CN213168344U - 一种机器人底盘 - Google Patents

Abstract

一种机器人底盘，包括底板，底板上部设置有副减震架，副减震架上设置有减震结构，副减震架通过减震结构连接有一体式驱动轮；减震结构包括扭力梁、弹簧减震筒和刀臂，两个刀臂分别设置在扭力梁的两端，两个刀臂的上端均通过弹簧减震筒与副减震架连接，两个刀臂内侧设置有瓦特连杆并通过瓦特连杆相连；具有稳定性高的优点，扭力梁和瓦特连杆的组合通过保证机器人底盘在水平面上的稳定性，同时设置减震机构，保证机器人底盘在垂直方向上的稳定性，使得此机器人底盘在垂直和水平方向上均保证行走稳定性。

Description

一种机器人底盘

技术领域：

本实用新型涉及可穿戴设备技术领域，更具体地说是一种机器人底盘。

背景技术：

人工智能已经成为这个时代的音符，尤其是机器人，可以代替人做一些工作，大大提高了生产效率，节约生产成本。目前，机器人的普及程度越来越高，比如在餐饮酒店、快递等领域都有广泛使用。机器人主要有底盘和躯干两部分组成，其中底盘包括底板和驱动轮，底板上设有减震机构，驱动轮为电驱动一体式轮，与驱动轮配合的还有若干个辅助轮，保持底板在一个平面并具有一定稳定性作用。在机器人行走时，机器人在转向时会产生一个侧倾力，速度越高这个作用力就越强，影响机器人的行走稳定性。

发明内容：

为解决上述问题，克服现有技术的不足，本实用新型提供了稳定性高的机器人底盘。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种机器人底盘，包括底板，底板上部设置有副减震架，副减震架上设置有减震结构，副减震架通过减震结构连接有一体式驱动轮；

减震结构包括扭力梁、弹簧减震筒和刀臂，两个刀臂分别设置在扭力梁的两端，两个刀臂的上端均通过弹簧减震筒与副减震架连接，两个刀臂内侧设置有瓦特连杆并通过瓦特连杆相连。

进一步的，副减震架包括第一支柱、第二支柱、第三支柱和第四支柱，第一支柱、第二支柱、第三支柱和第四支柱呈矩形阵列方式排布并固定设置在底板的上部，第三支柱和第四支柱之间设置有横梁并通过横梁固定连接。

进一步的，第一支柱、第二支柱、第三支柱和第四支柱互相平行，横梁与第三支柱和第四支柱均相互垂直。

进一步的，刀臂的中部设置有驱动轮轴，刀臂通过驱动轮轴与一体式驱动轮连接。

进一步的，两个刀臂上部均设置有减震筒下支点，副减震架包括第一支柱、第二支柱，第一支柱和第二支柱的上端均设置有减震筒上支点，弹簧减震筒的上端与减震筒上支点铰接，弹簧减震筒的下端与减震筒下支点铰接。

进一步的，两个刀臂的一端均设置有刀臂轴，两个刀臂分别通过刀臂轴与第一支柱和第二支柱的下端铰接。

进一步的，瓦特连杆包括第一连杆、第二连杆和摇臂，第一连杆和第二连杆分别与摇臂的两端铰接；两个刀臂的内侧均设置有连杆座，两个刀臂均通过连杆座与第一连杆和第二连杆的端部分别相连。

进一步的，副减震架包括横梁，瓦特连杆包括摇臂，摇臂的中部设置有摇臂轴，摇臂通过摇臂轴与横梁的中部以可转动的方式连接。

进一步的，底板下部设置有若干万向轮。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的机器人底盘具有稳定性高的优点，扭力梁和瓦特连杆的组合通过保证机器人底盘在水平面上的稳定性，同时设置减震机构，保证机器人底盘在垂直方向上的稳定性，使得此机器人底盘在垂直和水平方向上均保证行走稳定性。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是本实用新型的侧视结构示意图；

附图3是本实用新型的主视结构示意图；

附图4是本实用新型的极端状况结构示意图；

附图中：1、底板，2、一体式驱动轮，3、副减震架，31、第一支柱，32、第二支柱，33、第三支柱，34、第四支柱，35、横梁，41、扭力梁，42、弹簧减震筒，43、刀臂，44、瓦特连杆，411、弹性垫，431、驱动轮轴，432、刀臂轴，433、减震筒下支点，434、连杆座，435、减震筒上支点，441、第一连杆，442、第二连杆，443、摇臂，444、摇臂轴。

具体实施方式：

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图1～附图4，对本实用新型进行更加详细的描述。

本实用新型提供的机器人底盘，包括底板1，底板1上部设置有副减震架3，副减震架3上设置有减震结构，副减震架3通过减震结构连接有一体式驱动轮2；减震结构包括扭力梁41、弹簧减震筒42和刀臂43，两个刀臂43分别设置在扭力梁41的两端，两个刀臂43的上端均通过弹簧减震筒42与副减震架3连接，两个刀臂43内侧设置有瓦特连杆44并通过瓦特连杆44相连；副减震架3包括第一支柱31、第二支柱32、第三支柱33和第四支柱34，第一支柱31、第二支柱32、第三支柱33和第四支柱34呈矩形阵列方式排布并固定设置在底板1的上部，第三支柱33和第四支柱34之间设置有横梁35并通过横梁35固定连接；第一支柱31、第二支柱32、第三支柱33和第四支柱34互相平行，横梁35与第三支柱33和第四支柱34均相互垂直；刀臂43的中部设置有驱动轮轴431，刀臂43通过驱动轮轴431与一体式驱动轮2连接；两个刀臂43上部均设置有减震筒下支点433，副减震架3包括第一支柱31、第二支柱32，第一支柱31和第二支柱32的上端均设置有减震筒上支点435，弹簧减震筒42的上端与减震筒上支点435铰接，弹簧减震筒42的下端与减震筒下支点433铰接；两个刀臂43 的一端均设置有刀臂轴432，两个刀臂43分别通过刀臂轴432与第一支柱31和第二支柱32的下端铰接；瓦特连杆44包括第一连杆441、第二连杆442和摇臂 443，第一连杆441和第二连杆442分别与摇臂443的两端铰接；两个刀臂43 的内侧均设置有连杆座434，两个刀臂43均通过连杆座434与第一连杆441和第二连杆442的端部分别相连；副减震架3包括横梁35，瓦特连杆44包括摇臂443，摇臂443的中部设置有摇臂轴444，摇臂443通过摇臂轴444与横梁35的中部以可转动的方式连接；底板1下部设置有若干万向轮。

本实用新型的其中一种实施例如下：

主要包括底盘，设置在底盘上部的副减震架3，设置在底盘下部的2或4个导向轮；其中副减震架3的作用是安装减震机构，其中减震机构为实现技术效果的主要结构，包括扭力梁41、弹簧减震筒42、刀臂43和瓦特连杆44；

底盘为CNC切割方式制成的铝合金板结构，第一支柱31、第二支柱32、第三支柱33、第四支柱34、副减震架3、刀臂43和瓦特连杆44均为铝合金材质，其中副减震架3、第一支柱31、第二支柱32、第三支柱33、第四支柱34 和底板1之间均采用螺栓连接或焊接方式连接。底板1两侧设置两个一体式驱动轮2，其中导向轮均为万向轮，当设置2个导向轮时，将2个导向轮分别设置在底盘的首尾两端，与两个一体式驱动轮2形成菱形排布；当设置4个导向轮时，将4个导向轮分为2排分别设置在底盘的两侧，已到达更好的稳定性。

减震结构包括扭力梁41、弹簧减震筒42、刀臂43和瓦特连杆44，扭力梁 41设置在底盘的上方，其中刀臂43设置两个，两个刀臂43分别设置在扭力梁 41的两端，同时也位于底盘的两侧；两个刀臂43上部均设置有减震筒下支点 433，第一支柱31和第二支柱32的上端均设置有减震筒上支点435，弹簧减震筒42的上端与减震筒上支点435铰接，弹簧减震筒42的下端与减震筒下支点 433铰接，将两个刀臂43分别与第一支柱31和第二支柱32连接起来，在运动时刀臂43会产生垂直方向的移动，通过弹簧减震筒42将垂直方向的移动力消减吸收一部分已到达减震的效果；两个刀臂43的一端均设置有刀臂轴432，两个刀臂43分别通过刀臂轴432与第一支柱31和第二支柱32的下端铰接，与弹簧减震筒42配合，使得刀臂43与第一支柱31和第二支柱32连接并限制刀臂 43的移动范围，在遇到颠簸时，刀臂43会产生向上的运动趋势，便以刀臂轴 432为圆形形成沿圆弧进行运动的趋势，并且同时受到弹簧减震筒42的制约，将一部分力矩吸收，实现减震效果。

两个刀臂43内侧设置有瓦特连杆44并通过瓦特连杆44相连，瓦特连杆44 包括第一连杆441、第二连杆442和摇臂443，第一连杆441和第二连杆442分别与摇臂443的两端铰接；两个刀臂43的内侧均设置有连杆座434，两个刀臂 43均通过连杆座434与第一连杆441和第二连杆442的端部分别相连；副减震架3包括横梁35，摇臂443的中部设置有摇臂轴444，摇臂443通过摇臂轴444 与横臂的中部以可转动的方式连接。

直行或后退时，瓦特连杆44不起作用，当转向时，两个驱动轮就会产生一个侧向力，其随着转向角速度的增大而增加，这个侧向力会影响到机器人的稳定性。通过设置一个瓦特连杆44，平衡这一侧向力，就会使机器人在转弯过程中更加稳定。当右驱动轮产生一个侧向力时，右侧连杆就会受到一个反向的作用力，这个力在经过瓦特连杆44后会产生相反的力，这时左侧的连杆为左驱动轮提供一个相反的力来平衡侧向力。

刀臂43、弹簧减震筒42和相应的第一支柱31或第二支柱32形成三角形结构。为了方便描述，以其中一个实施例中的数据进行假设以说明：刀臂轴432 到减震筒上支点435的距离为r1，刀臂轴432到减震筒下支点433的距离为r2，其中r1＝r2，这样可以使减震筒更好的受力。r1与r2之间形成夹角a，a小于 90度。驱动轮轴431与底板1距离为h1，扭力梁41与底板1距离为h2，摇臂轴444与底板1距离为h3，h1小于h2，这样做的目的是使扭力梁41位于驱动轮轴431的上方，使得扭力梁41一直保持在底板1的上方。h2大于零，即扭力梁41位于底板1的上方。底板1为一体式结构，扭力梁41在底板1的上方，可以增加底板1以下的平整度和美观度。

在正常工作状态下，第一连杆441和第二连杆442只起推力作用，摇臂443 与横梁35之间的夹角为0～90度。

在极限工作情况下，比如机器人被抬起，这时扭力梁41会下移，瓦特连杆会对两个一体式驱动轮2产生拉力，弹簧减震筒42也会产生拉力，共同作用使扭力梁41高度h2仍大于零，不会与底板1接触。

在进一步的实施例中，底板1与扭力梁41之间设置弹性垫411，防止极端情况下与底板1硬碰触，造成损伤。

在进一步的实施例中，扭力梁41可设置为弓形结构，以避免在极限工作情况下扭力梁41与底盘1接触。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种机器人底盘，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)上部设置有副减震架(3)，所述副减震架(3)上设置有减震结构，所述副减震架(3)通过减震结构连接有一体式驱动轮(2)；

所述减震结构包括扭力梁(41)、弹簧减震筒(42)和刀臂(43)，两个所述刀臂(43)分别设置在扭力梁(41)的两端，两个所述刀臂(43)的上端均通过弹簧减震筒(42)与副减震架(3)连接，两个所述刀臂(43)内侧设置有瓦特连杆(44)并通过瓦特连杆(44)相连。

2.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于：所述副减震架(3)包括第一支柱(31)、第二支柱(32)、第三支柱(33)和第四支柱(34)，所述第一支柱(31)、第二支柱(32)、第三支柱(33)和第四支柱(34)呈矩形阵列方式排布并固定设置在底板(1)的上部，所述第三支柱(33)和第四支柱(34)之间设置有横梁(35)并通过横梁(35)固定连接。

3.根据权利要求2所述的机器人底盘，其特征在于：所述第一支柱(31)、第二支柱(32)、第三支柱(33)和第四支柱(34)互相平行，所述横梁(35)与第三支柱(33)和第四支柱(34)均相互垂直。

4.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于：所述刀臂(43)的中部设置有驱动轮轴(431)，所述刀臂(43)通过驱动轮轴(431)与一体式驱动轮(2)连接。

5.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于：两个所述刀臂(43)上部均设置有减震筒下支点(433)，所述副减震架(3)包括第一支柱(31)、第二支柱(32)，所述第一支柱(31)和第二支柱(32)的上端均设置有减震筒上支点(435)，所述弹簧减震筒(42)的上端与减震筒上支点(435)铰接，所述弹簧减震筒(42)的下端与减震筒下支点(433)铰接。

6.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于：两个所述刀臂(43)的一端均设置有刀臂轴(432)，两个所述刀臂(43)分别通过刀臂轴(432)与第一支柱(31)和第二支柱(32)的下端铰接。

7.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于：所述瓦特连杆(44)包括第一连杆(441)、第二连杆(442)和摇臂(443)，所述第一连杆(441)和第二连杆(442)分别与摇臂(443)的两端铰接；两个所述刀臂(43)的内侧均设置有连杆座(434)，两个所述刀臂(43)均通过连杆座(434)与第一连杆(441)和第二连杆(442)的端部分别相连。

8.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于：所述副减震架(3)包括横梁(35)，所述瓦特连杆(44)包括摇臂(443)，所述摇臂(443)的中部设置有摇臂轴(444)，所述摇臂(443)通过摇臂轴(444)与横梁(35)的中部以可转动的方式连接。

9.根据权利要求1所述的机器人底盘，其特征在于：所述底板(1)下部设置有若干万向轮。

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