第一铰接位置的位置在驱动轮的前面，即第驱动轮以第一铰接位置为圆心在移动过程中进行有限度地摆动，第二摆动件的第六铰接位置的位置在第一万向轮的前面，即第一万向轮以第六铰接位置为圆心在移动过程中进行有限度地摆动，过坎前，驱动轮受到弹性减振器向下的弹力与地面接触，过坎时，驱动轮在受到坎的水平方向的阻力的情况下围绕第一铰接位置摆动，并且与过坎前的驱动轮相对于第一铰接位置在水平方向上的位置相比，过坎时驱动轮相对于第一铰接位置的位置具有水平方向的向后的位移，减缓了过坎对底盘的冲击，有利于提升底盘的平稳性，同理，第一万向轮在过坎时也会有向后的位移，可有效缓解来自坎的冲击力，进而总体提升了底盘的移动平稳性。此外，第一万向轮通过第一摆臂、第二摆臂的铰接关系与第一摆动件实现联动，并且第一万向轮与驱动轮之间的传动关系，使驱动轮与第一万向轮对地压力形成一个相对稳定的比例关系，驱动轮对地压力能根据底盘载重量变化而变化，保证了底盘驱动轮随时都有一个较好的接地力。因而，这种联动方式总体产生了叠加减振的效果。

其中，所述第一铰接位置和所述第六铰接位置均贴近所述基部设置。

由此，尽可能地使得第一铰接位置和第六铰接位置更加靠近地面，有利于提升底盘过坎时的平顺性能。

其中，所述弹性减振器大体垂直于所述基部设置，并且，相对于所述基部，所述第三铰接位置的设置高度高于所述第二铰接位置的设置高度。

由此，驱动轮过坎的时候向上抬升，第一万向轮受第一摆臂、第二摆臂的联动，使第二摆动件向下压动第一万向轮向下移动，提升第一万向轮对地压力，以提升平稳性，并且在联动的情况下，第一万向轮相对于驱动轮的反馈更加及时，以防止第一万向轮悬空，提升了底盘过坎的平稳性。

其中，所述第二固定部垂直于所述基部设置，所述第四铰接位置靠近所述第二固定部的顶端设置，所述第六铰接位置靠近所述第二固定部的根部设置。

其中，所述基部具有贯通所述基部上下表面的开口，所述第一万向轮设置于所述开口中。

其中，所述第二摆动件包括横向延伸部，所述横向延伸部自所述第二摆动件向所述基部的中部方向延伸，所述横向延伸部设置于所述开口的上方，所述第一万向轮设置于所述横向延伸部。

由此，可使第一万向轮的设置位置位于开口内部。

其中，所述第二铰接位置设置于所述第一摆动件的端部，所述第三铰接位置和所述第五铰接位置分别设置于所述第一摆臂的两端。

由此，在满足受力关系的前提下，最大程度地叫较少了构件的尺寸，节省了材料。

其中，所述弹性减振器为可调压簧。

其中，所述第一固定部包括支撑部，所述支撑部用于支撑机器人的本体结构，所述驱动轮靠近所述第一固定部设置。

由此，机器人本体的重力可通过支撑部传递至基部，驱动轮靠近第一固定部设置，有利于将机器人的重心设置于驱动轮附近，以提升底盘的平稳性。

本实用新型还提供一种机器人，包括如上所述的具有换向传动悬架的底盘，还包括本体，所述本体固定于所述底盘。

根据本实用新型提供的具有换向传动悬架的底盘及机器人，第一摆动件的第一铰接位置的位置在驱动轮的前面，即第驱动轮以第一铰接位置为圆心在移动过程中进行有限度地摆动，第二摆动件的第六铰接位置的位置在第一万向轮的前面，即第一万向轮以第六铰接位置为圆心在移动过程中进行有限度地摆动，过坎前，驱动轮受到弹性减振器向下的弹力与地面接触，过坎时，驱动轮在受到坎的水平方向的阻力的情况下围绕第一铰接位置摆动，并且与过坎前的驱动轮相对于第一铰接位置在水平方向上的位置相比，过坎时驱动轮相对于第一铰接位置的位置具有水平方向的向后的位移，减缓了过坎对机器人的冲击，有利于提升机器人的平稳性，同理，第一万向轮在过坎时也会有向后的位移，可有效缓解来自坎的冲击力，进而总体提升了机器人的移动平稳性。此外，第一万向轮通过第一摆臂、第二摆臂的铰接关系与第一摆动件实现联动，并且第一万向轮与驱动轮之间的传动关系，使驱动轮与第一万向轮对地压力形成一个相对稳定的比例关系，驱动轮对地压力能根据机器人载重量变化而变化，保证了机器人驱动轮随时都有一个较好的接地力。因而，这种联动方式总体产生了叠加减振的效果。

附图说明

图1示出了本实用新型的实施方式所涉及的具有换向传动悬架的底盘的立体结构示意图；

图2示出了本实用新型的实施方式所涉及的具有换向传动悬架的底盘的驱动轮在过坎前的侧视示意图；

图3示出了本实用新型的实施方式所涉及的具有换向传动悬架的底盘的驱动轮过坎后的侧视示意图。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本实用新型的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

如图1所示，本实用新型提供一种具有换向传动悬架的底盘1，用于支撑机器人本体，并驱动机器人执行配送任务。

在本实施方式中，具有换向传动悬架的底盘1包括基部40、驱动轮组和第一万向轮组和第二万向轮组。所述驱动轮组、所述第一万向轮组和所述第二万向轮组均设置于所述基部40。所述驱动轮组设置于所述第一万向轮组和所述第二万向轮组之间。所述驱动轮组包括两个相对设置的驱动轮组件20，所述第一万向轮组包括两个相对设置的第一万向轮组件10。

进一步地，所述驱动轮组件20包括第一摆动件21、弹性减振器22、第一固定部23以及驱动轮24。所述第一万向轮组件10包括第一摆臂11、第二摆臂12、第二摆动件13、第二固定部14以及第一万向轮15。所述第一摆动件21铰接所述第一固定部23于第一铰接位置211。所述第一摆动件21铰接所述弹性减振器22于第二铰接位置212。所述弹性减振器22铰接所述第一摆臂11于第三铰接位置111。所述第一摆臂11铰接所述第二固定部14于第四铰接位置112。所述第一摆臂11铰接所述第二摆臂12于第五铰接位置113。所述第二摆动件13铰接所述第二固定部14于第六铰接位置131。所述第二摆动件13铰接所述第二摆臂12于第七铰接位置132。所述第一万向轮15设置于所述第二摆动件13。

进一步地，所述驱动轮24具有伸出于所述驱动轮24的连接段241。所述驱动轮24可相对于所述连接段241旋转。所述连接段241固定于所述第一铰接位置211和所述第二铰接位置212之间。所述第一固定部23和所述第二固定部14均设置于所述基部40。

进一步地，在所述底盘1的前进方向上，所述基部40上从前向后依次设置第一铰接位置211、第二铰接位置212、第四铰接位置112、第五铰接位置113和第七铰接位置132。所述第六铰接位置131设置于所述第七铰接位置132之前。所述第四铰接位置112设置于所述第三铰接位置111和所述第五铰接位置113之间。所述第三铰接位置111、所述第四铰接位置112、所述第五铰接位置113相对于所述基部40的设置位置高于所述第六铰接位置131。

在这种情况下，第一摆动件的第一铰接位置的位置在驱动轮的前面，即第驱动轮以第一铰接位置为圆心在移动过程中进行有限度地摆动，第二摆动件的第六铰接位置的位置在第一万向轮的前面，即第一万向轮以第六铰接位置为圆心在移动过程中进行有限度地摆动，过坎前，驱动轮受到弹性减振器向下的弹力与地面接触，过坎时，驱动轮在受到坎的水平方向的阻力的情况下围绕第一铰接位置摆动，并且与过坎前的驱动轮相对于第一铰接位置在水平方向上的位置相比，过坎时驱动轮相对于第一铰接位置的位置具有水平方向的向后的位移，减缓了过坎对底盘的冲击，有利于提升底盘的平稳性，同理，第一万向轮在过坎时也会有向后的位移，可有效缓解来自坎的冲击力，进而总体提升了底盘的移动平稳性。此外，第一万向轮通过第一摆臂、第二摆臂的铰接关系与第一摆动件实现联动，并且第一万向轮与驱动轮之间的传动关系，使驱动轮与第一万向轮对地压力形成一个相对稳定的比例关系，驱动轮对地压力能根据底盘载重量变化而变化，保证了底盘驱动轮随时都有一个较好的接地力。因而，这种联动方式总体产生了叠加减振的效果。

如图2和图3所示，驱动轮24过坎前，摆动件21与水平面的夹角呈负角度，驱动轮过坎时，摆动件21逆时针转动，使摆动件21与水平面的夹角大体接近零度。因此，与过坎前的驱动轮相对于第一铰接位置在水平方向上的位置相比，过坎时驱动轮相对于第一铰接位置的位置具有水平方向的向后的位移。

在本实施方式中，所述第一铰接位置211和所述第六铰接位置131均贴近所述基部40设置。由此，尽可能地使得第一铰接位置和第六铰接位置更加靠近地面，有利于提升底盘过坎时的平顺性能。

在本实施方式中，所述弹性减振器22大体垂直于所述基部40设置，并且，相对于所述基部40，所述第三铰接位置111的设置高度高于所述第二铰接位置212的设置高度。由此，驱动轮过坎的时候向上抬升，第一万向轮受第一摆臂、第二摆臂的联动，使第二摆动件向下压动第一万向轮向下移动，提升第一万向轮对地压力，以提升平稳性，并且在联动的情况下，第一万向轮相对于驱动轮的反馈更加及时，以防止第一万向轮悬空，提升了底盘过坎的平稳性。

在本实施方式中，所述第二固定部14垂直于所述基部40设置。所述第四铰接位置112靠近所述第二固定部14的顶端设置。所述第六铰接位置131靠近所述第二固定部14的根部设置。

在本实施方式中，所述基部40具有贯通所述基部40上下表面的开口41，所述第一万向轮15设置于所述开口41中。

在本实施方式中，所述第二摆动件13包括横向延伸部137。所述横向延伸部137自所述第二摆动件13向所述基部40的中部方向延伸。所述横向延伸部137设置于所述开口41的上方。所述第一万向轮15设置于所述横向延伸部137。由此，可使第一万向轮的设置位置位于开口内部。

在本实施方式中，所述第二铰接位置212设置于所述第一摆动件21的端部。所述第三铰接位置111和所述第五铰接位置113分别设置于所述第一摆臂11的两端。由此，在满足受力关系的前提下，最大程度地叫较少了构件的尺寸，节省了材料。

在本实施方式中，所述弹性减振器22为可调压簧。

在本实施方式中，所述第一固定部23包括支撑部231。所述支撑部231用于支撑机器人的本体结构。所述驱动轮24靠近所述第一固定部23设置。由此，机器人本体的重力可通过支撑部传递至基部，驱动轮靠近第一固定部设置，有利于将机器人的重心设置于驱动轮附近，以提升底盘的平稳性。

在一些示例中，支撑部231可以为凹槽。

在本实施方式中，第一摆动件21、第二摆动件13、第一摆臂11大体平行于基部40的表面设置。第一摆动件21、第二摆动件13、第一摆臂11均沿着底盘1的前进方向延伸设置。第一摆动件21大体呈长条状。第一摆臂11和第二摆臂12也可以大体呈长条状。

在本实施方式中，第二万向轮组可以包括至少一个第二万向轮组件30。第二万向轮组件30可以包括一对。

在本实施方式中，成对的驱动轮组件20、第一万向轮组件10、第二万向轮组件30均设置于基部40的两侧。

本实用新型实施方式还涉及一种机器人，包括如上所述的具有换向传动悬架的底盘1。关于具有换向传动悬架的底盘1的具体实施方式在此不做赘述。机器人还包括本体，所述本体固定于所述底盘。在这种情况下，第一摆动件的第一铰接位置的位置在驱动轮的前面，即第驱动轮以第一铰接位置为圆心在移动过程中进行有限度地摆动，第二摆动件的第六铰接位置的位置在第一万向轮的前面，即第一万向轮以第六铰接位置为圆心在移动过程中进行有限度地摆动，过坎前，驱动轮受到弹性减振器向下的弹力与地面接触，过坎时，驱动轮在受到坎的水平方向的阻力的情况下围绕第一铰接位置摆动，并且与过坎前的驱动轮相对于第一铰接位置在水平方向上的位置相比，过坎时驱动轮相对于第一铰接位置的位置具有水平方向的向后的位移，减缓了过坎对机器人的冲击，有利于提升机器人的平稳性，同理，第一万向轮在过坎时也会有向后的位移，可有效缓解来自坎的冲击力，进而总体提升了机器人的移动平稳性。此外，第一万向轮通过第一摆臂、第二摆臂的铰接关系与第一摆动件实现联动，并且第一万向轮与驱动轮之间的传动关系，使驱动轮与第一万向轮对地压力形成一个相对稳定的比例关系，驱动轮对地压力能根据机器人载重量变化而变化，保证了机器人驱动轮随时都有一个较好的接地力。因而，这种联动方式总体产生了叠加减振的效果。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同更换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有换向传动悬架的底盘，其特征在于，包括：

基部、驱动轮组和第一万向轮组和第二万向轮组，所述驱动轮组、所述第一万向轮组和所述第二万向轮组均设置于所述基部，所述驱动轮组设置于所述第一万向轮组和所述第二万向轮组之间，所述驱动轮组包括两个相对设置的驱动轮组件，所述第一万向轮组包括两个相对设置的第一万向轮组件；

所述驱动轮组件包括第一摆动件、弹性减振器、第一固定部以及驱动轮，所述第一万向轮组件包括第一摆臂、第二摆臂、第二摆动件、第二固定部以及第一万向轮，所述第一摆动件铰接所述第一固定部于第一铰接位置，所述第一摆动件铰接所述弹性减振器于第二铰接位置，所述弹性减振器铰接所述第一摆臂于第三铰接位置，所述第一摆臂铰接所述第二固定部于第四铰接位置，所述第一摆臂铰接所述第二摆臂于第五铰接位置，所述第二摆动件铰接所述第二固定部于第六铰接位置，所述第二摆动件铰接所述第二摆臂于第七铰接位置，所述第一万向轮设置于所述第二摆动件；

所述驱动轮具有伸出于所述驱动轮的连接段，所述驱动轮可相对于所述连接段旋转，所述连接段固定于所述第一铰接位置和所述第二铰接位置之间，所述第一固定部和所述第二固定部均设置于所述基部；

其中，在所述底盘的前进方向上，所述基部上从前向后依次设置第一铰接位置、第二铰接位置、第四铰接位置、第五铰接位置和第七铰接位置，所述第六铰接位置设置于所述第七铰接位置之前，所述第四铰接位置设置于所述第三铰接位置和所述第五铰接位置之间，所述第三铰接位置、所述第四铰接位置、所述第五铰接位置相对于所述基部的设置位置高于所述第六铰接位置。

2.如权利要求1所述的具有换向传动悬架的底盘，其特征在于，所述第一铰接位置和所述第六铰接位置均贴近所述基部设置。

3.如权利要求1所述的具有换向传动悬架的底盘，其特征在于，所述弹性减振器大体垂直于所述基部设置，并且，相对于所述基部，所述第三铰接位置的设置高度高于所述第二铰接位置的设置高度。

4.如权利要求1所述的具有换向传动悬架的底盘，其特征在于，所述第二固定部垂直于所述基部设置，所述第四铰接位置靠近所述第二固定部的顶端设置，所述第六铰接位置靠近所述第二固定部的根部设置。

5.如权利要求1所述的具有换向传动悬架的底盘，其特征在于，所述基部具有贯通所述基部上下表面的开口，所述第一万向轮设置于所述开口中。

6.如权利要求5所述的具有换向传动悬架的底盘，其特征在于，所述第二摆动件包括横向延伸部，所述横向延伸部自所述第二摆动件向所述基部的中部方向延伸，所述横向延伸部设置于所述开口的上方，所述第一万向轮设置于所述横向延伸部。

7.如权利要求1所述的具有换向传动悬架的底盘，其特征在于，所述第二铰接位置设置于所述第一摆动件的端部，所述第三铰接位置和所述第五铰接位置分别设置于所述第一摆臂的两端。

8.如权利要求1所述的具有换向传动悬架的底盘，其特征在于，所述弹性减振器为可调压簧。

9.如权利要求1所述的具有换向传动悬架的底盘，其特征在于，所述第一固定部包括支撑部，所述支撑部用于支撑机器人的本体结构，所述驱动轮靠近所述第一固定部设置。

10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的具有换向传动悬架的底盘，还包括本体，所述本体固定于所述底盘。

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