CN219927793U - 一种轮式机器人的底盘和轮式机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种轮式机器人的底盘和轮式机器人，涉及轮式机器人技术领域，底盘包括支撑底盘的主体结构，主体结构包括两个并排设置的大梁，大梁沿第一方向延伸，大梁上设置有多个中间肋板，中间肋板垂直于第一方向、沿第一方向分布，多个中间肋板沿第一方向的两侧和底部分别连接有壳板，为减轻重量和降低成本，同时又能满足载荷需求，本申请提出了大梁加肋板的结构，两根大梁起承载车身轴向力作用，和中间肋板配合，组成底盘的结构主体，中间肋板的作用是承受车身横向力，壳板和大梁、肋板通过螺钉固定在一起，在底盘结构中壳板起抗车身扭转力的作用。

Description

一种轮式机器人的底盘和轮式机器人

技术领域

本申请涉及轮式机器人领域，具体而言，涉及一种轮式机器人的底盘和轮式机器人。

背景技术

轮式移动机器人以其相对简单的结构和较强的适应性而受到学术界的广泛重视。随着研究的不断深人。轮式移动机器人的运动能力、对不同环境的适应能力、智能性、稳定性等方面有了很大的提高。同时，各种应用例子表明。移动机器人作为人类的新型生产和使用工具，在减轻劳动强度.提高生产率，改变生产模式，把人从危险恶劣、繁重的工作环境下解放出来等方面，显示出极大的优越性。

现有技术中，轮式机器人在设计时，底盘结构的设计还有几种问题没有被解决。

现有使用钢结构，钢结构虽然解决了承受较大载荷问题，但是结构重量较大。而结构重量大，会带来一些副作用，例如：需要更大功率的电机和电池，降低机器人的续航能力。还有一些底盘设计时使用了铝合金结构，铝合金结构虽然降低了结构重量，但是承重能力不足，特别是，铝合金结构车体抗扭转性能不足，在承受非对称载荷时，车身易发生扭转变形甚至结构破坏。

实用新型内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的问题，提供一种轮式机器人的底盘和轮式机器人，提出了钣金折弯大梁加钣金肋板的结构，满足载荷需求，减轻重量和降低成本。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例的一方面，提供一种轮式机器人的底盘，包括支撑底盘的主体结构，主体结构包括两个并排设置的大梁，大梁沿第一方向延伸，大梁上设置有多个中间肋板，中间肋板垂直于第一方向、沿第一方向分布，多个中间肋板沿第一方向的两侧和底部分别连接有壳板。

可选地，大梁和中间肋板为钣金件。

可选地，大梁沿第一方向的两侧形成有折弯，大梁的两侧的两个折弯靠近，以使大梁的横截面形成“口”型。

可选地，多个中间肋板的底部设置有凹槽，大梁设置在凹槽中，连接多个中间肋板的底部的壳板接触大梁的底部设置。

可选地，大梁的两端分别固定有端肋板，端肋板通过连接部连接中间肋板，连接部包括连接在大梁两侧的两个侧壁，侧壁沿第一方向延伸，侧壁的两端分别连接端肋板和中间肋板。

可选地，端肋板和中间肋板之间还设置有抗扭盒，抗扭盒为四个，抗扭盒连接在侧壁外侧。

可选地，连接部的两个侧壁上分别设置有悬挂系统，悬挂系统用于安装车轮。

可选地，悬挂系统通过悬挂支撑架固定；悬挂支撑架穿过连接部的两个侧壁、固定在大梁和连接部上，悬挂支撑架分别连接设置在连接部的两个侧壁上的两个悬挂系统。

另一方面，本申请提供一种轮式机器人，包括以上所描述的轮式机器人的底盘，轮式机器人使用钣金工艺制作。

可选地，轮式机器人的材质为轻金属。

本申请的有益效果包括：

本申请提供了一种轮式机器人的底盘，底盘包括支撑底盘的主体结构，主体结构包括两个并排设置的大梁，大梁沿第一方向延伸，大梁上设置有多个中间肋板，中间肋板垂直于第一方向、沿第一方向分布，多个中间肋板沿第一方向的两侧和底部分别连接有壳板，为减轻重量和降低成本，同时又能满足载荷需求，本申请提出了大梁加肋板的结构，两根大梁起承载车身轴向力作用，和中间肋板配合，组成底盘的结构主体，中间肋板的作用是承受车身横向力，壳板和大梁、肋板通过螺钉固定在一起，在底盘结构中壳板起抗车身扭转力的作用。本申请采用全钣金工艺，降低了制造成本，缩短了制造时间。本申请提出了承力梁加肋板的形式，提高了结构强度。本申请提出了抗扭盒结构，提高了车体抗扭转性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种轮式机器人的主体结构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种轮式机器人的大梁的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种轮式机器人的中间肋板的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种轮式机器人的底盘的结构示意图之一；

图5为本申请实施例提供的一种轮式机器人的底盘结构示意图之二；

图6为本申请实施例提供的一种轮式机器人的底盘结构示意图之三。

图标：10-底盘；100-大梁；110-折弯；200-中间肋板；210-连接板；211-钣金边；212-凹槽；300-端肋板；400-壳板；500-连接部；600-悬挂系统；610-悬挂支撑架；700-车轮；800-承重板；900-抗扭盒。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本申请的保护范围内。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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申请中的具体含义。

现有的轮式机器人的底盘结构与有以下几种：1)使用钢结构，钢结构虽然解决了承受较大载荷问题，但是结构重量较大，而结构重量大，会带来一些副作用，例如：需要更大功率的电机和电池，降低机器人的续航能力；2)使用铝合金结构，铝合金结构虽然降低了结构重量，但是承重能力不足，特别是，铝合金结构车体抗扭转性能不足，在承受非对称载荷时，车身易发生扭转变形甚至结构破坏；3)大梁使用CNC机加工零件，成本高，建造周期长。因此，需要设计新的结构形式来解决上述问题。

本申请实施例提出了新的轮式机器人的底盘10结构，在使用轻金属铝合金的情况下，解决了传统轻金属结构承重能力不足，易扭转变形等问题。同时，避免了钢结构底盘10的超重问题。本申请所提供的大梁100采用钣金折弯110工艺，降低了加工成本，缩短了制造周期。

本申请实施例的一方面，参照图1，提供一种轮式机器人的底盘10，包括支撑底盘10的主体结构，主体结构包括两个并排设置的大梁100，大梁100沿第一方向延伸，大梁100上设置有多个中间肋板200，中间肋板200垂直于第一方向、沿第一方向分布，多个中间肋板200沿第一方向的两侧和底部分别连接有壳板400。

在本申请实施例中，底盘10还包括设置在多个中间肋板200上的承重板800，承重板800用于设置轮式机器人的主体，沿第一方向的两侧分别连接有两个车轮700。

示例的，如图4所示，两根钣金结构的大梁100起车身轴向承力作用，和中间肋板200配合，组成底盘10的结构主体。中间肋板200的作用是承受车身横向力，壳板400经过螺钉和大梁100、肋板固定在一起，壳板400的作用是抗车身扭转。

进一步的，中间肋板200和大梁100、壳板400和中间肋板200、壳板400和大梁100、外壳和承重板800之间通过螺钉连接，对应连接的位置设置有螺钉孔，用于使螺钉穿过。

如图3所示，多个中间肋板200沿第一方向的投影的大小相同，使得壳板400沿第一方向设置，可连接多个中间肋板200的侧边，将多个中间肋板200的两侧边覆盖住。

具体的，在图1的实施例中，车轮700沿第一方向连接在壳板400的两侧，车轮700之间留有足够的距离，以增加轮式机器人的承重能力。

综上，本申请提供的一种轮式机器人的底盘10，包括支撑底盘10的主体结构，主体结构包括两个并排设置的大梁100，大梁100沿第一方向延伸，大梁100上设置有多个中间肋板200，中间肋板200垂直于第一方向、沿第一方向分布，多个中间肋板200沿第一方向的两侧和底部分别连接有壳板400，为减轻重量和降低成本，同时又能满足载荷需求，本申请提出了大梁100加肋板的结构，两根大梁100起承载车身轴向力作用，和中间肋板200配合，组成底盘10的结构主体，中间肋板200的作用是承受车身横向力，壳板400和大梁100、肋板通过螺钉固定在一起，在底盘10结构中壳板400起抗车身扭转力的作用。

具体地，大梁100和中间肋板200为钣金件，减少成本并且能够满足载荷要求。

如图2所示，中间肋板200的边缘形成有钣金边211，通过钣金边211，中间肋板200连接大梁100、壳板400和承重板800。

示例地，如图2所示，大梁100沿第一方向的两侧形成有折弯110，大梁100的两侧的两个折弯110靠近，以使大梁100的横截面形成“口”型，这样的结构不仅节省材料，还能提高大梁100的承重能力，同时加工容易，提升自动化生产能力。

示例地，如图2所示，多个中间肋板200的底部设置有凹槽212，大梁100设置在凹槽212中，连接多个中间肋板200的底部的壳板400接触大梁100的底部设置。中间肋板200、壳板400形成开口向上的壳体结构，大梁100沿第一方向穿过壳体结构沿壳体结构的底部设置。

示例的，如图3所示，大梁100的两端分别固定有端肋板300，端肋板300通过连接部500连接中间肋板200，连接部500包括连接在大梁100两侧的两个侧壁，侧壁沿第一方向延伸，侧壁的两端分别连接端肋板300和中间肋板200。在本申请实施例中，连接部500为U型结构，U型结构的开口向上，大梁100位于连接部500的底壁上，连接部500的两个侧壁沿第一方向延伸。

在本申请实施例中，处于外侧的中间肋板200上设置有连接板210，连接板210为钣金结构，连接部500通过连接板210和中间肋板200连接，连接板210还连接大梁100，加固结构。

示例地，如图5所示，连接部500的底部和两个大梁100的宽度匹配，使得大梁100搭接在连接部500的U型底部上。

示例的，如图5所示，中间肋板200、端肋板300的上端平齐，以在上端放置轮式机器人的承重板800，承重板800的边缘和中间肋板200、端肋板300的边缘相匹配。

需要说明的是，本申请的端肋板300、中间肋板200因为所处的位置不同、连接的部件不同，并不完全相同，各个中间肋板200沿第一方向的投影相同，便于连接壳板400以及承重板800。

具体的，端肋板300和中间肋板200之间还设置有抗扭盒900，抗扭盒900为四个，抗扭盒900连接在侧壁外侧，抗扭盒900设置在承重板800下，分别设置在承重板800的四个角处。

在图6的实施例中，在车身四个角，设置了四个抗扭盒900结构。抗扭盒900通过螺栓，连接端肋板300、车身外壳和中间肋板200。抗扭盒900的作用是：进一步提高车身的抗扭转性能。

具体的，连接部500的两个侧壁上分别设置有悬挂系统600，悬挂系统600用于安装车轮700，悬挂系统600设置在连接部500沿第一方向的两侧。

示例的，如图5所示，悬挂系统600通过悬挂支撑架610固定；悬挂支撑架610穿过连接部500的两个侧壁、固定在大梁100和连接部500上，悬挂支撑架610连接设置在连接部500的两个侧壁上的两个悬挂系统600。悬挂支撑架610将悬挂系统600通过螺栓连接到大梁100和车体外壳上，起到固定悬挂系统600和将力传递到大梁100的作用。

悬挂系统600为四个，悬挂系统600用于连接车轮700，悬挂支撑架610分别设置在连接部500的U型结构里、固定在大梁100上，将悬挂系统600固定在连接部500的两侧，悬挂系统600用于为车轮700减震。

本申请实施例的另一方面，提供一种轮式机器人，包括以上所描述的轮式机器人的底盘10。该轮式机器人包含与前述实施例中的轮式机器人的底盘10相同的组件和有益效果。本申请实施例提供轮式机器人使用钣金工艺制作。轮式机器人的底盘10的组件和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

具体的，本申请实施例提供的轮式机器人的材质为轻金属。

本申请所提供轮式机器人完全使用轻金属制造，降低了结构重量；采用全钣金工艺，降低了制造成本，缩短了制造时间；提出了承力梁(大梁100)加肋板(中间肋板200)的形式，提高了结构强度；提出了抗扭盒900结构，提高了车体抗扭转性能。

经过量产和使用实践检验，本申请提供的轮式机器人达到了设计要求，在全车仅重100Kg的基础上，达到了500Kg的承重性能；经过实际路面测试，本申请所提供的车身，抗扭转性能良好。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轮式机器人的底盘，其特征在于，包括支撑所述底盘的主体结构，所述主体结构包括两个并排设置的大梁(100)，所述大梁(100)沿第一方向延伸，所述大梁(100)上设置有多个中间肋板(200)，所述中间肋板(200)垂直于所述第一方向、沿所述第一方向分布，多个所述中间肋板(200)沿所述第一方向的两侧和底部分别连接有壳板(400)。

2.根据权利要求1所述的轮式机器人的底盘，其特征在于，所述大梁(100)和所述中间肋板(200)为钣金件。

3.根据权利要求1所述的轮式机器人的底盘，其特征在于，所述大梁(100)沿所述第一方向的两侧形成有折弯(110)，所述大梁(100)的两侧的两个所述折弯(110)靠近，以使所述大梁(100)的横截面形成“口”型。

4.根据权利要求1所述的轮式机器人的底盘，其特征在于，多个所述中间肋板(200)的底部设置有凹槽(212)，所述大梁(100)设置在所述凹槽(212)中，连接多个所述中间肋板(200)的底部的所述壳板(400)接触所述大梁(100)的底部设置。

5.根据权利要求4所述的轮式机器人的底盘，其特征在于，所述大梁(100)的两端分别固定有端肋板(300)，所述端肋板(300)通过连接部(500)连接所述中间肋板(200)，所述连接部(500)包括连接在所述大梁(100)两侧的两个侧壁，所述侧壁沿所述第一方向延伸，所述侧壁的两端分别连接所述端肋板(300)和所述中间肋板(200)。

6.根据权利要求5所述的轮式机器人的底盘，其特征在于，所述端肋板(300)和所述中间肋板(200)之间还设置有抗扭盒(900)，所述抗扭盒(900)连接在所述侧壁外侧。

7.根据权利要求5所述的轮式机器人的底盘，其特征在于，所述连接部(500)的两个所述侧壁上分别设置有悬挂系统(600)，所述悬挂系统(600)用于安装车轮(700)。

8.根据权利要求7所述的轮式机器人的底盘，其特征在于，所述悬挂系统(600)通过悬挂支撑架(610)固定；

所述悬挂支撑架(610)穿过所述连接部(500)的两个所述侧壁、固定在所述大梁(100)和所述连接部(500)上，所述悬挂支撑架(610)分别连接两个所述悬挂系统(600)。

9.一种轮式机器人，其特征在于，所述轮式机器人包括如权利要求1-8任一项所述的轮式机器人的底盘，所述轮式机器人使用钣金工艺制作。

10.根据权利要求9所述的轮式机器人，其特征在于，所述轮式机器人的材质为轻金属。