CN213352504U - 一种室外轮式移动机器人的移动底盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种室外轮式移动机器人的移动底盘，包括底部的第一、二纵管和顶部的第三、四纵管，第一、三纵管和第二、四纵管的后端分别通过第一立管连接，前端通过第二立管连接，构成左、右框架，两根第一立管通过第一横管连接，第一、二纵管的前端通过前连接板连接，中前部通过中连接板连接；左、右框架上分别设有侧封板，侧封板的前、后部分别设有前轴支撑板，前轴支撑板的外侧面上凸出设有轴套，第一、二纵管、第一横管和前连接板构成底部框架，底部框架底面固定有底部封板，第二立管的高度大于第三、四纵管的高度，构成前框架，前框架的前侧面上固定有前部封板。采用框架式结构减轻底盘的重量、降低生产成本，提高工作性能和使用寿命。

Description

一种室外轮式移动机器人的移动底盘

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种室外轮式移动机器人的移动底盘。

背景技术

随着计算机技术的发展,地面移动机器人广泛地应用在军事、民用、科学研究等各个领域。地面移动机器人按其工作环境可分为室外和室内两类，相较于室内移动机器人，室外移动机器人的应用范围更为广泛，应用前景也更加广阔，相对应的，由于室外环境及场地更为复杂，因此对室外移动机器人的性能提出了更高的要求。主要包括：适应能力、底盘重量以及GPS定位信号干扰等问题。

中国发明专利CN111421519A公开了一种用于移动机器人的室外用移动底盘，包括底盘本体、四只移动轮、四只减速电机、前悬架机构和后悬架机构；前悬架机构和后悬架机构为相同的悬架机构；每只减速电机驱动一只移动轮；悬架机构包括一对结构相同的减震调节悬架机构、中间支架和连接架；所述减震调节悬架机构包括减震器、摆杆机构和调节杆机构；一对减震调节悬架机构形成两个独立悬架机构。移动运行时，一对减震器用于根据不同的路面颠簸程度调节流体阻尼，以适应不同的路面环境；每个移动轮对应的独立悬架机构实现缓冲来自路面对移动轮的冲击，提高了室外用机身的抗震性。现有的室外移动机器人的移动底盘存在以下缺陷：

(1)底盘整体结构重量较大，需要进一步优化设计；

(2)驱动方式采用4个电机+减速机的形式，分为四个独立的驱动方式，成本高，底盘重量较大；

(3)底盘在移动行驶的过程中，移动轮容易缠到杂草，造成设备损坏，降低使用寿命。

有鉴于此，急需对现的室外移动机器人的移动底盘进行改进，以便于减轻底盘的重量、降低生产成本，提高工作性能、提高使用寿命。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的室外移动机器人的移动底盘整体结构重量较大，驱动方式采用4个电机+减速机的形式，分为四个独立的驱动方式，成本高，底盘重量较大；且底盘在移动行驶的过程中，移动轮容易缠到杂草，造成设备损坏，降低使用寿命的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种室外轮式移动机器人的移动底盘，采用框架式结构，所述移动底盘包括布置在底部左、右两侧的第一纵管和第二纵管，所述第一纵管的上方设有第三纵管，所述第二纵管的上方设有第四纵管，所述第一纵管、第三纵管和第二纵管、第四纵管的后端分别通过第一立管连接固定，前端则分别通过第二立管连接固定，左右两根所述第一立管的下端通过第一横管连接固定，所述第一纵管和第二纵管的前端通过前连接板连接固定，中前部通过中连接板连接固定；

所述第一纵管、第三纵管和第二纵管、第四纵管通过所述第一立管、第二立管连接构成所述移动底盘的左、右两侧的左、右框架，所述左、右框架上分别设有侧封板，所述侧封板的前部和后部分别设有前轴支撑板，所述前轴支撑板的外侧面上凸出设有轴套；

所述第一纵管、第二纵管、第一横管和前连接板构成底部框架，所述底部框架的底面上固定有底部封板，两根所述第二立管的高度大于所述第三纵管和第四纵管的高度，构成前框架，所述前框架的前侧面上固定有前部封板。

上述方案中，所述前连接板与中连接板之间的左、右部分别设有第一连接板，所述中连接板与第二横管之间左、右部分别设有第二连接板，左、右两根第二横管之间设有第三连接板。

上述方案中，所述移动底盘内设有：

驱动装置，设置在所述移动底盘内部的前端的左、右两侧，用于驱动室外轮式移动机器人的驱动轮；

电源装置，可抽拉的设置在所述移动底盘的后端，与所述驱动装置的后端抵接，用于向所述驱动装置供电。

上述方案中，左驱动装置和右驱动装置的结构相同，包括驱动电机和减速器，所述减速器的驱动轴与前驱动轮连接，用以驱动所述前驱动轮转动，所述驱动轴上固定设有前同步带轮，所述后驱动轮的轮轴上固定设有后同步带轮，所述前同步带轮与所述后同步带轮上环套有同步带，通过同步带使得所述前驱动轮与后驱动轮同步转动。

上述方案中，所述前同步带轮与所述后同步带轮之间设有支撑轮，所述支撑轮抵靠在所述同步带的内表面上，所述支撑轮的轮轴通过调整装置转动设置在左框架的支撑轮支架上。

上述方案中，所述前连接板、第一连接板、中连接板和所述第一纵管、第二纵管的前部构成用于放置所述减速器的支撑平台，所述支撑平台上固定有减速器支座，所述减速器固定在所述减速器支座的内侧面上，所述驱动电机固定在所述减速器的后端，所述驱动电机的后端固定在所述第三连接板上。

上述方案中，所述前轴支撑板和所述减速器支座上分别设有同轴设置的轴孔，用于安装前驱动轮的轮轴和所述减速器的输出轴。

上述方案中，所述移动底盘的后端设有后盖组件，所述后盖组件包括后盖板，所述后盖板上设有开口，所述开口处设有可转动开关的后门，所述电源装置从所述后门处拉出。

上述方案中，所述驱动电机的后端设有与所述电源装置的后端面抵接的第一橡胶件，所述后门的背面上设有与所述电源装置前端面抵接的第二橡胶件。

上述方案中，所述移动底盘的前端设有防撞装置和声光报警装置。

与现有技术相比，本实用新型，移动底盘采用框架式结构，包括布置在底部左、右两侧的第一纵管和第二纵管，第一纵管的上方设有第三纵管，第二纵管的上方设有第四纵管，第一纵管、第三纵管和第二纵管、第四纵管的后端分别通过第一立管连接固定，前端则分别通过第二立管连接固定，左右两根第一立管的下端通过第一横管连接固定，第一纵管和第二纵管的前端通过前连接板连接固定，中前部通过中连接板连接固定；第一纵管、第三纵管和第二纵管、第四纵管通过第一立管、第二立管连接构成移动底盘的左、右两侧的左、右框架，左、右框架上分别设有侧封板，侧封板的前部和后部分别设有前轴支撑板，前轴支撑板的外侧面上凸出设有轴套，第一纵管、第二纵管、第一横管和前连接板构成底部框架，底部框架的底面上固定有底部封板，两根第二立管的高度大于第三纵管和第四纵管的高度，构成前框架，前框架的前侧面上固定有前部封板。减轻底盘的重量、降低生产成本，提高工作性能、提高使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型中室外轮式移动机器人的结构图；

图2为本实用新型中室外轮式移动机器人的移动底盘的内部结构图；

图3为本实用新型中室外轮式移动机器人的移动底盘的结构示意图；

图4为本实用新型中后盖组件的前视图；

图5为本实用新型中后盖组件的后视图；

图6为本实用新型中室外轮式移动机器人的移动底盘框架的示意图；

图7为本实用新型中驱动装置的结构示意图；

图8为本实用新型中电源装置的结构示意图；

图9为本实用新型中调整装置的结构示意图.

其中，图1至图9中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

110移动底盘，120顶盖，130后盖组件，140防撞装置，左驱动装置160，右驱动装置170，电源装置180，190声光报警装置，131后盖板，132后门,133，134运行开关，135机身插头，136第一指示灯，137第二指示灯，138第三指示灯，139拉手开关，左前驱动轮151，左后驱动轮152，右前驱动轮153，右后驱动轮154，161驱动电机，162减速器，163前同步带轮，164后同步带轮，165同步带，166支撑轮，167调整装置，168支撑轮支架，181滑动平台，182平台滑轨，183第一凹槽，184第二凹槽，185抽拉把手，186滑道，201第一橡胶件，第二橡胶件202，314控制器插头，1101第一纵管，1102第二纵管，1103第三纵管，1104第四纵管，1105第一立管，1106第二立管，1107第一横管，1108第二横管，1109前连接板，1110中连接板，1111底部封板，1112前部封板，1113侧封板，1117前轴支撑板，1118轴套，1119减速器支座，1391拉手，1392锁轴，1393锁舌，1394微动开关，1671滑块，1672定距管,1675卡簧,1678调整螺栓，1677调整垫片。

具体实施方式

本实用新型提供了一种室外轮式移动机器人的移动底盘，能够减轻底盘的重量、降低生产成本，提高工作性能、提高使用寿命。下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做出详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的室外轮式移动机器人的移动底盘110，左、右两侧分别设有左前驱动轮151、左后驱动轮152、右前驱动轮153和右后驱动轮154。

如图3和图6所示，移动底盘110采用框架式结构，顶部设有顶盖120，移动底盘110包括布置在底部左、右两侧的第一纵管1101和第二纵管1102，第一纵管1101的上方设有第三纵管1103，第二纵管1102的上方设有第四纵管1104，第一纵管1101、第三纵管1103和第二纵管1102、第四纵管1104的后端分别通过第一立管1105连接固定，前端则分别通过第二立管1106连接固定，左右两根第一立管1105的下端通过第一横管1107连接固定，第一纵管1101和第二纵管1102的中后部通过第二横管1108连接固定，第一纵管1101和第二纵管1102的前端通过前连接板1109连接固定，前连接板1109由钢板弯折成开口向下的槽钢形状。第一纵管1101和第二纵管1102的中前部还通过中连接板1110连接固定。

第一纵管1101、第二纵管1102、第一横管1107和前连接板1109构成底部框架，底面上固定有底部封板1111。

两根第二立管1106的高度大于第三纵管1103和第四纵管1104的高度，构成前框架，其前侧面上固定有前部封板1112，

第一纵管1101、第三纵管1103和第二纵管1102、第四纵管1104通过第一立管1105、第二立管1106连接构成通过移动底盘110的左、右两侧的左、右框架，左、右框架上分别设有侧封板1113，其侧封板的前部和后部分别设有前轴支撑板1117，前轴支撑板1117的外侧面上凸出设有轴套1118，用于防止杂草卷入到前轮的轴承内。

前连接板1109与中连接板1110之间的左、右部分别设有第一连接板1114，中连接板1110与第二横管1108之间左、右部分别设有第二连接板1115，左、右两根第二横管1108之间设有第三连接板1116。

如图2所示，移动底盘110内部的前端的左、右两侧分别设有用于驱动右前驱动轮153、右后驱动轮154的右驱动装置170，用于驱动左前驱动轮151和左后驱动轮152的左驱动装置160，左驱动装置160和右驱动装置170结构相同，由设置在移动底盘110内部的电源装置180供电。

电源装置180可抽拉的设置在移动底盘110的后端，与左驱动装置160和右驱动装置170的后端抵接，用于向左驱动装置160和右驱动装置170供电。

左驱动装置160和右驱动装置170结构相同，下面以左驱动装置160为例加以说明。

如图7所示，左驱动装置160包括驱动电机161和减速器162，减速器162的驱动轴与左前驱动轮151连接，用以驱动左前驱动轮151转动，驱动轴上固定设有前同步带轮163，左后驱动轮152的轮轴上固定设有后同步带轮164，前同步带轮163与后同步带轮164上环套有同步带165，通过同步带165使得左后驱动轮152与左前驱动轮151同步转动。

前同步带轮163与后同步带轮164之间设有支撑轮166，支撑轮166抵靠在同步带165的内表面上，用于使同步带165保持涨紧。支撑轮166的轮轴通过调整装置167转动设置在左框架上的支撑轮支架168上，并可上下、左右移动，以调整支撑轮166的位置。

前连接板1109、第一连接板1114、中连接板1110朝向第一纵管1101和第二纵管1102的一侧分别构成减速器支架的支撑平台，其上固定有减速器支座1119。减速器162固定在减速器支座1119的内侧面上，驱动电机161固定在减速器162的后端，驱动电机161的后端固定在第三连接板1116上。前轴支撑板1117和减速器支座1119上分别设有同轴设置的轴孔，用于安装前轮轮轴和减速器输出轴。

如图9所示，调整装置167包括滑块1671、定距管1672、调整螺栓1678和调整垫片1677，其中调整垫片1677可以有多个，套设在调整螺栓1678上，可以通过增加或减少调整垫片的数量调整支撑轮166的左右位置。

支撑轮166的支架上开设有上下滑槽，滑块1671与滑槽相适配，且外端设有凸台，凸台抵靠在滑槽的外侧面上，滑块1671可沿滑槽上下移动，以调整支撑轮166的上下位置。

支撑轮166通过卡簧1675在调整螺栓1678上轴向限位。

如图4、图5所示，移动底盘110的后端设有后盖组件130，后盖组件130包括后盖板131，后板131的中部设有开口，开口处设有可转动开关的后门132，电源装置180从后门132处拉出。

如图6和图8所示，电源装置180可抽拉的设置在移动底盘110的后端，第一纵管1101、第二纵管1102、第一横管1107、第二横管1108和底部封板1111的后端，构成用于放置电源装置180的平台，电源装置180通过滑动平台181设置在平台上，平台两侧设有滑道186，滑动平台181的底部的两侧分别设有与所述滑道186适配的平台滑轨182，第一横管1107和第二横管1108的两端分别设有第一凹槽183和第二凹槽184，滑道186的两端分别放置在第一凹槽183和第二凹槽184内，滑动平台181的四周突出设有挡板，电源装置180放置在滑动平台181上，防止电源装置180在拉出过程中滑落，平台滑轨182滑动设置在滑道186内，实现电源装置180的抽拉式更换，电源装置180的前端设有抽拉把手185，方便将电源装置拉出。

如图5和图7所示，电源装置180的限位方式采用橡胶件对电源装置180的前、后两个面进行抵接，驱动电机161的后端设有与电源装置180后端面抵接的第一橡胶件201，后门的背面上设有与电源装置前端面抵接的第二橡胶件202，通过摩擦力进行限位固定，只要将后门关上，后门上的橡胶件抵住电源装置180，操作方便，无需其他安装，便于拆卸，为了避免更换电池后出现后门关闭不严，导致电源装置甩出的情况，后门312上安装传感器。

如图1所示，移动底盘110的前端还设有防撞装置140和声光报警装置190，防撞装置140透过前端保护装置自动判断原有的路线上是左或右出现障碍物，判断完成后自动进行闪避功能绕离障碍物，机身前端还设有声光报警装置190，声光报警装置190用于透过当前地点的经纬度自动运算日出及日落时间进行报警灯启动与停止，无需设置开启时间，时间自动与地球经纬度一致，天黑时自动开启，提高工作效率。

如图4和图5所示，后盖板131的一侧边上，自上而下依次设有运行开关134、机身插头135和第一指示灯136、第二指示灯137、第三指示灯138，后门132的一侧设有拉手开关139。

机身插头135和控制器插头314均采用航空插头，通过线缆连接，用于将机身内的电源供给控制系统，并将控制器内的控制信号传递给机身内的控制元件和执行元件。

拉手开关139包括可上下转动的拉手1391，拉手1391转动设置在锁轴1392上，锁轴1392的内端设有锁舌1393，后门132上设有与拉手1391对应的凹坑，这样，在正常情况下，拉手1391位于凹坑内，防止磕碰。需要开锁时，向向下转动拉手1391，然后左右转动，锁轴1392带动锁舌1393转动，锁舌1393的外端卡在后盖板131的边框上，将后门锁住。

后盖板131的边框上还设有微动开关1394，当转动拉手开关139将后门锁死后，锁舌1393的外端向下压住微动开关1394，从而给控制系统提供后门锁好信号；反之，如果后门没有关好，则锁舌1393的外端不会触碰到微动开关1394，控制系统会发出后门未关好的提示，同时不能启动机器人。

与现有技术相比，本实用新型，最大限度地减轻了整机重量。

(1)采用双驱动，与四轮驱动相比，即实现了自由移动的功能，又减轻了整机重量，节约了成本。

(2)移动底盘采用框架式结构，骨架采用方管，各连接板采用U形板，并在驱动装置、电源等的安装位上设置加强板结构，由此，提高对应部位强度的同时，也减轻了整机重量。

本实用新型并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种室外轮式移动机器人的移动底盘，采用框架式结构，其特征在于，所述移动底盘包括布置在底部左、右两侧的第一纵管和第二纵管，所述第一纵管的上方设有第三纵管，所述第二纵管的上方设有第四纵管，所述第一纵管、第三纵管和第二纵管、第四纵管的后端分别通过第一立管连接固定，前端则分别通过第二立管连接固定，左右两根所述第一立管的下端通过第一横管连接固定，所述第一纵管和第二纵管的前端通过前连接板连接固定，中前部通过中连接板连接固定；

所述第一纵管、第三纵管和第二纵管、第四纵管通过所述第一立管、第二立管连接构成所述移动底盘的左、右两侧的左、右框架，所述左、右框架上分别设有侧封板，所述侧封板的前部和后部分别设有前轴支撑板，所述前轴支撑板的外侧面上凸出设有轴套；

所述第一纵管、第二纵管、第一横管和前连接板构成底部框架，所述底部框架的底面上固定有底部封板，两根所述第二立管的高度大于所述第三纵管和第四纵管的高度，构成前框架，所述前框架的前侧面上固定有前部封板。

2.根据权利要求1所述的室外轮式移动机器人的移动底盘，其特征在于，所述前连接板与中连接板之间的左、右部分别设有第一连接板，所述中连接板与第二横管之间左、右部分别设有第二连接板，左、右两根第二横管之间设有第三连接板。

3.根据权利要求2所述的室外轮式移动机器人的移动底盘，其特征在于，所述移动底盘内设有：

驱动装置，设置在所述移动底盘内部的前端的左、右两侧，用于驱动室外轮式移动机器人的驱动轮；

电源装置，可抽拉的设置在所述移动底盘的后端，与所述驱动装置的后端抵接，用于向所述驱动装置供电。

4.根据权利要求3所述的室外轮式移动机器人的移动底盘，其特征在于，左驱动装置和右驱动装置的结构相同，包括驱动电机和减速器，所述减速器的驱动轴与前驱动轮连接，用以驱动所述前驱动轮转动，所述驱动轴上固定设有前同步带轮，后驱动轮的轮轴上固定设有后同步带轮，所述前同步带轮与所述后同步带轮上环套有同步带，通过同步带使得所述前驱动轮与后驱动轮同步转动。

5.根据权利要求4所述的室外轮式移动机器人的移动底盘，其特征在于，所述前同步带轮与所述后同步带轮之间设有支撑轮，所述支撑轮抵靠在所述同步带的内表面上，所述支撑轮的轮轴通过调整装置转动设置在左框架的支撑轮支架上。

6.根据权利要求4所述的室外轮式移动机器人的移动底盘，其特征在于，所述前连接板、第一连接板、中连接板和所述第一纵管、第二纵管的前部构成用于放置所述减速器的支撑平台，所述支撑平台上固定有减速器支座，所述减速器固定在所述减速器支座的内侧面上，所述驱动电机固定在所述减速器的后端，所述驱动电机的后端固定在所述第三连接板上。

7.根据权利要求6所述的室外轮式移动机器人的移动底盘，其特征在于，所述前轴支撑板和所述减速器支座上分别设有同轴设置的轴孔，用于安装前驱动轮的轮轴和所述减速器的输出轴。

8.根据权利要求4所述的室外轮式移动机器人的移动底盘，其特征在于，所述移动底盘的后端设有后盖组件，所述后盖组件包括后盖板，所述后盖板上设有开口，所述开口处设有可转动开关的后门，所述电源装置可从所述后门处拉出。

9.根据权利要求8所述的室外轮式移动机器人的移动底盘，其特征在于，所述驱动电机的后端设有与所述电源装置的后端面抵接的第一橡胶件，所述后门的背面上设有与所述电源装置的前端面抵接的第二橡胶件。

10.根据权利要求1所述的室外轮式移动机器人的移动底盘，其特征在于，所述移动底盘的前端设有防撞装置和声光报警装置。

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