CN219029620U - 全向底盘结构及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种全向底盘结构及机器人，全向底盘结构包括转动组件，包括承载件，承载件用于承载固定机器人主体；底盘组件，包括底盘主体和驱动件，底盘主体设置在承载件背离机器人主体的一侧，驱动件设置在底盘主体上，用于驱动承载件相对底盘主体转动；移动组件，设置在底盘主体上，移动组件带动底盘主体移动。本申请提供的全向底盘结构，通过通过设置有通过驱动件驱动转动的承载件，承载件承载固定机器人主体，当需要进行转弯时，移动组件带动底盘主体朝向一侧转动，驱动件带动承载件以相同速度朝向另一侧转动，使得机器人主体的朝向始终保持一致，而仅有底盘主体的角度改变，避免在紧急转向时会碰撞到行人。

Description

全向底盘结构及机器人

技术领域

本申请属于机器人底盘设计领域，更具体地说，是涉及一种全向底盘结构及机器人。

背景技术

对于轮式机器人，底盘是整个系统的重要承载部件，用于安装电池、控制主板、传动系统等部件。

现有机器人对底盘的转弯比较重视，在机器人转动时，通常都是底盘与上部的机器人本体一体转动，而当遇到障碍物紧急转动时可能会使得机器人本体的突出部件与行人等发生碰撞。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种全向底盘结构及机器人，以解决现有的轮式移动机器人在转动时通常都是底盘与上部的机器人本体一体转动，而当遇到障碍物紧急转动时可能会使得机器人本体的突出部件与行人等发生碰撞的问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种全向底盘结构，包括：

转动组件，包括承载件，所述承载件用于承载固定所述机器人主体；

底盘组件，包括底盘主体和驱动件，所述底盘主体设置在所述承载件背离所述机器人主体的一侧，所述驱动件设置在所述底盘主体上，用于驱动所述承载件相对所述底盘主体转动；

移动组件，设置在所述底盘主体上，所述移动组件带动所述底盘主体移动。

可选地，所述驱动件包括转动部和从动部，所述承载件设置在所述从动部上，所述转动部驱动所述从动部相对所述底盘主体转动。

可选地，所述底盘主体具有所述驱动件的一侧凸出设置有支撑平台，所述从动部和所述转动部转动设置在所述支撑平台上背离所述底盘主体的一侧。

可选地，所述转动部包括驱动马达和输出齿轮，所述驱动马达和所述输出齿轮在所述支撑平台两侧相对设置，且所述驱动马达带动所述输出齿轮转动；

所述从动部包括从动齿轮，所述输出齿轮与所述从动齿轮相互啮合；

所述支撑平台背离所述底盘主体的一侧设置有轴承件，所述从动齿轮套接安装在所述轴承件上，所述轴承件与所述底盘主体同轴设置。

可选地，还包括角度检测组件，所述角度检测组件对所述驱动件的转动角度进行检测。

可选地，还包括控制组件，所述控制组件分别与所述移动组件、所述驱动件和所述角度检测组件电连接；

所述控制组件根据所述角度检测组件所检测的角度控制所述移动组件调节所述底盘主体转动相应的角度。

可选地，所述移动组件包括设置在所述底盘主体行进方向两侧的驱动轮和设置在所述底盘主体周侧的多个万向轮，所述控制组件控制调节所述万向轮的朝向角度，且所述控制组件控制所述驱动轮的转动。

可选地，还包括识别组件，所述识别组件还包括第一识别件，所述第一识别件对所述机器人主体上侧的标号信息进行识别，以使所述控制组件控制所述移动组件调节所述底盘主体转动相应的角度。

可选地，所述识别组件还包括第二识别件，所述第二识别件设置在所述底盘主体行进方向的一侧，所述第二识别件对所述底盘主体行进方向一侧的障碍物进行识别探测。

一种机器人，包括机器人本体和上述的全向底盘结构，所述机器人主体设置在所述全向底盘结构中的承载件上，且所述机器人主体可与所述全向底盘结构中的底盘主体相对转动。

本申请提供的全向底盘结构的有益效果在于：与现有技术相比，本申请的全向底盘结构通过设置有通过驱动件驱动转动的承载件，承载件承载固定机器人主体，当需要进行转弯时，移动组件带动底盘主体朝向一侧转动，驱动件带动承载件以相同速度朝向另一侧转动，使得机器人主体的朝向始终保持一致，而仅有底盘主体的角度改变，从而使得机器人整体的底部转动而上部保持角度不变，避免在紧急转向时会碰撞到行人。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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全向底盘结构的结构示意图一；

图2为本申请实施例提供的全向底盘结构的结构示意图二；

图3为本申请实施例提供的机器人的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的机器人的爆炸结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-全向底盘结构；

2-机器人主体；

10-转动组件；

11-承载件；

20-底盘组件；

21-底盘主体；

22-驱动件；

221-转动部；

2211-驱动马达；

2212-输出齿轮；

222-从动部；

2221-从动齿轮；

23-支撑平台；

24-轴承件；

30-移动组件；

31-驱动轮；

32-万向轮；

40-角度检测组件；

50-控制组件；

60-识别组件；

61-第一识别件；

62-第二识别件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，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”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者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实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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实用新型的限制。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或维护工具不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或维护工具固有的其它步骤或单元。

请一并参阅图1至图2，现对本申请实施例提供的全向底盘结构进行说明。本申请实施例提供了一种全向底盘结构，用于连接并支撑机器人主体2，包括转动组件10、底盘组件20和移动组件30。其中，转动组件10和底盘组件20之间构成可以相对转动的两个部件，转动组件10包括承载件11，承载件11设置为托盘样式，从而使得承载件11背离底盘组件20的一侧可以承载并固定机器人主体。其中，底盘组件20包括底盘主体21和驱动件22，底盘主体21设置在承载件11背离机器人主体2的一侧，驱动件22设置在底盘主体21的一侧，且驱动件22驱动承载件11相对底盘主体21转动。可以理解的是，承载件11设置在机器人主体2和底盘主体21之间，且在底盘主体21上设置有用于驱动承载件11转动的驱动件22，通过驱动件22驱动承载件11转动，从而驱动机器人本体2整体进行转动。相应的，底盘主体21作为支撑并带动整个机器人本体2移动的支撑件，为了达到机器人的移动效果，通常需要在底盘主体21上背离机器人的一侧设置移动组件30，移动组件30用于带动底盘主体21移动，从而为整个机器人移动提供动力。

在上述实施例中，移动组件30带动底盘主体21移动时，通常需要经过各类弯角，或在行进过程中转动朝向以切换行进方向。在此过程中，在机器人主体2上由于需要承载各类的物品进行运输，可能会造成重心不稳，或因为机器人主体2的宽度长度不相同，在某处设置有凸起、托盘等，在紧急转向时可能会造成机器人主体2撞到行人。为此，在本申请中设置有通过驱动件22驱动转动的承载件11，承载件11承载固定机器人主体2，当需要进行转弯时，移动组件30带动底盘主体21朝向一侧转动时，驱动件22带动承载件11以相同速度朝向另一侧转动。示例性的，移动组件30带动底盘主体21朝向前进方向的左侧转动时，驱动件22带动承载件11以相同速度朝向前进方向的右侧转动，移动组件30停止转动时，驱动件22也停止转动，于是从机器人前进的方向来看，机器人主体2的朝向始终保持一致，而仅有底盘主体21的角度改变，从而使得机器人整体的底部转动而上部保持角度不变，避免在紧急转向时会碰撞到行人。

需要注意的是，驱动件22带动承载件11转动，其中驱动件22可以直接与承载件11连接，即驱动件22与承载件11之间处于直驱状态，驱动件22直接驱动承载件11转动；这样的话，为了达到承载件11上机器人主体2的转动效果，通常是将驱动件22设置在承载件11背离机器人主体2的一侧，且驱动件22与底盘主体21同轴设置，驱动件22的输出轴穿过底盘主体21与承载件11连接，通过驱动件22的转动直接带动承载件11转动。又或者，驱动件22间接带动承载件11转动，如设置有间接连接的齿轮、皮带轮等，通过设置在一侧的驱动部件来实现驱动，本实施例对此不做限制。

在上述实施例的基础上，为了实现驱动件22带动承载件11转动的可行性，在本申请中通常选用驱动件22间接带动承载件11转动，从而实现更好的装配性。可选的，驱动件22包括转动部221和从动部222，承载件11设置在从动部222上，且从动部222与底盘主体21同轴且间隔设置，转动部221驱动从动部222相对底盘主体21转动。

其中，转动部221设置在底盘主体21的轴心一侧，而从动部222与底盘主体21同轴设置，且转动部221带动从动部222转动，从而带动上侧的承载件11与底盘主体21相对转动。通常机器人主体2本身的质量较重，通过直驱方式实现转动对驱动件22的要求较高；当驱动件22带动承载件11间接驱动时，转动部221直接设置在承载件11的下侧，更便于装配，且由于间接驱动，对转动部221的要求相应较低，相应转动部221的规格更小，便于装配。

为了达到驱动件22、承载件11和底盘主体21之间的装配效果，且使得承载件11能在转动部221和从动部222的转动下带动进行转动，则需要额外设置有一个固定平台对转动部221和从动部222进行固定。为此，在本实施例中，可选的，在底盘主体21具有驱动件22的一侧凸出设置有支撑平台23，从动部222和转动部221转动设置在支撑平台23上背离底盘主体21的一侧。其中，支撑平台23突出设置在底盘主体21的上侧，且从动部222和转动部221是设置在支撑平台23上的，为了达到从动部222与承载件11之间的连接效果，通常是将从动部222设置在支撑平台23的上侧；相应的，转动部221与从动部222之间相互配合，从而实现对从动部222的驱动。

在本申请的一种实施例中，可选的，转动部221包括驱动马达2211和输出齿轮2212，驱动马达2211和输出齿轮2212在支撑平台23两侧相对设置，且驱动马达2211带动输出齿2212轮转动，即驱动马达2211和输出齿轮2212分别设置在支撑平台23的上下两侧，且驱动马达2211的输出轴穿过支撑平台23与另一侧的输出齿轮2212连接，从而带动输出齿轮2212转动；相应的，从动部222包括从动齿轮2221，输出齿轮2212与从动齿轮2221相互啮合，从而实现输出齿轮2212带动从动齿轮2221转动。在其中，为了达到从动齿轮2221可以与支撑平台23产生相对运动，在支撑平台23背离底盘主体21的一侧设置有轴承件24，从动齿轮2221套接安装在轴承件24上，轴承件24与底盘主体21同轴设置。

可以理解的是，从动齿轮2221通过轴承件24与支撑平台23连接，且轴承件24也是与底盘主体21同轴设置的，输出齿轮2212带动从动齿轮2221转动时，既可保证从动齿轮2221与底盘主体21之间也是同轴转动，从而使得机器人主体2在转动时更加平稳。

在上述实施例中，驱动件22驱动承载件11转动，从而使得机器人主体2在机器人整体转动时(即下方底盘主体21转动时)本身不产生转动，则需要机器人主体2在底盘主体21转动时，与底盘主体21转动相应的角度。为了实现更精准的角度转动，可选的，还包括角度检测组件40，角度检测组件用于对驱动件22的转动角度进行检测。可以理解的是，角度检测组件40与驱动件22啮合或通过其他方式连接，使得其能产生同步转动，从而通过对其转动的角度进行记录，实现对角度的检测。当设置为直驱连接时，可以通过在驱动件22输出轴上设置转动齿轮，再在驱动件22的另一侧设置有从动小齿轮与之连接，通过对从动小齿轮的转动角度进行检测；又或者，当设置为间接驱动时，如上述实施例中所提到的设置有转动部221和从动部222，通过设置有额外的从动小齿轮与从动部222的从动齿轮2221连接，通过对从动齿轮2221转动的角度进行检测，从而计算出移动组件30需要调节的转动角度，本实施例对此不做限制。

需要注意的是，在本申请中，是驱动件22首先工作驱动承载件转动，再通过角度检测组件40检测驱动件22的转动角度，再对移动组件30所需要转动调节的角度进行控制。为此，在本申请中，还包括控制组件50，控制组件50分别与移动组件30、驱动件22和角度检测组件40电连接；控制组件50根据角度检测组件40所检测的角度控制移动组件30调节底盘主体21转动相应的角度，即可实现机器人主体2在底盘主体21转动时，与底盘主体21转动的角度更加精确，实现了更好的移动和转动效果。

需要注意的是，在上述实施例中，通过控制组件50控制移动组件30来实现对底盘主体21转动角度的调节。为了达到对底盘主体21行进时转动方向的调节效果，可选的，移动组件30包括设置在底盘主体21行进方向两侧的驱动轮31和设置在底盘主体21周侧的多个万向轮32，控制组件50控制调节万向轮32的朝向角度，且控制组件50控制驱动轮31的转动。

可以理解的是，控制组件50是通过调节万向轮32的朝向来实现对底盘主体21转动角度的调节。在本实施例中，万向轮32可以设置有前后各两个，通过同步调节两个前万向轮32的角度，也可以同时调节四个万向轮32的角度，再驱动驱动轮31来实现对底盘主体21转动角度的调节。其中，两个驱动轮31分别设置在底盘主体21行进方向的两侧，通过驱动两个驱动轮31来实现机器人整体的移动；另外，为了达到驱动轮31对机器人更好的驱动效果，两个驱动轮31可以通过单独的轮毂电机驱动，示例性的，当左驱动轮转动，而右驱动轮不动，且万向轮32角度调整后，机器人即可以右驱动轮为圆心做转向运动；又或者，当万向轮32角度调整后，左右驱动轮同时转动，可以达到更大行程的转向动作；相应的，也可以使得左右驱动轮反向转动，从而可以实现机器人在原地即可转向，达到了更好的控制效果；另外，前万向轮32也可以设置有3个或更多个，从而可以在控制转向时达到更好的转向效果，本实施例对此不做限制。

在上述实施例中，是驱动件22首先工作驱动承载件11转动，则需要控制组件50在机器人行进过程中触发到相应的转动条件再向驱动件22发出转动指令。在本申请提供的一种实施方式中，机器人是需要通过接受指令来实现位移转动的，例如，在机器人前侧或顶部标注路线箭头，通过识别路线箭头来实现对机器人整体的转向。示例性的，可选的，识别组件60还包括第一识别件61，第一识别件61对机器人主体2上侧的标号信息进行识别，以使控制组件50控制移动组件30调节底盘主体21转动相应的角度。可以理解的是，在本实施例中，机器人在行进过程中，第一识别件61始终对机器人上部或前侧的方向标记进行识别，方向标记通常包括前进、转弯、停止和掉头等，并实时传输至控制组件50中，由控制组件50对方向标记进行判定。当控制组件50检测到识别标记为转向标记时，即开始控制驱动件22转动，角度检测组件40对驱动件22的转动角度进行检测，同时控制组件50根据角度检测组件40所检测的角度控制移动组件30调节底盘主体21转动相应的角度，即可实现机器人主体2在底盘主体21转动时，与底盘主体21转动的角度更加精确，实现了更好的移动和转动效果，再进行相应的调节。

又或者，在本身请提供的另一实施例中，当机器人行进路上遇到障碍物时，也需要机器人识别并进行转动绕路等。为此，可选的，还包括识别组件60，识别组件60包括第二识别件62，第二识别件62设置在底盘主体21行进方向的一侧，第二识别件62对底盘主体21行进方向一侧的障碍物进行识别探测，当第二识别件62检测到底盘主体21行进方向上有障碍物时，第二识别件62将电信号传输至控制组件50，控制组件50对信号进行处理后控制驱动件22驱动承载件11转动，在此过程中角度检测组件40对承载件11的转动角度进行检测，并将检测到的转动信息传输至控制组件50，控制组件50根据传输信息控制万向轮32产生相应的角度转动，再通过驱动驱动轮31进行转动，即可在实现机器人主体2不转动的情况下，底盘主体21产生转动。示例性的，当角度检测组件40检测到承载件11顺时针转动90°时，控制组件50需要控制万向轮32逆时针旋转90°，从而实现相对转动的技术效果。

另外，还需要说明的是，第一识别件61和第二识别件62可以是激光雷达，也可以是机器视觉，还可以是超声波传感器等结构，本申请对此不做限定，可以根据实际的应用场景和需要进行合理的选择和安装，只要能够稳定可靠的识别相应的信息即可。

在本申请提供的另一实施例中，还提供了一种机器人，包括机器人本体和上述的全向底盘结构。其中，机器人主体2设置在全向底盘结构1中的承载件11上，且机器人主体2可与全向底盘结构1中的底盘主体21相对转动。

其中，本实施例中所提到的全向底盘结构与上述实施例中的全向底盘结构的结构相同，所起到的效果也相同，本实施例中对此不做赘述。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，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)

1.一种全向底盘结构，用于连接并支撑机器人主体，其特征在于，包括：

转动组件，包括承载件，所述承载件用于承载固定所述机器人主体；

底盘组件，包括底盘主体和驱动件，所述底盘主体设置在所述承载件背离所述机器人主体的一侧，所述驱动件设置在所述底盘主体上，用于驱动所述承载件相对所述底盘主体转动；

移动组件，设置在所述底盘主体上，所述移动组件带动所述底盘主体移动。

2.如权利要求1所述的全向底盘结构，其特征在于：所述驱动件包括转动部和从动部，所述承载件设置在所述从动部上，所述转动部驱动所述从动部相对所述底盘主体转动。

3.如权利要求2所述的全向底盘结构，其特征在于：所述底盘主体具有所述驱动件的一侧凸出设置有支撑平台，所述从动部和所述转动部转动设置在所述支撑平台上背离所述底盘主体的一侧。

4.如权利要求3所述的全向底盘结构，其特征在于：所述转动部包括驱动马达和输出齿轮，所述驱动马达和所述输出齿轮在所述支撑平台两侧相对设置，且所述驱动马达带动所述输出齿轮转动；

所述从动部包括从动齿轮，所述输出齿轮与所述从动齿轮相互啮合；

所述支撑平台背离所述底盘主体的一侧设置有轴承件，所述从动齿轮套接安装在所述轴承件上，所述轴承件与所述底盘主体同轴设置。

5.如权利要求1-4任一项所述的全向底盘结构，其特征在于：还包括角度检测组件，所述角度检测组件对所述驱动件的转动角度进行检测。

6.如权利要求5所述的全向底盘结构，其特征在于，还包括控制组件，所述控制组件分别与所述移动组件、所述驱动件和所述角度检测组件电连接；

所述控制组件根据所述角度检测组件所检测的角度控制所述移动组件调节所述底盘主体转动相应的角度。

7.如权利要求6所述的全向底盘结构，其特征在于：所述移动组件包括设置在所述底盘主体行进方向两侧的驱动轮和设置在所述底盘主体周侧的多个万向轮，所述控制组件控制调节所述万向轮的朝向角度，且所述控制组件控制所述驱动轮的转动。

8.如权利要求6所述的全向底盘结构，其特征在于：还包括识别组件，所述识别组件还包括第一识别件，所述第一识别件对所述机器人主体上侧的标号信息进行识别，以使所述控制组件控制所述移动组件调节所述底盘主体转动相应的角度。

9.如权利要求8所述的全向底盘结构，其特征在于：所述识别组件还包括第二识别件，所述第二识别件设置在所述底盘主体行进方向的一侧，所述第二识别件对所述底盘主体行进方向一侧的障碍物进行识别探测。

10.一种机器人，其特征在于：包括机器人主体和权利要求1-9任一项所述的全向底盘结构，所述机器人主体设置在所述全向底盘结构中的承载件上，且所述机器人主体可与所述全向底盘结构中的底盘主体相对转动。

Images