CN216269519U - 底盘结构及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种底盘结构及机器人，包括安装支架、转动座、从动轮、连杆组件、驱动轮和弹性抵压组件。当转动座受凸起类障碍物抵挡而向靠近安装支架的方向摆动时，从动轮向上抬起，转动座向上摆动时可一并带动连杆组件摆动，弹性抵压组件在连杆组件的抵推力作用下压缩，可起到减震及缓冲作用，有助于提高过障能力。当越过凸起类障碍物之后，弹性抵压组件斜向下抵推连杆组件，弹性抵压组件的斜向推力一部分转化为抵推驱动轮向前的水平分力，以使转动座恢复至初始位置，确保从动轮着地；另一部分转化为将驱动轮压紧于地面的竖向分力，从而可提高驱动轮的抓地力，提高爬坡能力。

Description

底盘结构及机器人

技术领域

本申请属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种底盘结构及使用该底盘结构的机器人。

背景技术

近年来，随着机器人行业的不断发展，服务类机器人的用途愈发广泛，已经逐渐进入到家庭服务、智能清洁、医疗保健、仓储物流等行业，为人们的生产生活带来了较大的便利。

随着机器人应用领域的日益广泛，机器人的工作环境也更加复杂，无法保证机器人一直在平坦的地面上工作。然而，目前的机器人在行驶过程中，若遇到斜波或凸起类障碍物时，由于机器人的爬坡及过障能力较差，机器人极易发生倾覆事故。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种底盘结构及机器人，以解决相关技术中存在的：机器人的爬坡及过障能力较差，极易发生倾覆事故的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：

一方面，提供一种底盘结构，包括：

安装支架；

转动座，所述转动座铰接于所述安装支架；

从动轮，所述从动轮安装于所述转动座；

连杆组件，所述连杆组件与所述转动座铰接；

驱动轮，所述驱动轮安装于所述连杆组件；

弹性抵压组件，所述弹性抵压组件安装于所述安装支架，所述弹性抵压组件的一端与所述连杆组件连接；

其中，在所述从动轮向上抬起时，所述转动座相对于所述安装支架转动，并所述转动座驱动所述连杆组件，以使所述连杆组件压缩所述弹性抵压组件，所述弹性抵压组件的弹性恢复力用于斜向下挤压所述连杆组件。

此结构，当转动座受凸起类障碍物抵挡而向靠近安装支架的方向摆动时，从动轮向上抬起，转动座向上摆动时可一并带动连杆组件摆动，弹性抵压组件在连杆组件的抵推力作用下压缩，可起到减震及缓冲作用，有助于提高过障能力。当越过凸起类障碍物之后，弹性抵压组件斜向下抵推连杆组件，弹性抵压组件的斜向推力一部分转化为抵推驱动轮向前的水平分力，以使转动座恢复至初始位置，确保从动轮着地；另一部分转化为将驱动轮压紧于地面的竖向分力，从而可提高驱动轮的抓地力，提高爬坡能力。

在一个实施例中，所述连杆组件的数量为两个，所述驱动轮的数量为两个，所述弹性抵压组件的数量为两个；

两个所述连杆组件的一端分别与所述转动座的两侧铰接，两个所述连杆组件的另一端分别与两个所述弹性抵压组件一一对应安装，两个所述驱动轮分别与两个所述连杆组件一一对应安装。

此结构，可保证底盘结构的平衡性，也能提高过障能力及爬坡能力。

在一个实施例中，所述转动座包括：

支撑座，所述从动轮安装于所述支撑座；

两个摆动座，两个所述摆动座的第一端分别和所述支撑座连接，两个所述摆动座的第二端分别铰接于所述安装支架，两个所述摆动座的第三端分别与两个所述连杆组件一一对应铰接。

此结构，便于对转动座的拆解，便于对转动座的维护及包装，有助于提高过障能力。

在一个实施例中，所述转动座还包括连接两个所述摆动座的连接杆。

此结构，提高两个摆动座摆动的一致性，进而可提高两个连杆组件摆动的一致性。

在一个实施例中，所述底盘结构还包括第一弹性件，所述第一弹性件沿竖直方向延伸设置，所述第一弹性件的一端连接于所述连杆组件，所述第一弹性件的另一端连接于所述安装支架。

此结构，第一弹性件可始终将驱动轮压紧于地面，从而可保证驱动轮的抓地力，提高爬坡能力；也可起到对驱动轮在竖直方向上的缓冲保护作用。

在一个实施例中，所述底盘结构还包括第二弹性件，所述第二弹性件沿竖直方向设置，所述第二弹性件的一端连接于所述支撑座，所述第二弹性件的另一端连接于所述安装支架。

此结构，第二弹性件可始终将支撑座及从动轮压紧于地面，一方面，可提高从动轮的抓地力；另一方面，起到对支撑座及从动轮的缓冲保护。

在一个实施例中，所述底盘结构还包括安装于所述安装支架，并与所述从动轮相对设置的后平衡轮。

此结构，有助于提高底盘结构的平稳性，有效防止倾倒。

在一个实施例中，所述弹性抵压组件包括导向杆，以及分别套设于所述导向杆的套环和弹簧；所述导向杆的一端与所述连杆组件的一端铰接，所述导向杆的另一端套设有所述套环，所述套环铰接于所述安装支架，所述弹簧位于所述连杆组件和所述套环之间，所述弹簧的一端与所述连杆组件抵接，所述弹簧的另一端与所述套环抵接。

此结构，弹簧在回弹力的作用下反向抵推连杆组件，以将连杆组件和转动座抵推至初始位置状态，并将驱动轮压紧于地面。

在一个实施例中，所述弹性抵压组件呈倾斜设置，所述导向杆为直线形且倾斜设置，所述导向杆朝向下的一端与所述连杆组件连接，所述导向杆的另一端倾斜朝向上。

此结构，导向杆受连杆组件的作用力在压缩弹簧，起到缓冲保护作用；导向杆受弹簧回弹力作用下抵推连杆组件，有助于过障及爬坡。

另一方面，提供一种机器人，包括上述任一实施例提供的底盘结构。

此结构，采用上述底盘结构的机器人具有过障能力强，爬坡性能优异，稳定性和灵活性高等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的底盘结构的立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的底盘结构的分解示意图；

图3为本申请实施例提供的转动座与从动轮连接的立体结构示意图；

图4为图3的分解示意图；

图5为本申请实施例提供的弹性抵压组件的立体结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1、安装支架；

2、转动座；21、摆动座；211、第一端；212、第二端；213、第三端；214、第四端；22、支撑座；221、转动轴；222、挡块；23、连接杆；

3、从动轮；4、连杆组件；5、驱动轮；

6、弹性抵压组件；61、导向杆；62、套环；63、弹簧；

7、第一弹性件；8、第二弹性件；9、后平衡轮。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”或“在一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。

请参阅图1和图2，现对本申请实施例提供的底盘结构进行说明。该底盘结构包括安装支架1、铰接于安装支架1的转动座2、安装于转动座2的从动轮3、与转动座2铰接的连杆组件4、安装于连杆组件4的驱动轮5和安装于安装支架1的弹性抵压组件6。在从动轮3向上抬起时，转动座2相对于安装支架1转动，并转动座2驱动连杆组件4，以使连杆组件4压缩弹性抵压组件6，该弹性抵压组件6的弹性恢复力用于斜向下挤压连杆组件4。其中，转动座2的一端之两侧分别铰接于安装支架1上；连杆组件4的一端与转动座2的另一端铰接；驱动轮5安装于连杆组件4的另一端。当转动座2向上摆动时，可一并带动连杆组件4摆动，连杆组件4将驱动轮5压紧于地面，从而提高驱动轮5的抓地力。转动座2向上摆动时也可一并将从动轮3抬起，有助于提高过障能力。弹性抵压组件6的一端与连杆组件4远离转动座2的一端铰接，弹性抵压组件6的另一端安装于安装支架1上。当转动座2向上摆动时，摆动座21通过连杆组件4可对弹性抵压组件6进行压缩，从而起到减震和缓冲的作用。当过障后，弹性抵压组件6在弹性自恢复作用力下，弹性抵压组件6斜向下抵推连杆组件4，将转动座2抵推至初始位置状态，并将驱动轮5压紧于地面。

此结构，当转动座2受凸起类障碍物抵挡而向靠近安装支架1的方向摆动时，从动轮3向上抬起，转动座2向上摆动时可一并带动连杆组件4摆动，弹性抵压组件6在连杆组件4的抵推力作用下压缩，可起到减震及缓冲作用，有助于提高过障能力。当越过凸起类障碍物之后，弹性抵压组件6斜向下抵推连杆组件4，弹性抵压组件6的斜向推力一部分转化为抵推驱动轮5向前的水平分力，以使转动座2恢复至初始位置，确保从动轮3着地；另一部分转化为将驱动轮5压紧于地面的竖向分力，从而可提高驱动轮5的抓地力，提高爬坡能力。

在一个实施例中，请参阅图1和图2，连杆组件4、驱动轮5和弹性抵压组件6的数量均为两个，两个连杆组件4的一端分别与转动座2的两侧铰接，两个连杆组件4的另一端分别与两个弹性抵压组件6一一对应安装，两个驱动轮5分别与两个连杆组件4一一对应安装。此结构，可保证底盘结构的平衡性，也能提高过障能力及爬坡能力。

在一个实施例中，请参阅图3和图4，作为本申请实施例提供的底盘结构的一种具体实施方式，转动座2包括两个摆动座21和连接两个摆动座21之第一端211的支撑座22；从动轮3安装于支撑座22，各摆动座21的第二端212分别铰接于安装支架1，两个摆动座21的第三端213分别与两个连杆组件4一一对应铰接。此结构，通过将转动座2设置为两个摆动座21和支撑座22，从而便于对转动座2的拆解，便于对转动座2的维护及包装。而且，将从动轮3安装于支撑座22上，当从动轮3接触障碍物时，可带动支撑座22上移，且一并带动两个摆动座21及两个连杆组件4摆动，有助于提高过障能力。

在一个实施例中，请参阅图3和图4，作为本申请实施例提供的底盘结构的一种具体实施方式，转动座2还包括连接两个摆动座21的连接杆23。具体地，连接杆23连接两个摆动座21的第四端214。此结构，通过连接杆23可提高两个摆动座21摆动的一致性，进而可提高两个连杆组件4摆动的一致性。

在一个实施例中，请参阅图1和图2，作为本申请实施例提供的底盘结构的一种具体实施方式，该底盘结构还包括第一弹性件7，第一弹性件7沿竖直方向延伸设置，第一弹性件7的一端连接于连杆组件4，第一弹性件7的另一端连接于安装支架1。其中，第一弹性件7可为弹簧。此结构，第一弹性件7可始终将驱动轮5压紧于地面，从而可保证驱动轮5的抓地力，提高爬坡能力；也可起到对驱动轮5在竖直方向上的缓冲保护作用。

在一个实施例中，各连杆组件4上开设有供相应第一弹性件7的一端伸入的第一凹槽，安装支架1上开设有供相应第一弹性件7的另一端伸入的第二凹槽。通过各第一凹槽与相应第二凹槽的配合，可提高第一弹性件7的安装效率。第一凹槽的底面上可安装第一定位杆，第二凹槽的底面上可安装第二定位杆，各第一弹性件7的一端可套设于相应第一定位杆上，各第一弹性件7的另一端可套设于相应第二定位杆上。通过第一定位杆和第二定位杆的配合，可提高第一弹性件7安装的稳固性，避免第一弹性件7在伸缩的过程中发生位置偏移。

在一个实施例中，请参阅图1和图2，作为本申请实施例提供的底盘结构的一种具体实施方式，该底盘结构还包括第二弹性件8，第二弹性件8沿竖直方向设置，第二弹性件8的一端连接于支撑座22，第二弹性件8的另一端连接于安装支架1。其中，第二弹性件8可为弹簧。此结构，第二弹性件8可始终将支撑座22及从动轮3压紧于地面，一方面，可提高从动轮3的抓地力；另一方面，起到对支撑座22及从动轮3的缓冲保护。

在一个实施例中，支撑座22上开设有供第二弹性件8的一端伸入的第一卡槽，安装支架1上开设有供第二弹性件8的另一端伸入的第二卡槽。通过第一卡槽与第二卡槽的配合，可提高第二弹性件8的安装效率。第一卡槽的底面上可安装第一定位导杆，第二卡槽的底面上可安装第二定位导杆，第二弹性件8的一端可套设于第一定位导杆上，第二弹性件8的另一端可套设于第二定位导杆上。通过第一定位导杆和第二定位导杆的配合，可提高第二弹性件8安装的稳固性，避免第二弹性件8在伸缩的过程中发生位置偏移。

在一个实施例中，请参阅图3和图4，支撑座22的一端之两侧通过转动轴221分别与两个摆动座21的第一端211铰接，支撑座22的另一端之两侧分别安装有挡块222。此结构，通过将支撑座22的两端分别转动安装于两个摆动座21上，当从动轮3遇到障碍物时，支撑座22向上摆动，进而使第二弹性件8受力压缩，有助于提高从动轮3的过障能力。当越过障碍物后，第二弹性件8可将支撑座22抵推至初始位置，两个挡块222可分别与两个摆动座21配合抵挡，避免支撑座22超出转动行程。

在一个实施例中，请参阅图2，作为本申请实施例提供的底盘结构的一种具体实施方式，底盘结构还包括安装于安装支架1，并与从动轮3相对设置的后平衡轮9。此结构，通过两个驱动轮5、从动轮3和后平衡轮9对安装支架1的支撑，有助于提高底盘结构的平稳性，有效防止倾倒。

在一个实施例中，请参阅图2、图3和图5，作为本申请实施例提供的底盘结构的一种具体实施方式，弹性抵压组件6包括导向杆61，以及分别套设于导向杆61的套环62和弹簧63；导向杆61的一端与连杆组件4的一端铰接，导向杆61的另一端套设有套环62，套环62铰接于安装支架1，弹簧63位于连杆组件4和套环62之间，弹簧63的一端与连杆组件4抵接，弹簧63的另一端与套环62抵接。此结构，过障时，弹性抵压组件6受连杆组件4抵推，导向杆61在套环62中移动，此时，弹簧63受外力作用压缩，从而起到缓冲保护作用。越过障碍物后，弹簧63在回弹力的作用下反向抵推连杆组件4，以将两个连杆组件4和转动座2抵推至初始位置状态，并将驱动轮5压紧于地面。

在一些实施例中，弹性抵压组件6也可为气缸、电缸、油缸等具有缓冲功能的结构器件，在此不作唯一限定。

在一个实施例中，请参阅图2，作为本申请实施例提供的底盘结构的一种具体实施方式，弹性抵压组件6呈倾斜设置，导向杆61为直线形且倾斜设置，导向杆61朝向下的一端与连杆组件4连接，导向杆61的另一端倾斜朝向上。具体地，各连杆组件4的长度方向和各导向杆61的长度方向分别倾斜于水平面，各连杆组件4的长度方向由驱动轮5朝安装支架1的方向设置，各导向杆61的长度方向由驱动轮5朝安装支架1的方向设置，各连杆组件4的长度方向倾斜于相应导向杆61的长度方向。此结构，过障时，连杆组件4具有抵推弹性抵压组件6压缩的分力，以及将驱动轮5压紧于地面的分力。越过障碍物后，弹性抵压组件6斜向抵推连杆组件4，具有水平向前抵推连杆组件4的分力，以及竖直将驱动轮5压紧于地面的分力，从而提高驱动轮5的抓地力，提高爬坡能力。

本申请实施例还提供了一种机器人，包括上述任一实施例提供的底盘结构。此结构，采用上述底盘结构的机器人具有过障能力强，爬坡性能优异，稳定性和灵活性高等优点。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.底盘结构，其特征在于，包括：

安装支架；

转动座，所述转动座铰接于所述安装支架；

从动轮，所述从动轮安装于所述转动座；

连杆组件，所述连杆组件与所述转动座铰接；

驱动轮，所述驱动轮安装于所述连杆组件；

弹性抵压组件，所述弹性抵压组件安装于所述安装支架，所述弹性抵压组件的一端与所述连杆组件连接；

其中，在所述从动轮向上抬起时，所述转动座相对于所述安装支架转动，并所述转动座驱动所述连杆组件，以使所述连杆组件压缩所述弹性抵压组件，所述弹性抵压组件的弹性恢复力用于斜向下挤压所述连杆组件。

2.如权利要求1所述的底盘结构，其特征在于：所述连杆组件的数量为两个，所述驱动轮的数量为两个，所述弹性抵压组件的数量为两个；

两个所述连杆组件的一端分别与所述转动座的两侧铰接，两个所述连杆组件的另一端分别与两个所述弹性抵压组件一一对应安装，两个所述驱动轮分别与两个所述连杆组件一一对应安装。

3.如权利要求2所述的底盘结构，其特征在于：所述转动座包括：

支撑座，所述从动轮安装于所述支撑座；

两个摆动座，两个所述摆动座的第一端分别和所述支撑座连接，两个所述摆动座的第二端分别铰接于所述安装支架，两个所述摆动座的第三端分别与两个所述连杆组件一一对应铰接。

4.如权利要求3所述的底盘结构，其特征在于：所述转动座还包括连接两个所述摆动座的连接杆。

5.如权利要求1-4任一项所述的底盘结构，其特征在于：所述底盘结构还包括第一弹性件，所述第一弹性件沿竖直方向延伸设置，所述第一弹性件的一端连接于所述连杆组件，所述第一弹性件的另一端连接于所述安装支架。

6.如权利要求3或4所述的底盘结构，其特征在于：所述底盘结构还包括第二弹性件，所述第二弹性件沿竖直方向设置，所述第二弹性件的一端连接于所述支撑座，所述第二弹性件的另一端连接于所述安装支架。

7.如权利要求1-4任一项所述的底盘结构，其特征在于：所述底盘结构还包括安装于所述安装支架，并与所述从动轮相对设置的后平衡轮。

8.如权利要求1-4任一项所述的底盘结构，其特征在于：所述弹性抵压组件包括导向杆，以及分别套设于所述导向杆的套环和弹簧；所述导向杆的一端与所述连杆组件的一端铰接，所述导向杆的另一端套设有所述套环，所述套环铰接于所述安装支架，所述弹簧位于所述连杆组件和所述套环之间，所述弹簧的一端与所述连杆组件抵接，所述弹簧的另一端与所述套环抵接。

9.如权利要求8所述的底盘结构，其特征在于：所述弹性抵压组件呈倾斜设置，所述导向杆为直线形且倾斜设置，所述导向杆朝向下的一端与所述连杆组件连接，所述导向杆的另一端倾斜朝向上。

10.机器人，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的底盘结构。

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