CN220147453U - 一种带避震装置的四驱独立转向机器人底盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机器人底盘技术领域，具体地说是一种带避震装置的四驱独立转向机器人底盘，机器人底盘骨架前后均装有触边防撞组件，机器人底盘骨架对角装有两个激光传感器电池及电池管理系统装在机器人底盘骨架下方空间，调试接口组件装在机器人底盘骨架后端上方空间。激光避坑传感器装在机器人底盘骨架前端下方空间，电器安装组件安装在机器人底盘骨架前端上方空间，四套行走转向组件安装在机器人底盘骨架四个对角处，同现有技术相比，本实用新型通过在底盘骨架上安装转向、防撞组件，以及配合各种传感器，实现了原地转向、实时精确定位、避坑避障、大角度爬坡、高台阶越障等功能，增强了机器人在复杂环境的适应能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人底盘技术领域，具体地说是一种带避震装置的四驱独立转向机器人底盘。
背景技术
随着机器人技术的发展，机器人底盘的驱动形式多种多样，包括两驱差速底盘、四驱差速底盘、四驱独立转向底盘等。但这些机器人底盘均有一定的应用局限性，如两驱差速底盘爬坡越障能力较差，四驱差速底盘和四驱独立转向底盘易引起机器人本体震动，机器人底盘的多环境适应能力不足一直是局限机器人应用的因素。
基于以上原因，本实用新型设计了一种带避震装置的四驱独立转向机器人底盘，可实现原地转向、实时精确定位、避坑避障、大角度爬坡、高台阶越障等功能，增强了机器人在复杂环境的适应能力。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种带避震装置的四驱独立转向机器人底盘，可实现原地转向、实时精确定位、避坑避障、大角度爬坡、高台阶越障等功能，增强了机器人在复杂环境的适应能力。
为了达到上述目的，本实用新型提供一种带避震装置的四驱独立转向机器人底盘，包括机器人底盘骨架、行走转向组件、触边防撞组件、调试接口组件、电池及电池管理系统、电器安装组件、激光避坑传感器、激光传感器、气体传感器组件、局部放电检测传感器和陀螺仪，机器人底盘骨架前后均装有触边防撞组件，机器人底盘骨架对角装有两个激光传感器电池及电池管理系统装在机器人底盘骨架下方空间，调试接口组件装在机器人底盘骨架后端上方空间。激光避坑传感器装在机器人底盘骨架前端下方空间，电器安装组件安装在机器人底盘骨架前端上方空间，四套行走转向组件安装在机器人底盘骨架四个对角处。
机器人底盘骨架包括大底板、驱动器、风扇、接线端子排、外壳安装板一、温控开关、调试接口板支架、外壳安装板二、提手、开关电源、步进驱动器、线槽一、线槽二、电源模块三、电源模块四、六角铜柱、避坑激光座、支柱和温湿度传感器，大底板四个对角设有四个行走转向组件安装位置，大底板前后及两侧设有共八个外壳安装板一，提手设在四个行走转向组件安装位置旁，开关电源设在大底板中部，调试接口板支架设在大底板后端。
行走转向组件包括驱动轮组件、避震组件和转向组件，驱动轮组件与避震组件连接，避震组件与转向组件连接，转向组件设有编码器，转向组件在电机的驱动下实现转向，编码器实现转向组件的实时位置信息，与电机形成闭环控制，驱动组件设有两个深沟球轴承。
调试接口组件包括调试接口板、按钮开关、USB延长线、数码显示屏、调试接口连接板、网线延长线、航空插座、高清线、直流断路器和空开固定件，按钮开关、USB延长线、数码显示屏、网线延长线、航空插座、高清线、直流断路器均安装在调试接口板上，航空插座设为机器人的人工充电的接口，数码显示屏显示电池系统的电压值。
电池及电池管理系统包括电池仓、充电二极管、电池、充电极固定块、电池拖架、充电接触块和把手，电池放置在电池拖架上，电池拖架上设有把手，电池拖架可以从电池仓后端拉出，两个充电接触块和充电二极管固定在充电极固定块上，充电极固定块安装在电池仓前端。
电器安装组件包括支架、AP安装板、车载AP、电源模块一、交换机、超声控制板、扬声器、工控机和工控机支架，车载AP、电源模块、交换机、超声控制板、扬声器安装在AP安装板上，工控机安装在工控机支架上，AP安装板和工控机支架固定在两个支架上。
同现有技术相比，本实用新型通过在底盘骨架上安装转向、防撞组件，以及配合各种传感器，实现了原地转向、实时精确定位、避坑避障、大角度爬坡、高台阶越障等功能，增强了机器人在复杂环境的适应能力。
附图说明
图1为本实用新型立体图。
图2为本实用新型侧视图。
图3为本实用新型机器人底盘骨架俯视图。
图4为本实用新型行走转向组件立体图。
图5为本实用新型调试接口组件正视图。
图6为本实用新型电池及电池管理系统俯视图。
图7为本实用新型电池及电池管理系统立体图。
图8为本实用新型电器安装组件俯视图。
图9为本实用新型电器安装组件立体图。
附图标记说明：
1为机器人底盘骨架、2为行走转向组件、3为触边防撞组件、4 为调试接口组件、5为电池及电池管理系统、6为电器安装组件、7为激光避坑传感器、8为激光传感器、9为气体传感器组件、10为局部放电检测传感器、11为陀螺仪、12为大底板、13为驱动器、14为风扇、15为接线端子排、16为外壳安装板一、17为温控开关、18为调试接口板支架、19为外壳安装板二、20为提手、21为开关电源、22为步进驱动器、23为线槽一、24为线槽二、25为电源模块三、26为电源模块四、27为六角铜柱、28为避坑激光座、29为支柱、30为温湿度传感器、31为驱动轮组件、32为避震组件、33为转向组件、34为调试接口板、35为按钮开关、36为USB延长线、37为数码显示屏、38为调试接口连接板、39为网线延长线、40为航空插座、41为高清线、42为直流断路器、43为空开固定件、44为电池仓、45为充电二极管、46为电池、47为充电极固定块、48为电池拖架、49为充电接触块、50为把手、51为支架、52为AP安装板、53为车载AP、54为电源模块一、55为电源模块二、56为交换机、57为超声控制板、58为扬声器、59为工控机、60为工控机支架。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型做进一步描述。
参见图1～9，本实用新型提供了一种带避震装置的四驱独立转向机器人底盘（如图1～图2所示）：包括机器人底盘骨架1、行走转向组件2、触边防撞组件3、调试接口组件4、电池及电池管理系统5、电器安装组件6、激光避坑传感器7、激光传感器8、气体传感器组件9、局部放电检测传感器10和陀螺仪11，机器人底盘骨架1前后均装有触边防撞组件3，机器人底盘骨架1对角装有两个激光传感器8，电池及电池管理系统5装在机器人底盘骨架1下方空间，调试接口组件4装在机器人底盘骨架1后端上方空间。激光避坑传感器7装在机器人底盘骨架1前端下方空间，电器安装组件6安装在机器人底盘骨架1前端上方空间，四套行走转向组件2安装在机器人底盘骨架1四个对角处。机器人底盘可实现机器人的转向、行走、避坑、爬坡、越障、局部放电检测、气体检测等功能。
如图3所示，包括大底板12、驱动器13、风扇14、接线端子排15、外壳安装板一16、温控开关17、调试接口板支架18、外壳安装板二19、提手20、开关电源21、步进驱动器22、线槽一23、线槽二24、电源模块三25、电源模块四26、六角铜柱27、避坑激光座28、支柱29、温湿度传感器30。大底板12四个对角设有四个行走转向组件2安装位置，大底板12前后及两侧设有共八个外壳安装板一16，提手20设在四个行走转向组件2安装位置旁，开关电源21设在大底板12中部，调试接口板支架18设在大底板12后端。机器人底盘骨架1连接机器人四个行走转向组件2，承载机器人整机负载，为器件安装提供空间。
如图4所示，包括驱动轮组件31、避震组件32和转向组件33，驱动轮组件31与避震组件32连接，避震组件32与转向组件33连接。转向组件33设有编码器，转向组件33在电机的驱动下实现转向，编码器实现转向组件的实时位置信息，与电机形成闭环控制。驱动组件31设有两个深沟球轴承，可有效承受驱动轮所受负载，保护电机输出轴不承受径向负载。驱动轮行走时，驱动组件31受到的冲击力通过驱动轮，驱动轮组件31内的深沟球轴承和驱动法兰座传递到避震组件32，避震组件32的避震器吸收了所承受的冲击力，对机器人本体器件有效的抗冲击保护。
如图5所示，调试接口组件，包括调试接口板34、按钮开关35、USB延长线36、数码显示屏37、调试接口连接板38、网线延长线39、航空插座40、高清线41、直流断路器42和空开固定件43。按钮开关35、USB延长线36、数码显示屏37、网线延长线39、航空插座40、高清线41、直流断路器42均安装在调试接口板34上。航空插座40设为机器人的人工充电的接口。数码显示屏37显示电池系统的电压值。调试接口组件主要将常用的人机交互接口从安装机器人内电器件引出，调试接口组件设于机器人后端，机器人外壳上设有便于打开的盖板。
如图6、图7所示，电池及电池管理系统，包括电池仓44、充电二极管45、电池46、充电极固定块47、电池拖架48、充电接触块49、把手50。电池放置在电池拖架48上，电池拖架48上设有把手50，电池拖架48可以从电池仓44后端拉出。两个充电接触块49和充电二极管45固定在充电极固定块47上，充电极固定块47安装在电池仓44前端。
如图8、图9所示，电器安装组件包括支架51、AP安装板52、车载AP53、电源模块一54、电源模块二55、交换机56、超声控制板57、扬声器58、工控机59和工控机支架60，车载AP53、电源模块54、电源模块二55、交换机56、超声控制板57、扬声器58安装在AP安装板52上，工控机59安装在工控机支架60上，AP安装板52和工控机支架60固定在两个支架51上。
工作原理：
一种带避震装置的四驱独立转向机器人底盘，包括机器人底盘骨架1、行走转向组件2、触边防撞组件3、调试接口组件4、电池及电池管理系统5、电器安装组件6、激光避坑传感器7、激光传感器8、气体传感器组件9、局部放电检测传感器10和陀螺仪11。电池及电池管理系统5为机器人底盘提供动力来源。触边防撞组件3、激光避坑传感器7、激光传感器8、气体传感器组件9、局部放电检测传感器10和陀螺仪11等为机器人底盘提供环境感知及控制输入。电器安装组件6为机器人的控制决策中心。四个行走转向组件2安装在底盘骨架的四个对角，通过四个行走转向组件2的组合控制，可实现机器人底盘的前进、后退、横移、原地转向等各个方向的移动。行走转向组件2上装有避震组件32，可提升机器人底盘的运动平稳性。通过各模块组件的综合应用，可实现机器人底盘的实时精确定位、避坑避障、大角度爬坡、高台阶越障等功能，增强了机器人底盘在复杂环境的适应能力。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
本实用新型从整体上解决了现有技术中机器人底盘中两驱差速底盘爬坡越障能力较差，四驱差速底盘和四驱独立转向底盘易引起机器人本体震动的问题，通过在底盘骨架上安装转向、防撞组件，以及配合各种传感器，实现了原地转向、实时精确定位、避坑避障、大角度爬坡、高台阶越障等功能，增强了机器人在复杂环境的适应能力。
Claims (6)
1.一种带避震装置的四驱独立转向机器人底盘，其特征在于，包括机器人底盘骨架（1）、行走转向组件（2）、触边防撞组件（3）、调试接口组件（4）、电池及电池管理系统（5）、电器安装组件（6）、激光避坑传感器（7）、激光传感器（8）、气体传感器组件（9）、局部放电检测传感器（10）和陀螺仪（11），所述机器人底盘骨架（1）前后均装有所述触边防撞组件（3），所述机器人底盘骨架（1）对角装有两个所述激光传感器（8），所述电池及电池管理系统（5）装在所述机器人底盘骨架（1）下方空间，所述调试接口组件（4）装在机器人底盘骨架（1）后端上方空间；所述激光避坑传感器（7）装在所述机器人底盘骨架（1）前端下方空间，所述电器安装组件（6）安装在所述机器人底盘骨架（1）前端上方空间，四套所述行走转向组件（2）安装在机器人底盘骨架（1）四个对角处。
2.根据权利要求1所述的带避震装置的四驱独立转向机器人底盘，其特征在于，所述机器人底盘骨架（1）包括大底板（12）、驱动器（13）、风扇（14）、接线端子排（15）、外壳安装板一（16）、温控开关（17）、调试接口板支架（18）、外壳安装板二（19）、提手（20）、开关电源（21）、步进驱动器（22）、线槽一（23）、线槽二（24）、电源模块三（25）、电源模块四（26）、六角铜柱（27）、避坑激光座（28）、支柱（29）和温湿度传感器（30），所述大底板（12）四个对角设有四个所述行走转向组件（2）安装位置，所述大底板（12）前后及两侧设有共八个所述外壳安装板一（16），所述提手（20）设在所述四个行走转向组件（2）安装位置旁，所述开关电源（21）设在所述大底板（12）中部，所述调试接口板支架（18）设在所述大底板（12）后端。
3.根据权利要求1所述的带避震装置的四驱独立转向机器人底盘，其特征在于，所述行走转向组件（2）包括驱动轮组件（31）、避震组件（32）和转向组件（33），所述驱动轮组件（31）与所述避震组件（32）连接，所述避震组件（32）与所述转向组件（33）连接，所述转向组件（33）设有编码器，所述转向组件（33）在电机的驱动下实现转向，所述编码器实现转向组件的实时位置信息，与电机形成闭环控制，所述驱动轮组件（31）设有两个深沟球轴承。
4.根据权利要求1所述的带避震装置的四驱独立转向机器人底盘，其特征在于，所述调试接口组件（4）包括调试接口板（34）、按钮开关（35）、USB延长线（36）、数码显示屏（37）、调试接口连接板（38）、网线延长线（39）、航空插座（40）、高清线（41）、直流断路器（42）和空开固定件（43），所述按钮开关（35）、USB延长线（36）、数码显示屏（37）、网线延长线（39）、航空插座（40）、高清线（41）、直流断路器（42）均安装在所述调试接口板（34）上，所述航空插座（40）设为机器人的人工充电的接口，所述数码显示屏（37）显示电池系统的电压值。
5.根据权利要求1所述的带避震装置的四驱独立转向机器人底盘，其特征在于，所述电池及电池管理系统（5）包括电池仓（44）、充电二极管（45）、电池、充电极固定块（47）、电池拖架（48）、充电接触块（49）和把手（50），所述电池放置在所述电池拖架（48）上，所述电池拖架（48）上设有所述把手（50），所述电池拖架（48）可以从所述电池仓（44）后端拉出，所述两个充电接触块（49）和所述充电二极管（45）固定在所述充电极固定块（47）上，所述充电极固定块（47）安装在所述电池仓（44）前端。
6.根据权利要求1所述的带避震装置的四驱独立转向机器人底盘，其特征在于，所述电器安装组件（6）包括支架（51）、AP安装板（52）、车载AP（53）、电源模块一（54）、交换机（56）、超声控制板（57）、扬声器（58）、工控机（59）和工控机支架（60），所述车载AP（53）、电源模块一（54）、交换机（56）、超声控制板（57）、扬声器（58）安装在所述AP安装板（52）上，所述工控机（59）安装在所述工控机支架（60）上，所述AP安装板（52）和所述工控机支架（60）固定在所述两个支架（51）上。
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