一种新型机器人行走底盘的制作方法

本实用新型涉及一种机械设备，具体说涉及一种新型机器人行走底盘。

背景技术：

现有的农田喷药主要采用人工喷药，喷药机械喷药，飞机喷药等几种形式。我公司之前申请了专利一种农用喷药机器人（专利申请号2016100111412），该机器人采用足式行走底盘，但是该行走底盘运行平稳性解决起来比较复杂，因此，我们又对该种足式行走底盘进行了重新设计，本实用新型公开的机器人底盘方案与之前公开的方案相比，行走更加平稳、使用更加便捷。

技术实现要素：

为了实现机器人底盘行走更加平稳、使用更加便捷这一目的，本实用新型公开一种新型机器人行走底盘，该实用新型包括工作装置安装座、运动均衡装置、底盘转向系统、底盘转运系统、底盘行走系统、底盘调向系统、控制动力系统，工作装置安装座用于安装各种工作装置，运动均衡装置位于工作装置安装座和底盘行走系统之间，可以使工作装置安装座平稳运动，底盘转向系统位于底盘下侧，用于底盘的大角度转向，底盘转运系统用于底盘转场运输，底盘行走系统可以使整个底盘移动，底盘调向系统用于底盘工作走偏时进行小角度调向，控制动力系统用于控制各部分协同工作，并为整个机器人行走底盘提供能量。

优选地，所述底盘转向系统，其底盘转向马达位于底盘行走系统下侧，底盘转向系统支架位于底盘转向马达和底盘转向伸缩缸之间，用于支撑固定底盘转向伸缩缸，底盘转向支腿座位于底盘转向伸缩缸下部。

优选地，所述底盘转运系统，机器人行走底盘大架上设有转运轮安装座，转运轮支撑杆可以和转运轮安装座配合，两者可以拆装，转运轮安装在转运轮支撑杆下端，这样整个行走底盘在需要转场时就可以通过转运轮进行移动。

优选地，所述底盘转运系统，机器人行走底盘大架上还设有底盘转运挂钩，底盘转运挂钩便于托运车辆和行走底盘连接托运。

优选地，所述底盘行走系统，其第一主支腿置于第一伸缩前杆上，第一副支腿置于第一伸缩后杆上，第二主支腿置于第二伸缩前杆上，第二副支腿置于第二伸缩后杆上，第三主支腿置于第一伸缩后杆上，第三副支腿置于第一伸缩内杆上，第一伸缩内杆与第一伸缩前杆嵌套配合，两者之间可以相互滑动，第四主支腿置于第二伸缩后杆上，第四副支腿置于第二伸缩内杆上，第二伸缩内杆与第二伸缩前杆嵌套配合，两者之间可以相互滑动，第一伸缩前杆与第一伸缩后杆嵌套配合，两者之间可以相互移动，第二伸缩前杆与第二伸缩后杆嵌套配合，两者之间可以相互移动，前横杆与第一伸缩前杆嵌套配合，两者可以相互滑动，前横杆与第二伸缩前杆固定连接，前横杆与前横杆伸缩连接杆固连，前横杆伸缩连接杆与中部骨架嵌套配合，两者可以相互滑动，中部骨架与第一伸缩后杆固定连接，中部骨架与第二伸缩后杆嵌套配合，两者可以相互滑动。

优选地，所述底盘行走系统，其伸缩内杆与伸缩前杆嵌套配合，伸缩前杆上设有沟槽，伸缩内杆上设有定位销轴，定位销轴与沟槽配套，定位销轴可以在沟槽内部在一定范围内滑动。

优选地，所述底盘行走系统，其伸缩前杆与伸缩后杆嵌套配合，伸缩前杆和伸缩后杆之间设有动力缸，动力缸可以驱动伸缩前杆和伸缩后杆来回伸缩。

优选地，所述底盘行走系统，各主支腿上都设有主支腿支撑套凹槽。

优选地，所述底盘调向系统，前横杆两侧分别设有前调向左侧伸缩缸和前调向右侧伸缩缸，前调向左侧伸缩缸和第一伸缩前杆之间设有前调向左侧铰链，前调向右侧伸缩缸和第二伸缩前杆之间设有前调向右侧铰链，中部骨架两侧分别设有后调向左侧伸缩缸和后调向右侧伸缩缸，后调向左侧伸缩缸和第一伸缩后杆之间设有后调向左侧铰链，后调向右侧伸缩缸和第二伸缩后杆之间设有后调向右侧铰链。

优选地，所述底盘调向系统，第一副支腿和第一伸缩后杆以及第二副支腿和第二伸缩后杆之间均设有副支腿铰链，副支腿铰链两侧设置有铰链复位弹簧片，副支腿铰链可以使第一副支腿和第一伸缩后杆以及第二副支腿和第二伸缩后杆之间可以在受到外力作用时进行转动，铰链复位弹簧片可以使副支腿铰链在外力去除后恢复设定状态，这样就使得行走底盘在进行调向时各副支腿和对应伸缩后杆之间有一定的柔性。

优选地，所述底盘调向系统，在前调向左侧伸缩缸和后调向左侧伸缩缸伸缩相同的位移量时可以调节两侧支腿间的间距，前调向右侧伸缩缸和后调向右侧伸缩缸伸缩相同的位移量时也可以调节两侧支腿间的间距。

优选地，所述底盘调向系统，可以将前调向左侧伸缩缸和前调向右侧伸缩缸合并为一个伸缩缸，将后调向左侧伸缩缸和后调向右侧伸缩缸合并为一个缸。

通过上述技术方案，本实用新型公开的机器人底盘方案与之前公开的方案相比，行走更加平稳、使用更加便捷。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是机器人行走底盘整体布局示意图；

图2是底盘转向系统工作示意图；

图3是底盘转运系统工作示意图；

图4是底盘行走系统结构示意图；

图5是底盘行走系统原理结构示意图；

图6是底盘调向系统结构示意图；

图7是第一主支腿完成前移动作示意图；

图8是第二主支腿完成前移动作示意图；

图9是第三主支腿完成前移动作示意图；

图10是第四主支腿完成前移动作示意图；

图11是第一伸缩内杆完成前移动作示意图；

附图标记说明

1、工作装置安装座；2、运动均衡装置；3、底盘转向系统；301、底盘转向马达；302、底盘转向系统支架；303、底盘转向伸缩缸；304、底盘转向支腿座；4、底盘转运系统；401、底盘转运挂钩；402、转运轮安装座；403、转运轮支撑杆；404、转运轮；5、底盘行走系统；501、第一主支腿；501a、主支腿支撑套凹槽；502、第一伸缩前杆；503、第一副支腿；504、第一伸缩后杆；505、前横杆；505a、前横杆伸缩连接杆；506、第二主支腿；507、第二伸缩前杆；508、第二副支腿；509、第二伸缩后杆；510、第三主支腿；511、第一伸缩内杆；512、第三副支腿；513、第四主支腿；514、第二伸缩内杆；515、第四副支腿；516、中部骨架；517、伸缩内杆；518、伸缩后杆；519、伸缩前杆；520、沟槽；521、定位销轴；522、动力缸；6、底盘调向系统；601、副支腿铰链；602、铰链复位弹簧片；603、前调向左侧铰链；604、前调向左侧伸缩缸；605、前调向右侧伸缩缸；606、前调向右侧铰链；607、后调向左侧铰链；608、后调向左侧伸缩缸；609、后调向右侧伸缩缸；610、后调向右侧铰链；7、控制动力系统。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。使用的方位词如“左、右”是指附图中的左、右方位。

如图1所示，本实用新型提供了一种新型机器人行走底盘，该实用新型包括工作装置安装座1、运动均衡装置2、底盘转向系统3、底盘转运系统4、底盘行走系统5、底盘调向系统6、控制动力系统7，工作装置安装座1用于安装各种工作装置，运动均衡装置2位于工作装置安装座1和底盘行走系统5之间，可以使工作装置安装座1平稳运动，底盘转向系统3位于底盘下侧，用于底盘的大角度转向，底盘转运系统4用于底盘转场运输，底盘行走系统5可以使整个底盘移动，底盘调向系统6用于底盘工作走偏时进行小角度调向，控制动力系统7用于控制各部分协同工作，并为整个机器人行走底盘提供能量。

如图2所示，底盘转向马达301位于底盘行走系统5下侧，底盘转向系统支架302位于底盘转向马达301和底盘转向伸缩缸303之间，用于支撑固定底盘转向伸缩缸303，底盘转向支腿座304位于底盘转向伸缩缸303下部，转向时和地面接触。

如图3所示，机器人行走底盘大架上设有转运轮安装座402，转运轮支撑杆403可以和转运轮安装座402配合，两者可以拆装，转运轮404安装在转运轮支撑杆403下端，这样整个行走底盘在需要转场时就可以通过转运轮404进行移动，机器人行走底盘大架上还设有底盘转运挂钩401，底盘转运挂钩401便于托运车辆和行走底盘连接托运。

如图4所示，结合图5，第一主支腿501置于第一伸缩前杆502上，第一副支腿503置于第一伸缩后杆504上，第二主支腿506置于第二伸缩前杆507上，第二副支腿508置于第二伸缩后杆509上，第三主支腿510置于第一伸缩后杆504上，第三副支腿512置于第一伸缩内杆511上，第一伸缩内杆511与第一伸缩前杆502嵌套配合，两者之间可以相互滑动，第四主支腿513置于第二伸缩后杆509上，第四副支腿515置于第二伸缩内杆514上，第二伸缩内杆514与第二伸缩前杆507嵌套配合，两者之间可以相互滑动，第一伸缩前杆502与第一伸缩后杆504嵌套配合，两者之间可以相互移动，第二伸缩前杆507与第二伸缩后杆509嵌套配合，两者之间可以相互移动，前横杆505与第一伸缩前杆502嵌套配合，两者可以相互滑动，前横杆505与第二伸缩前杆507固定连接，前横杆505与前横杆伸缩连接杆505a固连，前横杆伸缩连接杆505a与中部骨架516嵌套配合，两者可以相互滑动，中部骨架516与第一伸缩后杆504固定连接，中部骨架516与第二伸缩后杆509嵌套配合，两者可以相互滑动。

如图5所示，伸缩内杆517与伸缩前杆519嵌套配合，伸缩前杆519上设有沟槽520，伸缩内杆517上设有定位销轴521，定位销轴521与沟槽520配套，定位销轴521可以在沟槽520内部在一定范围内滑动，伸缩前杆519与伸缩后杆518嵌套配合，伸缩前杆519和伸缩后杆518之间设有动力缸522，动力缸522可以驱动伸缩前杆519和伸缩后杆518来回伸缩。可以理解的是，此处所述伸缩前杆519对应第一伸缩前杆502和第二伸缩前杆507，伸缩后杆518对应第一伸缩后杆504和第二伸缩后杆509，伸缩内杆517对应第一伸缩内杆511和第二伸缩内杆514。各主支腿上都设有主支腿支撑套凹槽501a，各副支腿可以由主支腿支撑套凹槽501a处向下伸出以便直接与地面接触。

如图6所示，第一副支腿503和第一伸缩后杆504以及第二副支腿508和第二伸缩后杆509之间均设有副支腿铰链601，副支腿铰链601两侧设置有铰链复位弹簧片602，副支腿铰链601可以使第一副支腿503和第一伸缩后杆504以及第二副支腿508和第二伸缩后杆509之间可以在受到外力作用时进行转动，铰链复位弹簧片602可以使副支腿铰链601在外力去除后恢复设定状态，这样就使得行走底盘在进行调向时各副支腿和对应伸缩后杆之间有一定的柔性。前横杆505两侧分别设有前调向左侧伸缩缸604和前调向右侧伸缩缸605，前调向左侧伸缩缸604和第一伸缩前杆502之间设有前调向左侧铰链603，前调向右侧伸缩缸605和第二伸缩前杆507之间设有前调向右侧铰链606，中部骨架516两侧分别设有后调向左侧伸缩缸608和后调向右侧伸缩缸609，后调向左侧伸缩缸608和第一伸缩后杆504之间设有后调向左侧铰链607，后调向右侧伸缩缸609和第二伸缩后杆509之间设有后调向右侧铰链610。前调向左侧伸缩缸604和后调向左侧伸缩缸608伸缩相同的位移量可以调节两侧支腿间的间距，伸缩不同的位移量可以使得行走底盘的走向实现调节。前调向右侧伸缩缸605和后调向右侧伸缩缸609也具有相同功能。当然，可以理解的是如果不考虑整机的对称性，可以将前调向左侧伸缩缸604和前调向右侧伸缩缸605合并为一个伸缩缸，将后调向左侧伸缩缸608和后调向右侧伸缩缸609合并为一个缸。

控制动力系统7根据行走底盘的具体结构以及需要执行的具体动作提供所需控制信号，根据各执行机构具体需要提供所需能量支持，这些部分均为现有技术既可以解决，在此不再赘述。

运动均衡装置2的实现方案与我公司之前申请的专利一种农用喷药机器人（专利申请号2016100111412）中所述方案相似，可以实现将支腿式行走底盘的不均匀运动转化成工作系统所需要的匀速运动，在此已属于现有技术，因此不再赘述。

工作装置安装座1根据安装的工作装置需要可以设计成不同的尺寸、样式，这属于最基本的设备安装座的设计，因此不再赘述。

为了更清楚的反应该机器人行走底盘的结构和功能，现在介绍该机器人行走底盘的工作过程，此举例仅为多种选择方案中的一种，不是对本实用新型的限制。

工作前准备：如图3所示，该机器人行走底盘处于初始状态，结合以上诸图，操作者将牵引车连接到底盘转运挂钩401上，借助转运轮404，可以将行走底盘运输到工作现场，各支腿下伸将机器人底盘撑起，这时可以取下转运轮支撑杆403和转运轮404，这时机器人底盘的状态就如图4所示。

机器人底盘向前行进：第一主支腿501先向上缩回，第一副支腿503保持对机器人底盘的支撑，第一伸缩前杆502在动力缸522的驱动下向前伸出，伸到设定位置后，第一主支腿501向下伸出对机器人底盘进行支撑，这样机器人底盘的第一主支腿501完成前移一步的动作，其状态如图7所示，由于伸缩内杆517与伸缩前杆519嵌套配合，伸缩前杆519上设有沟槽520，伸缩内杆517上设有定位销轴521，定位销轴521与沟槽520配套，定位销轴521可以在沟槽520内部在一定范围内滑动，因此第一伸缩前杆502可以相对于第一伸缩内杆511向前伸出，伸出后定位销轴521将到达沟槽520末端，可以理解的是，第二伸缩前杆507向前移动时也是如此。接下来，第二主支腿506向上缩回，第二副支腿508保持对机器人底盘的支撑，第二伸缩前杆507在动力缸522的驱动下向前伸出，伸到设定位置后，第二主支腿506向下伸出对机器人底盘进行支撑，在此期间，第一副支腿503向上缩回，前横杆505以及前横杆伸缩连接杆505a跟随第二伸缩前杆507一起向前移动，这样机器人底盘的第二主支腿506就完成前移一步的动作，其状态如图8所示。下一步，第二副支腿508和第三主支腿510向上缩回，第三副支腿512保持对机器人底盘的支撑，第一伸缩后杆504在动力缸522的驱动下向前移动，移动到设定位置后，第三主支腿510向下伸出对机器人底盘进行支撑，在此期间，由于中部骨架516与第一伸缩后杆504固定连接，所以中部骨架516将随第一伸缩后杆504一起向前移动，这样机器人底盘的第三主支腿510就完成前移一步的动作，其状态如图9所示。下一步，第四主支腿513向上缩回，第四副支腿515保持对机器人底盘的支撑，第二伸缩后杆509在动力缸522的驱动下向前移动，移动到设定位置后，第四主支腿513向下伸出对机器人底盘进行支撑，在此之后，第一副支腿503和第二副支腿508向下伸出对机器人底盘进行支撑，第三副支腿512和第四副支腿515向上缩回，这样机器人底盘的第四主支腿513就完成前移一步的动作，其状态如图10所示。下一步，又轮到第一主支腿501向前移动，第一主支腿501先向上缩回，第一副支腿503保持对机器人底盘的支撑，第一伸缩前杆502在动力缸522的驱动下向前伸出，伸到设定位置后，第一主支腿501向下伸出对机器人底盘进行支撑，与此同时，第一伸缩内杆511在定位销轴521和沟槽520的作用下跟随第一伸缩前杆502一起向前移动，这样就实现了后排的第三副支腿512前移到初始位置，同理，第二主支腿506再次前移时依然可以将第四副支腿515前移到初始位置，如此，周而复始，就可以实现机器人底盘的前行。

机器人底盘调向：由于地形、机器人底盘误差等综合因素作用，机器人底盘在行进过程中有可能发生走偏现象，这就需要进行调向。假如机器人底盘发生向右走偏的现象，这就需要控制机器人向左进行调节，当左侧的第一主支腿501先向上缩回后，由于第一副支腿503和第一伸缩后杆504设有副支腿铰链601，前调向左侧伸缩缸604伸长一定位移，这就驱使第一伸缩前杆502整体向左侧偏移，第一伸缩前杆502伸到设定位置后，第一主支腿501向下伸出对机器人底盘进行支撑，接下来，第二主支腿506向上缩回，第二副支腿508保持对机器人底盘的支撑，在此期间，第一副支腿503向上缩回，第一副支腿503和第一伸缩后杆504之间的副支腿铰链601在铰链复位弹簧片602的作用下恢复原来设计的状态，前调向左侧伸缩缸604收缩到原来的长度，由于第二副支腿508和第二伸缩后杆509之间也设有副支腿铰链601，这就驱使第二伸缩前杆507也整体向左侧偏移，第二伸缩前杆507伸到设定位置后，第二主支腿506向下伸出对机器人底盘进行支撑，这样机器人底盘就整体向左偏移了一个角度，实现了向左调向。可以理解的是，采用相似动作过程也可以完成机器人底盘向右调向。

机器人底盘整体转向：当需要机器人底盘进行大角度转向时，先将工作装置调节至底盘转向系统3的中心位置，底盘转向伸缩缸303向下伸出，各主副支腿向上收回，到位后如图2所示，底盘转向马达301驱动机器人底盘转动所需角度，各主副支腿向下伸出，底盘转向伸缩缸303向上收回，完成转向后，继续下面的动作。

工作完成后：将整机状态运行到如图10所示，之后，第一主支腿501先向上缩回，第一副支腿503保持对机器人底盘的支撑，第一伸缩前杆502在动力缸522的驱动下向前伸出，第一伸缩内杆511在定位销轴521和沟槽520的作用下跟随第一伸缩前杆502一起向前移动，这样就实现了后排的第三副支腿512前移到初始位置，伸到设定位置后，第一伸缩前杆502再在动力缸522的驱动下向后缩回，这样就自动完成了对第一伸缩内杆511的收回。可以理解的是，采用相似动作过程也可以完成对第二伸缩内杆514的收回。各伸缩杆都收缩到位后，将转运轮支撑杆403和转运轮404安装上，再将各支腿向上收回，操作者将牵引车连接到底盘转运挂钩401上，将机器人行走底盘运离工作现场。

通过上述技术方案，本实用新型公开的机器人底盘方案较之前公开的方案行走更加平稳使用更加便捷。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。