CN216507787U - 一种自适应悬架、机器人底盘及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自适应悬架、机器人底盘及机器人，自适应悬架包括上框架，上框架的前端用于安装前桥组件，后端与至少一组铰接组件固定连接；至少一组铰接组件均设置在上框架的后端，每组铰接组件均包含一铰接上板和一铰接下板，每个铰接上板同与之相对应的铰接下板转动连接，且转动轴线与上框架的中轴线重合或平行，每个铰接上板均与上框架的后端固定连接，每个铰接下板均用于与后桥组件固定安装。底盘包含上述的自适应悬架、前桥组件和后桥组件。前、后桥组件均采用非独立悬架，底盘承载能力强；后桥组件通过铰接组件与上车架连接，当底盘通过障碍物时，后轮在重力作用下自适应加强了与地面的滚动摩擦力，避免打滑，加强了底盘的越障能力。

Description

一种自适应悬架、机器人底盘及机器人

技术领域

本实用新型涉及智能机器人技术领域，特别是一种自适应悬架、机器人底盘及机器人。

背景技术

现有机器人底盘，通常采用四轮悬架方式，机器人从动轮或者驱动轮与底盘为刚性连接或与底盘通过非独立悬架进行连接。无论是刚性连接的悬挂方式，还是通过非独立悬架的悬挂方式，机器人在越障时与地面接触不充分，与地面的滚动摩擦力减小，最后导致打滑等问题；本实用新型对底盘进行重新设计自适应后轮越障结构，能提高底盘通过障碍物的能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自适应悬架、机器人底盘及机器人，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：

本实用新型提供了一种自适应悬架，包括：

上框架，所述上框架的前端用于安装前桥组件，所述上框架的后端与至少一组铰接组件固定连接；

每组所述铰接组件均包含一铰接上板和一铰接下板，每个所述铰接上板同与之相对应的铰接下板转动连接，每个所述铰接上板均与上框架的后端固定连接，每个铰接下板均用于与后桥组件固定安装。

上述技术方案中，所述上铰接板上设有铰接限位板，所述铰接限位板用于限定铰接下板转动的角度。

本实用新型还提供了一种机器人底盘，包含上述所述的自适应悬架。

上述技术方案中，所述的一种机器人底盘，还包括：

前桥组件，所述前桥组件与上框架的前端连接；

后桥组件，所述后桥组件通过至少一组铰接组件与上框架的后端连接。

上述技术方案中，所述前桥组件包括两个前轮、一个底板和至少一个减震连接块，所述底板通过至少一个减震连接块与上框架的前端连接，所述底板上还安装有转向组件，所述转向组件与两前轮连接。

上述技术方案中，所述转向组件包括两个转向节、两个转向拉杆和一个转向电机，两个所述转向拉杆左右对称布置在底板上，所述转向电机的两个输出轴分别连接一转向拉杆的一端，每个转向拉杆另一端连接与之对应的转向节，每个转向节同与之对应的前轮连接。

上述技术方案中，所述后桥组件包括后轮、电动后桥及下框架，所述电动后桥安装在下框架上，所述电动后桥的传动轴端连接后轮，所述下框架通过铰接组件与上框架连接。

上述技术方案中，所述电动后桥包含后桥电机，所述后桥电机配有减速器、抱闸器和差速器，所述后桥电机通过抱闸器与减速器连接，所述减速器与差速器连接。

上述技术方案中，所述的一种机器人底盘，还包括：

控制组件，所述控制组件包括电池和控制板，所述电池与控制板均安装在上框架上。

本实用新型还提供了一种机器人，包括如上述所述的机器人底盘。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

前桥组件和后桥组件均采用非独立悬架，底盘承载能力强；后桥组件通过铰接组件与上车架连接，当底盘的后驱动轮(后轮)通过障碍物或台阶时，有一个后轮被台阶抬起，另一个后轮在铰接组件的铰接作用下，被迫与地面贴合，从而加强轮子与地面的摩擦，避免轮子空转，进而驱动力不足发生打滑，从而加强了底盘的越障能力。

附图说明

图1为实施例1中自适应悬架的示意图；

图2为实施例1中铰接组件的示意图；

图3为实施例2中机器人底盘的示意图；

图4为本实用新型中机器人底盘越障时后桥组件向左转动后的示意图；

图5为本实用新型中机器人底盘越障时后桥组件向右转动后的示意图；

图中，1、上框架；2、铰接组件；2.1、铰接上板；2.2、铰接下板；2.3、铰接限位板；2.4、轴承座；2.5、铰接转轴；3、前桥组件；3.1、前轮；3.2、底板；3.3、减震连接块；4、后桥组件；4.1、后轮；4.2、电动后桥；4.3、下框架；5、转向组件；5.1、转向节；5.2、转向拉杆；5.3、转向电机；6.1、电池；6.2、控制板。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。另外，本实用新型中的元件被称为“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也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

实施例1

参阅图1和图2，本实施例提供了一种自适应悬架，包括：

上框架1，所述上框架1的前端用于安装前桥组件3，所述上框架1的后端与至少一组铰接组件2固定连接；所述上框架1由铝型材组成，不仅结构稳定，承载能力强，而且质量轻。

每组所述铰接组件2均包含一铰接上板2.1和一铰接下板2.2，每个所述铰接上板2.1同与之相对应的铰接下板2.2转动连接，且转动轴线与上框架1的中轴线重合或平行，具体的，参阅图2，每个铰接上板2.1同与之相对应的铰接下板2.2轴承连接，每个铰接下板2.2上均安装轴承座2.4，轴承座2.4上对应安装铰接转轴2.5、且铰接转轴2.5穿设在与之对应的铰接上板2.1和铰接下板2.2上，铰接转轴2.5的轴线与上框架1的中轴线；每个所述铰接上板2.1均与上框架1的后端固定连接，每个铰接下板2.2均用于与后桥组件4固定安装。更进一步的，铰接上板2.1和铰接下板2.2均为U型板，且U型板两侧板的开口一端短于封闭一端。铰接下板2.2的U型开口端伸入到铰接上板2.1的U型开口内，铰接上板2.1的两侧板(U型板的两侧板)同与之对应的铰接下板2.2的两侧板相对应配合轴承连接。

作为铰接组件2与上框架1的其中一种连接方式，铰接组件2的数量为两组，两组铰接组件2前后依次设置在上框架1后端的中轴线上，每个铰接组件2的转动轴线均与上框架1的中轴线重合。

本实施例中，所述上铰接板2.1上设有铰接限位板2.3，铰接限位板2.3与上铰接板2.1固定连接；所述铰接限位板2.3用于限定铰接下板2.2转动的角度，保证机器人底盘在通过障碍物时，下框架1连接的后桥组件4摇摆幅度不会过大，避免撞到机器人底盘其他零件。

实施例2

参阅图3，本实施例提供了一种机器人底盘，包括：

实施例1中所述的自适应悬架；

前桥组件3，所述前桥组件3与上框架1的前端连接；

后桥组件4，所述后桥组件4通过至少一组铰接组件2与上框架1的后端连接。

控制组件，所述控制组件包括电池6.1和控制板6.2，所述电池6.1与控制板6.2均安装在上框架1上，且电池6.1位于上框架的后端。其中，电池6.1用于供电，控制板6.2分别与转动组件5的转动电机5.3、后桥组件4的后桥电机电连接。

本实施例中，所述前桥组件3包括两个前轮3.1、一个底板3.2和至少一个减震连接块3.3，所述底板3.2通过至少一个减震连接块3.3与上框架1的前端连接，所述底板3.2上还安装有转向组件5，所述转向组件5与两前轮3.1连接。

所述转向组件5包括两个转向节5.1、两个转向拉杆5.2和一个转向电机5.3，两个所述转向拉杆5.2左右对称布置在底板3.2上，所述转向电机5.3的两个输出轴分别连接一转向拉杆5.2的一端，每个转向拉杆5.2另一端连接与之对应的转向节5.1，每个转向节5.1同与之对应的前轮3.1连接。

本实施例中，所述后桥组件4包括后轮4.1、电动后桥4.2、下框架4.3，所述电动后桥4.2通过固定板安装在下框架4.3上，所述电动后桥4.2的传动轴端连接后轮4.1，所述下框架4.3通过铰接组件2与上框架1连接。其中，下框架4.3由铝型材组成，不仅结构稳定，承载能力强，而且质量轻。

所述电动后桥4.3包含后桥电机，所述后桥电机配有减速器、抱闸器和差速器，所述后桥电机通过抱闸器与减速器连接，所述减速器与差速器连接。所述后桥电机配有减速器、抱闸器、差速器能保证大扭矩输出，有刹车功能，在转向时，后轮速度基本符合阿克曼转角理论，后轮做纯滚动，减小转向力。

本实施例中，所述前桥组件3、后桥组件4均采用非独立悬架，本实施例的底盘采用前轮转向、后轮驱动的设计，在保证了底盘稳定性的基础上，又确保了其灵活性。

本实施例采用了自适应后驱动轮设计，针对地面道路上的不平衡通过杠杆的原理进行自我调节，以铰接组件2的铰接转轴2.5为旋转中心线转动，上框架1与前桥组件3的底板3.2是通过减震连接块3.3连接，上框架1与后桥组件4的下框架4.3是通过两组铰接组件2连接，本实施例的底盘在水平路面上通过时，上框架后端与地面保持水平，当底盘通过障碍时，后桥左、右后轮以铰接转轴2.5为旋转中心线(参阅图4和图5)，在上框架1上电池6.1重力的作用下，进行随地面自适应调节，上框架1始终保持与地面水平，让左、右后轮始终与地面接触，避免打滑，顺利通过一定坡度的障碍物。

实施例3

本实施例还提供了一种机器人，包括如实施例2所述的机器人底盘。

本实用新型具有以下优点：前桥组件3和后桥组件4均采用非独立悬架，底盘承载能力强；后桥组件4通过铰接组件2与上车架1连接，当底盘通过障碍物，有一个后轮被台阶抬起，另一个后轮在铰接组件的铰接作用下，被迫与地面贴合，从而加强轮子与地面的摩擦，避免轮子空转，进而驱动力不足发生打滑，从而加强了底盘的越障能力。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种自适应悬架，其特征在于，包括：

上框架(1)，所述上框架(1)的前端用于安装前桥组件(3)，所述上框架(1)的后端与至少一组铰接组件(2)固定连接；

每组所述铰接组件(2)均包含一铰接上板(2.1)和一铰接下板(2.2)，每个所述铰接上板(2.1)同与之相对应的铰接下板(2.2)转动连接，每个所述铰接上板(2.1)均与上框架(1)的后端固定连接，每个铰接下板(2.2)均用于与后桥组件(4)固定安装。

2.根据权利要求1所述的一种自适应悬架，其特征在于，所述上铰接板(2.1)上设有铰接限位板(2.3)，所述铰接限位板(2.3)用于限定铰接下板(2.2)转动的角度。

3.一种机器人底盘，其特征在于，包含如权利要求1-2任一项所述的自适应悬架。

4.根据权利要求3所述的一种机器人底盘，其特征在于，还包括：

前桥组件(3)，所述前桥组件(3)与上框架(1)的前端连接；

后桥组件(4)，所述后桥组件(4)通过至少一组铰接组件(2)与上框架(1)的后端连接。

5.根据权利要求4所述的一种机器人底盘，其特征在于，所述前桥组件(3)包括两个前轮(3.1)、一个底板(3.2)和至少一个减震连接块(3.3)，所述底板(3.2)通过至少一个减震连接块(3.3)与上框架(1)的前端连接，所述底板(3.2)上还安装有转向组件(5)，所述转向组件(5)与两前轮(3.1)连接。

6.根据权利要求5所述的一种机器人底盘，其特征在于，所述转向组件(5)包括两个转向节(5.1)、两个转向拉杆(5.2)和一个转向电机(5.3)，两个所述转向拉杆(5.2)左右对称布置在底板(3.2)上，所述转向电机(5.3)的两个输出轴分别连接一转向拉杆(5.2)的一端，每个转向拉杆(5.2)另一端连接与之对应的转向节(5.1)，每个转向节(5.1)同与之对应的前轮(3.1)连接。

7.根据权利要求4所述的一种机器人底盘，其特征在于，所述后桥组件(4)包括后轮(4.1)、电动后桥(4.2)及下框架(4.3)，所述电动后桥(4.2)安装在下框架(4.3)上，所述电动后桥(4.2)的传动轴端连接后轮(4.1)，所述下框架(4.3)通过铰接组件(2)与上框架(1)连接。

8.根据权利要求7所述的一种机器人底盘，其特征在于，所述电动后桥(4.3)包含后桥电机，所述后桥电机配有减速器、抱闸器和差速器，所述后桥电机通过抱闸器与减速器连接，所述减速器与差速器连接。

9.根据权利要求4所述的一种机器人底盘，其特征在于，还包括：

控制组件，所述控制组件包括电池(6.1)和控制板(6.2)，所述电池(6.1)与控制板(6.2)均安装在上框架(1)上。

10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求3-9任一项所述的机器人底盘。

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