CN214686506U - 移动机器人底盘和移动机器人 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种移动机器人底盘和移动机器人。其中，移动机器人底盘包括：底盘本体；至少一对驱动轮，可上下移动地对应安装在底盘本体的左右两侧；前万向轮，可上下移动地安装在底盘本体的前端；以及杠杆机构；其包括杠杆和杠杆支座，杠杆支座固定安装在底盘本体上，杠杆铰接在杠杆支座上；其中，杠杆的一端和另一端分别与前万向轮和驱动轮可操作地连接，以使驱动轮的上下移动方向与前万向轮的相反。在向前过台阶时，前万向轮受到向上的力，前万向轮会向上运动，同时杠杆会向下压驱动轮，从而保持驱动轮对地面的正压力，防止驱动轮打滑，发挥驱动轮全部的扭矩，在保证过台阶能力的同时降低了占用空间。

Description

移动机器人底盘和移动机器人

技术领域

本公开涉及机器人设备技术领域，尤其涉及一种移动机器人底盘和移动机器人。

背景技术

现有轮式机器人底盘普遍采用方形布置前后万向轮左右驱动轮底盘结构，四个万向轮在四个角，中间两个驱动轮，差速实现转向，四个万向轮与底板直接连接，两个主动轮采用弹性元件与底板连接，保证主动轮与地面有足够的正压力，具有控制方式简单，行动灵活的优势。

在移动机器人过台阶时，都是利用驱动轮很大的扭矩推着万向轮过台阶，这时移动机器人底盘过台阶的能力就取决于万向轮的直径和主动轮的扭矩，万向轮的直径和主动轮的扭矩增大，都会使其体积和占用的空间变大，从而要做一款过台阶能力大的移动机器人底盘，其体积一般都很大，但体积大的移动机器人底盘的应用场景就会受限。

发明内容

经发明人研究发现，相关技术中存在体积过大的技术问题。

有鉴于此，本公开实施例提供一种移动机器人底盘和移动机器人，能够在保证过台阶能力的同时降低占用空间。

本公开的一些实施例提供了一种移动机器人底盘，包括：

底盘本体；

至少一对驱动轮，可上下移动地对应安装在底盘本体的左右两侧；前万向轮，可上下移动地安装在底盘本体的前端；以及

杠杆机构；其包括杠杆和杠杆支座，杠杆支座固定安装在底盘本体上，杠杆铰接在杠杆支座上；

其中，杠杆的一端和另一端分别与前万向轮和驱动轮可操作地连接，以使驱动轮的上下移动方向与前万向轮的相反。

在一些实施例中，还包括万向轮安装板，用于安装前万向轮，万向轮安装板一端与底盘本体铰接，另一端与杠杆的一端铰接。

在一些实施例中，万向轮安装板前端与底盘本体铰接，后端与杠杆的一端铰接。

在一些实施例中，万向轮安装板设有限位凸块，用于与底盘本体接触以对万向轮安装板的向下转动进行限位。

在一些实施例中，限位凸块位于万向轮安装板的两侧且靠近杠杆支座。

在一些实施例中，还包括连杆，连杆的两端分别与万向轮安装板的另一端和杠杆的一端铰接，万向轮安装板的另一端通过连杆与杠杆的一端铰接。

在一些实施例中，还包括弹性元件和用于安装驱动轮的驱动轮安装架，杠杆的另一端通过弹性元件与驱动轮安装架可操作地连接。

在一些实施例中，驱动轮安装架铰接在底盘本体上，弹性元件的一端与杠杆的另一端铰接，另一端与驱动轮安装架铰接。

在一些实施例中，还包括第二安装座，驱动轮安装架通过第二安装座铰接在底盘本体上，第二安装座位于杠杆支座的正下方。

在一些实施例中，驱动轮安装架一端通过第一销轴铰接在底盘本体上，弹性元件的另一端通过第二销轴与驱动轮安装架铰接，第二销轴在前后方向上位于第一销轴和驱动轮的驱动轴之间。

在一些实施例中，包括两个前万向轮和两个杠杆机构，两个前万向轮一对一地通过两个杠杆机构与同侧的驱动轮可操作地连接。

本公开的一些实施例提供了一种移动机器人，包括前述移动机器人底盘。

因此，根据本公开实施例，通过设置杠杆机构来实现前万向轮和驱动轮可操作地连接，利用杠杆原理，使得驱动轮的上下移动方向与前万向轮的相反。在向前过台阶时，前万向轮受到向上的力，前万向轮会向上运动，同时杠杆会向下压驱动轮，从而保持驱动轮对地面的正压力，防止驱动轮打滑，发挥驱动轮全部的扭矩。该结构能够保证移动机器人在平地行走时底盘的平稳性，同时在过台阶时能以较小的万向轮，过较大的台阶，在保证过台阶能力的同时降低了占用空间，具有较高的可实施性。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是本公开移动机器人底盘的一些实施例的立体结构示意图；

图2是本公开移动机器人底盘的一些实施例的侧视内部结构示意图；

图3是本公开移动机器人底盘的一些实施例中万向轮安装板处的局部结构示意图。

附图标记说明

1、底盘本体；2、第一安装座；3、万向轮安装板；4、前万向轮； 5、连杆；6、杠杆；7、杠杆支座；8、弹性元件；9、驱动轮；10、后万向轮；11、驱动轮安装架；12、电机盖板；13、第一销轴；14、第二销轴；15、第三销轴；16、杠杆铰接轴；17、第二安装座；18、第四销轴；19、第五销轴；20、第六销轴；31、限位凸块。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

结合图1和图2所示，本公开的一些实施例提供了一种移动机器人底盘，包括：底盘本体1、前万向轮4、后万向轮10、杠杆机构和至少一对驱动轮9，其中，驱动轮9可上下移动地对应安装在底盘本体 1的左右两侧；前万向轮4可上下移动地安装在底盘本体1的前端；后万向轮10与底盘本体1直接相连。驱动轮9通过差速来实现前后运动和旋转，万向轮起支撑作用。杠杆机构包括杠杆6和杠杆支座7，杠杆支座7固定安装在底盘本体1上，杠杆6通过杠杆铰接轴16铰接在杠杆支座7上；杠杆6的一端和另一端分别与前万向轮4和驱动轮9可操作地连接，以使驱动轮9的上下移动方向与前万向轮4的相反。

在该示意性的实施例中，通过设置杠杆机构来实现前万向轮4和驱动轮9可操作地连接，利用杠杆原理，使前万向轮4与驱动轮9所受的作用力相反，即前万向轮4向上运动，驱动轮9向下受力，反之亦然。在向前过凹槽或台阶时，前万向轮4受到向上的力，前万向轮 4会向上运动，同时杠杆6会向下压驱动轮9，从而保持驱动轮9对地面有足够的正压力，防止驱动轮9打滑，发挥驱动轮全部的扭矩。该结构能够保证移动机器人在平地行走时底盘的平稳性，同时在过台阶时能以较小的万向轮，过较大的台阶，在保证过台阶能力的同时降低了占用空间，具有较高的可实施性。

如图1和图2所示，在一些实施例中，移动机器人底盘包括两个前万向轮4和两个杠杆机构，两个前万向轮4一对一地通过两个杠杆机构与同侧的驱动轮9可操作地连接，从而保证行走稳定性。

对于如何实现前万向轮4可上下移动地安装在底盘本体1上，如图1和图2所示，在一些实施例中，移动机器人底盘还包括万向轮安装板3和第一安装座2，第一安装座2固定安装在底盘本体1上，万向轮安装板3用于安装前万向轮4，万向轮安装板3一端通过第六销轴20与第一安装座2铰接，另一端与杠杆6的一端铰接。如图2所示，该结构形式安装方便，易于力矩传递，具有较高的可实施性。在一些实施例中，如图1和图2所示，万向轮安装板3前端通过第六销轴20与第一安装座2铰接，后端与杠杆6的一端铰接，结构设置合理，优化空间设计。

如图1和图2所示，为提高力矩传递的灵活性能，在一些实施例中，移动机器人底盘还包括连杆5，连杆5的一端通过第五销轴19与万向轮安装板3的另一端铰接，另一端通过第四销轴18和杠杆6的一端铰接，万向轮安装板3的另一端通过连杆5与杠杆6的一端铰接。

对于如何实现驱动轮9可上下移动地安装在底盘本体1上，如图 1和图2所示，在一些实施例中，移动机器人底盘还包括弹性元件8 和用于安装驱动轮9的驱动轮安装架11，杠杆6的另一端通过弹性元件8与驱动轮安装架11可操作地连接。该结构形式安装方便，易于力矩传递，具有较高的可实施性。在平整地面上工作时，弹性元件8已有一定的预紧力，保证驱动轮9对地面有足够的正压力。

在一些实施例中，如图1和图2所示，驱动轮9包括轮毂电机。驱动轮9通过电机盖板12固定安装在驱动轮安装架11上，移动机器人底盘还包括第二安装座17，驱动轮安装架11通过第二安装座17和第一销轴13铰接在底盘本体1上，弹性元件8的一端通过第三销轴 15与杠杆6的另一端铰接，另一端通过第二销轴14与驱动轮安装架 11铰接。第二安装座17位于杠杆支座7的正下方，使得结构合理设置，有利于减少占用空间。在一些实施例中，第二安装座17与杠杆支座7呈一体成型结构，这样便于加工和安装，具有较高的可实施性。

如图1和图2所示，在一些实施例中，第二销轴14在前后方向上位于第一销轴13和驱动轮9的驱动轴之间，这样的结构形式使驱动轮9和前万向轮4有较大上下摆动幅度时，弹性元件8的长度变化很小，使驱动轮9和前万向轮4在过台阶和过坑时弹性元件8的长度变化不大，从而使弹性元件8的正压力保持在一个小的变化范围内。

如图3所示，在一些实施例中，万向轮安装板3设有限位凸块31，用于与底盘本体1接触以对万向轮安装板3的向下转动进行限位。此设计可以使弹性元件8在压缩后，由于力矩的作用，使万向轮安装板 3被压紧在底盘本体1上，保证前万向轮4与后万向轮10保持水平，从而使车体保持水平。结合图1～图3所示，在一些实施例中，限位凸块31位于万向轮安装板3的两侧且靠近所述杠杆支座7，以确保限位稳定可靠性。

本公开的一些实施例提供了本公开的一些实施例提供了一种移动机器人，包括前述移动机器人底盘。本公开移动机器人相应地也具有上述有益技术效果。在一些实施例中，移动机器人包括AGV机器人、AMR机器人、服务机器人(例如商场内的迎宾机器人和指问询机器人)或扫地机器人等。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种移动机器人底盘，其特征在于，包括：

底盘本体(1)；

至少一对驱动轮(9)，可上下移动地对应安装在所述底盘本体(1)的左右两侧；

前万向轮(4)，可上下移动地安装在所述底盘本体(1)的前端；以及

杠杆机构；其包括杠杆(6)和杠杆支座(7)，所述杠杆支座(7)固定安装在所述底盘本体(1)上，所述杠杆(6)铰接在所述杠杆支座(7)上；

其中，所述杠杆(6)的一端和另一端分别与所述前万向轮(4)和所述驱动轮(9)可操作地连接，以使所述驱动轮(9)的上下移动方向与所述前万向轮(4)的相反。

2.根据权利要求1所述的移动机器人底盘，其特征在于，还包括万向轮安装板(3)，用于安装所述前万向轮(4)，所述万向轮安装板(3)一端与所述底盘本体(1)铰接，另一端与所述杠杆(6)的一端铰接。

3.根据权利要求2所述的移动机器人底盘，其特征在于，所述万向轮安装板(3)前端与所述底盘本体(1)铰接，后端与所述杠杆(6)的一端铰接。

4.根据权利要求2所述的移动机器人底盘，其特征在于，所述万向轮安装板(3)设有限位凸块(31)，用于与所述底盘本体(1)接触以对所述万向轮安装板(3)的向下转动进行限位。

5.根据权利要求4所述的移动机器人底盘，其特征在于，所述限位凸块(31)位于所述万向轮安装板(3)的两侧且靠近所述杠杆支座(7)。

6.根据权利要求2所述的移动机器人底盘，其特征在于，还包括连杆(5)，所述连杆(5)的两端分别与所述万向轮安装板(3)的另一端和所述杠杆(6)的一端铰接，所述万向轮安装板(3)的另一端通过所述连杆(5)与所述杠杆(6)的一端铰接。

7.根据权利要求1所述的移动机器人底盘，其特征在于，还包括弹性元件(8)和用于安装所述驱动轮(9)的驱动轮安装架(11)，所述杠杆(6)的另一端通过所述弹性元件(8)与所述驱动轮安装架(11)可操作地连接。

8.根据权利要求7所述的移动机器人底盘，其特征在于，所述驱动轮安装架(11)铰接在所述底盘本体(1)上，所述弹性元件(8)的一端与所述杠杆(6)的另一端铰接，另一端与所述驱动轮安装架(11)铰接。

9.根据权利要求7所述的移动机器人底盘，其特征在于，还包括第二安装座(17)，所述驱动轮安装架(11)通过所述第二安装座(17)铰接在所述底盘本体(1)上，所述第二安装座(17)位于所述杠杆支座(7)的正下方。

10.根据权利要求8所述的移动机器人底盘，其特征在于，所述驱动轮安装架(11)一端通过第一销轴(13)铰接在所述底盘本体(1)上，所述弹性元件(8)的另一端通过第二销轴(14)与所述驱动轮安装架(11)铰接，所述第二销轴(14)在前后方向上位于所述第一销轴(13)和所述驱动轮(9)的驱动轴之间。

11.根据权利要求1所述的移动机器人底盘，其特征在于，包括两个所述前万向轮(4)和两个所述杠杆机构，两个所述前万向轮(4)一对一地通过两个所述杠杆机构与同侧的所述驱动轮(9)可操作地连接。

12.一种移动机器人，其特征在于，包括权利要求1～11任一所述的移动机器人底盘。

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