CN217805018U - 一种自适应底盘及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自适应底盘及机器人，属于机器人技术领域。所述自适应底盘包括安装支架、四连杆机构、两组从动轮及一组驱动轮，安装支架包括沿第一方向依次设置的第一支架、第二支架和第三支架，第二支架与第三支架铰接；四连杆机构用于连接第一支架与第二支架；第一组从动轮沿第二方向设置于第一支架，第二组从动轮沿第二方向设置于第三支架，第二方向垂直于第一方向；一组驱动轮沿第二方向设置于第二支架。所述机器人包括上述的自适应底盘。本实用新型的自适应底盘及机器人，提高行驶稳定性，降低底盘重量，便于维护。

Description

一种自适应底盘及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种自适应底盘及机器人。

背景技术

为了提高移动机器人在凹凸不平路面上的行驶稳定性，机器人的底盘通常使用铰接加弹簧的方式或者弹簧导向方式，其需要调节弹簧刚度和配重，然而该种方式的底盘重量较大并且不便于维护。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种自适应底盘，提高行驶稳定性，降低底盘重量，便于维护。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种自适应底盘，包括：

安装支架，包括沿第一方向依次设置的第一支架、第二支架和第三支架，所述第二支架与所述第三支架铰接；

四连杆机构，用于连接所述第一支架与所述第二支架；

两组从动轮，第一组所述从动轮沿第二方向设置于所述第一支架，第二组所述从动轮沿所述第二方向设置于所述第三支架，所述第二方向垂直于所述第一方向；

一组驱动轮，沿所述第二方向设置于所述第二支架。

可选地，所述四连杆机构包括相邻设置的第一连接杆和第二连接杆，所述第一支架固定于所述第一连接杆上，所述第二支架固定于所述第二连接杆上。

可选地，所述第一连接杆和所述第二连接杆之间设置有第三连接杆和第四连接杆，所述第四连接杆呈门字型，所述第四连接杆包括两个第三竖杆和连接两个所述第三竖杆的第三横杆；

所述第一连接杆和所述第二连接杆二者中，其中一个通过所述第三连接杆与一个所述第三竖杆铰接，另一个与另一个所述第三竖杆铰接。

可选地，所述第一连接杆，包括第一横杆和连接于所述第一横杆一端的第一竖杆，所述第一支架固定于所述第一横杆；

所述第二连接杆，包括两个第二横杆和连接两个所述第二横杆的第二竖杆，所述第二支架固定于第一个所述第二横杆，第二个所述第二横杆与所述第一竖杆铰接，所述第一竖杆、第二个所述第二横杆以及所述第二竖杆形成门字型，且所述第一支架与所述第二连接杆设置于所述第一竖杆两侧。

可选地，所述第三竖杆通过所述第三连接杆与所述第一连接杆铰接，所述第三连接杆与一个所述第三竖杆铰接形成第一铰接点，所述第一铰接点的高度高于第二个所述第二横杆的高度。

可选地，所述第一连接杆包括第一横杆和两个第一竖杆，所述第一横杆的一端连接于第一个所述第一竖杆，第二个所述第一竖杆设置于所述第一横杆的中间位置，第二个所述第一竖杆与第三连接杆或第四连接杆铰接。

可选地，所述第二连接杆包括两个第二横杆和两个第二竖杆，第一个所述第二横杆上设置有两个第二竖杆，第一个所述第二竖杆连接两个所述第二横杆，所述第四连接杆和所述第三连接杆二者中的一个与第二个所述第二竖杆铰接。

可选地，所述第三支架与所述第二支架能够沿所述第二方向相对摆动。

可选地，两组所述四连杆机构沿所述第二方向与所述驱动轮的驱动电机间隔设置。

本实用新型的另一个目的在于提供一种机器人，提高行驶稳定性，降低底盘重量，便于维护。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种机器人，包括上述的自适应底盘。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种自适应底盘，第一支架与第二支架通过四连杆机构连接，第三支架与第二支架铰接，增加了安装支架的自由度；在爬坡或者越障时，四连杆机构被动变形，带动第一支架上下浮动，四连杆机构根据不同的地形自动做出调整，使安装支架自适应地面起伏；第一组从动轮起到导向作用，驱动轮和第二组从动轮起到支撑作用，安装支架始终紧贴障碍物表面，当上方平台重量增加随之正压力也在同步增大，使自适应底盘能够在爬坡时保证驱动轮的正压力，进而增加驱动轮与地面之间的摩擦力，使安装支架在爬坡或越障时有很好的抓地力，不会产生打滑的现象，提高了行驶稳定性，具有很好的爬坡性能和越障性能。随上方平台重量增加，正压力也随之在同步增大，保证了大角度爬坡能够有很好的抓地力，进一步提高了行驶稳定性。四连杆机构结构简单、紧凑，便于控制，便于维护；无需安装支架额外配重，降低了底盘重量。

本实用新型提供的一种机器人，通过采用上述的自适应底盘，提高行驶稳定性，降低底盘重量，便于维护。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的自适应底盘的俯视图；

图2是本实用新型实施例一提供的自适应底盘在初始状态下的示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的自适应底盘在上坡状态下的示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的自适应底盘在下坡状态下的示意图；

图5是本实用新型实施例二提供的自适应底盘的主视图；

图6是本实用新型实施例二提供的自适应底盘的原理图。

图中：

11、第一支架；12、第二支架；13、第三支架；

2、四连杆机构；21、第一连接杆；211、第一横杆；212、第一个第一竖杆；213、第二个第一竖杆；22、第二连接杆；221、第一个第二横杆；222、第二个第二横杆；223、第一个第二竖杆；224、第二个第二竖杆；23、第三连接杆；24、第四连接杆；241、第三横杆；242、第一个第三竖杆；243、第二个第三竖杆；2A、第一铰接点；

31、第一组从动轮；32、第二组从动轮；

4、驱动轮；41、驱动电机。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

本实施例提供了一种自适应底盘，如图1和图2所示，其包括安装支架、四连杆机构2、两组从动轮和一组驱动轮4；安装支架包括沿第一方向依次设置的第一支架11、第二支架12和第三支架13，第二支架12与第三支架13铰接；四连杆机构2用于连接第一支架11与第二支架12；第一组从动轮31沿第二方向设置于第一支架11，第二组从动轮32沿第二方向设置于第三支架13，第二方向垂直于第一方向；驱动轮4沿第二方向设置于第二支架12。本实施例中，第一方向为图1中的x向，第二方向为图1中的y向。

第一支架11与第二支架12通过四连杆机构2连接，第三支架13与第二支架12铰接，增加了安装支架的自由度；在爬坡或者越障时，如图2-图4所示，分别为自适应底盘在初始状态下的平坦路面上、上坡及下坡时的示意图，四连杆机构2被动变形，带动第一支架11上下浮动，四连杆机构2根据不同的地形自动做出调整，使安装支架自适应地面起伏；第一组从动轮31起到导向作用，驱动轮4和第二组从动轮32起到支撑作用，安装支架始终紧贴障碍物或路面的表面，当上方平台重量增加随之正压力也在同步增大，使安装支架能够在爬坡时保证驱动轮4的正压力，进而增加驱动轮4与地面之间的摩擦力，使自适应底盘在爬坡或越障时有很好的抓地力，不会产生打滑的现象，提高了行驶稳定性，具有很好的爬坡性能和越障性能。随上方平台重量增加，正压力也随之在同步增大，保证了大角度爬坡能够有很好的抓地力，进一步提高了行驶稳定性。四连杆机构2结构简单、紧凑，便于控制，便于维护；无需安装支架额外配重，降低了自适应底盘重量。

本实施例中，第一组从动轮31包括两个从动轮，两个从动轮沿第二方向安装在第一支架11上；其他实施例中，也可以设置三个或多个从动轮，不进行限定；可选地，当具有三个从动轮时，从动轮也可以呈三角形布置，不进行限定，保证第一支架11沿第一方向行走即可。同理，第二组从动轮32包括两个从动轮，另个从动轮沿第二方向安装在第三支架13上，其他实施例中，也可以设置三个或多个从动轮，不进行限定；可选地，当具有三个从动轮时，从动轮也可以呈三角形布置，不进行限定，保证第三支架13沿第一方向行走即可；同理，一组驱动轮4包括两个沿第二方向安装于第二支架12上的驱动轮4，其他实施例中，也可以设置三个或多个驱动轮，不进行限定；可选地，当具有三个驱动轮时，驱动轮也可以呈三角形布置，不进行限定，保证第二支架12沿第一方向行走即可。

本实施例中，第一组从动轮31和第二组从动轮32分别包括两个沿第二方向设置的从动轮，一组驱动轮4包括两个沿第二方向设置的驱动轮4，简化了结构，且能够满足需求，降低了成本。

本实施例中，第一支架11和第二支架12之间沿第二方向对称设置的两组四连杆机构，提高了第一支架11和第二支架12之间的连接可靠性。

本实施例中，如图2所示，四连杆机构2包括相邻设置的第一连接杆21和第二连接杆22，第一支架11固定于第一连接杆21上，第二支架12固定于第二连接杆22上，第一连接杆21与第二连接杆22铰接形成第二铰接点，第一支架11上的第一组从动轮31随第一连接杆21能够绕第二铰接点转动，从而能够使第一组从动轮31在不同地形下具有较好的导向作用。

可选地，第一连接杆21与第一支架11可以为一体结构，也可以通过第一支架11上的一部分结构充当第一连接杆21；可选地，第一连接杆21也可以通过焊接或通过紧固件可拆卸连接等连接方式连接于第一支架11上；第一连接杆21与第一支架11的具体结构可根据实际情况进行设置，不作限定。同理，第二连接杆22与第二支架12可以为一体结构，也可以通过第二支架12上的一部分结构充当第二连接杆22；可选地，第二连接杆22也可以通过焊接或通过紧固件可拆卸连接等连接方式连接于第二支架12上；第二连接杆22与第二支架12的具体结构可根据实际情况进行设置，不作限定。

可选地，如图3所示，第一连接杆21和第二连接杆22之间设置有第三连接杆23和第四连接杆24，具体地，第四连接杆24呈门字型，第四连接杆24包括两个第三竖杆和连接两个第三竖杆的第三横杆241；本实施例中，第一个第三竖杆242与第一连接杆21铰接，第二连接杆22通过第三连接杆23与第二个第三竖杆铰接；通过第四连接杆24呈门字型结构，防止在运行过程中四连杆机构2与安装支架发生结构干涉。

其他实施例中，也可以是第一个第三竖杆242通过第三连接杆23与第一连接杆21铰接，第二个第三竖杆243与第二连接杆22铰接，可根据实际情况进行设置，不做限定。

可选地，第一连接杆21包括第一横杆211和两个第一竖杆，第一横杆211的一端连接于第一个第一竖杆，第二个第二竖杆设置于第一横杆211的中间位置，第二个第一竖杆与第三连接杆23或第四连接杆24铰接，提高了第一连接杆21的结构强度。

可选地，第二连接杆22包括两个第二横杆和两个第二竖杆，第一个第二横杆上设置有两个第二竖杆，第一个第二竖杆连接两个第二横杆，第四连接杆24和第三连接杆23二者中的一个与第二个第二述竖杆铰接，具有充分的自由度，当运行在不同地形时能够保证四连杆机构2始终是闭环结构；且第二连接杆22具有较好的承重能力，进而提高了四连杆机构2及自适应底盘的承重能力。具体地，为了使底盘上能承载尺寸较大的货物，可适当增加第二支架12的尺寸。

可选地，第三支架13与第二支架12能够沿第二方向相对摆动，避免第二支架12与第三支架13沿竖直方向相对运动，防止第二组从动轮32上下浮动，使第二组从动轮32起到较好的支撑作用，提高了行驶稳定性。

可选地，两组四连杆机构2沿第二方向分别与对应一侧的驱动轮4的驱动电机41间隔设置，使四连杆机构2与驱动电机41相互错开，避免发生结构干涉。进一步可选地，如图1所示，两组四连杆机构2沿第二方向设置于两个驱动轮4之间，以减小整体结构尺寸，使结构更紧凑。

本实施例还提供了一种机器人，包括上述的自适应底盘；在爬坡或者越障时，四连杆机构2被动变形，带动第一支架11上下浮动，四连杆机构2根据不同的地形自动做出调整，使安装支架自适应地面起伏；且第二支架12与第三支架13之间铰接，从而增加了安装支架的自由度；第一组从动轮31起到导向作用，驱动轮4和第二组从动轮32起到支撑作用，安装支架始终紧贴障碍物表面，当上方平台重量增加随之正压力也在同步增大，使安装支架能够在爬坡时保证驱动轮4的正压力，进而增加驱动轮4与地面之间的摩擦力，使自适应底盘在爬坡或越障时有很好的抓地力，不会产生打滑的现象，从而提高了行驶稳定性，具有很好的爬坡性能和越障性能，提高了机器人的爬坡性能和越障性能。随上方平台重量增加，正压力也随之在同步增大，保证了大角度爬坡能够有很好的抓地力，进一步提高了行驶稳定性，提高了机器人的行驶稳定性。四连杆机构2结构简单、紧凑，便于控制，便于维护；无需安装支架额外配重，降低了自适应底盘重量。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，如图5和图6所示，第一连接杆21包括第一横杆211和连接于第一横杆211一端的第一竖杆，第一支架11固定于第一横杆211；第二连接杆22包括两个第二横杆和连接两个第二横杆的第二竖杆，第二支架12固定于第一个第二横杆，第二个第二横杆与第一竖杆铰接，第一竖杆、第二个第二横杆以及第二竖杆形成门字型，且第一支架11与第二连接杆22设置于第一竖杆两侧，通过门字型的避空设计，防止越障时第一连接杆21与第二连接杆22靠近彼此的一侧的结构与安装支架发生干涉，提高了结构可靠性。

具体地，第一支架11和第二支架12沿第一方向设置有间隙，以防止结构干涉。具体地间隙大小根据实际情况进行设置，不作限定。

本实施例中，第三竖杆通过第三连接杆23与第一连接杆21铰接，第三连接杆23与一个第三竖杆铰接形成第一铰接点2A，第一铰接点2A的高度高于第二个第二横杆的高度，本实施例中，第三连接杆23与第三竖杆靠近彼此的一端的结构与安装支架发生干涉，提高了结构可靠性。

本实施例中，第一连接杆21包括第一横杆211、连接于第一横杆端部的第一个第一竖杆212、连接于第一横杆211中间位置的第二个第一竖杆213；第二连接杆22包括依次连接的第二个第二横杆222、第一个第二竖杆223、第一个第二横杆221和第二个第二竖杆224；第四连接杆24包括第三横杆241、连接于第三横杆241上的第一个第三竖杆242和第二个第三竖杆243；第一个第三竖杆242、第三连接杆23及第一个第一竖杆212依次铰接；第二个第一竖杆213与第二个第二竖杆224铰接；第二个第二横杆222、第一个第二竖杆223和第一个第一竖杆212形成门字型。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自适应底盘，其特征在于，包括：

安装支架，包括依次沿第一方向设置的第一支架(11)、第二支架(12)和第三支架(13)，所述第二支架(12)与所述第三支架(13)铰接；

四连杆机构(2)，用于连接所述第一支架(11)与所述第二支架(12)；

两组从动轮，第一组所述从动轮沿第二方向设置于所述第一支架(11)，第二组所述从动轮沿所述第二方向设置于所述第三支架(13)，所述第二方向垂直于所述第一方向；

一组驱动轮(4)，沿所述第二方向设置于所述第二支架(12)。

2.根据权利要求1所述的自适应底盘，其特征在于，所述四连杆机构(2)包括相邻设置的第一连接杆(21)和第二连接杆(22)，所述第一支架(11)固定于所述第一连接杆(21)上，所述第二支架(12)固定于所述第二连接杆(22)上。

3.根据权利要求2所述的自适应底盘，其特征在于，所述第一连接杆(21)和所述第二连接杆(22)之间设置有第三连接杆(23)和第四连接杆(24)，所述第四连接杆(24)呈门字型，所述第四连接杆(24)包括两个第三竖杆和连接两个所述第三竖杆的第三横杆(241)；

所述第一连接杆(21)和所述第二连接杆(22)二者中，其中一个通过所述第三连接杆(23)与一个所述第三竖杆铰接，另一个与另一个所述第三竖杆铰接。

4.根据权利要求3所述的自适应底盘，其特征在于，

所述第一连接杆(21)，包括第一横杆(211)和连接于所述第一横杆(211)一端的第一竖杆，所述第一支架(11)固定于所述第一横杆(211)；

所述第二连接杆(22)，包括两个第二横杆和连接两个所述第二横杆的第二竖杆，所述第二支架(12)固定于第一个所述第二横杆，第二个所述第二横杆与所述第一竖杆铰接，所述第一竖杆、第二个所述第二横杆以及所述第二竖杆形成门字型，且所述第一支架(11)与所述第二连接杆(22)设置于所述第一竖杆两侧。

5.根据权利要求4所述的自适应底盘，其特征在于，所述第三竖杆通过所述第三连接杆(23)与所述第一连接杆(21)铰接，所述第三连接杆(23)与一个所述第三竖杆铰接形成第一铰接点(2A)，所述第一铰接点(2A)的高度高于第二个所述第二横杆的高度。

6.根据权利要求3所述的自适应底盘，其特征在于，所述第一连接杆(21)包括第一横杆(211)和两个第一竖杆，所述第一横杆(211)的一端连接于第一个所述第一竖杆，第二个所述第一竖杆设置于所述第一横杆(211)的中间位置，第二个所述第一竖杆与第三连接杆(23)或第四连接杆(24)铰接。

7.根据权利要求3所述的自适应底盘，其特征在于，所述第二连接杆(22)包括两个第二横杆和两个第二竖杆，第一个所述第二横杆上设置有两个第二竖杆，第一个所述第二竖杆连接两个所述第二横杆，所述第四连接杆(24)和所述第三连接杆(23)二者中的一个与第二个所述第二竖杆铰接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的自适应底盘，其特征在于，所述第三支架(13)与所述第二支架(12)能够沿所述第二方向相对摆动。

9.根据权利要求1-7任一项所述的自适应底盘，其特征在于，两组所述四连杆机构(2)沿所述第二方向与所述驱动轮(4)的驱动电机(41)间隔设置。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的自适应底盘。

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