底盘悬挂机构及配送机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种底盘悬挂机构及配送机器人。

背景技术：

目前，轮式机器人应用越来越广泛，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、控制主板和传动系统等部件，因此，需要保证底盘部分能够缓冲吸振，具有较强的地面适应性。

然而，现有技术中，配送机器人的缓冲吸振能力、抓地能力尚不够强，使得多数机器人的地面适应性并不是很好，这就造成，虽然很多机器人有很好的承重能力，但是顺利通过不同地面的能力却不够理想。尤其是，在通过高低不平的路面，具体如通过电梯屏蔽门沟壑及台阶时，经常会出现整机摇晃、主动轮打滑、不能通过、甚至失稳或倾倒的现象，这些都会降低机器人工作效率，影响机器人的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种底盘悬挂机构，能够提高底盘的地面适应能力和运行平稳性，有助于提高机器人的工作效率、延长机器人的使用寿命。

本实用新型的又一个目的在于提出一种配送机器人，具有地面适应能力强、运行平稳性高、工作效率高且使用寿命长的有益效果。

为达此目的，一方面，本实用新型采用以下技术方案：

一种底盘悬挂机构，包括：

前悬臂，所述前悬臂上安装连接有前从动轮，所述前悬臂的一端与底盘转动连接，所述前悬臂的另一端能够随所述前从动轮摆动；

后悬臂，所述后悬臂的一端与驱动轮连接，所述后悬臂的另一端与所述底盘转动连接；

弹性缓冲件，所述弹性缓冲件分别与所述前悬臂和所述后悬臂转动连接；以及，

牵拉件，所述牵拉件的一端与所述后悬臂连接，所述牵拉件的另一端与所述底盘连接。

在其中一个实施例中，所述底盘的上表面和所述后悬臂之间设置有牵拉支架，所述牵拉件的两端分别与对应的所述牵拉支架连接。

在其中一个实施例中，所述底盘的下表面和所述后悬臂之间设置有牵拉支架，所述牵拉件的两端分别与对应的所述牵拉支架连接。

在其中一个实施例中，所述牵拉件为拉簧、伸缩杆或柔性伸缩带。

在其中一个实施例中，所述底盘悬挂机构还包括悬臂支架，所述悬臂支架上设置有转动轴，所述前悬臂和所述后悬臂均与所述转动轴套接连接。

又一方面，本实用新型还提供一种配送机器人，包括底盘和上述任一项所述的底盘悬挂机构，所述底盘悬挂机构设置在所述底盘上。

在其中一个实施例中，所述配送机器人还包括后从动轮，所述后从动轮沿所述驱动轮的驱动方向设在所述驱动轮后侧。

在其中一个实施例中，所述配送机器人还包括定向轮，所述定向轮随所述驱动轮的驱动方向滚动，且所述定向轮位于两个所述前从动轮之间。

在其中一个实施例中，所述定向轮可上抬收缩地安装于所述底盘上且具有定向状态和收缩状态；当处于所述定向状态时，所述定向轮与地面接触；当处于所述收缩状态时，所述定向轮与地面之间具有间隙。

在其中一个实施例中，所述定向轮通过铰链与所述底盘连接；或，所述定向轮通过伸缩机构与所述底盘连接。

上述的底盘悬挂机构通过前悬臂、后悬臂和弹性缓冲件实现了驱动轮和前从动轮两轮联动，在机器人前行遇到稍高的障碍物时，前从动轮抬高，前悬臂与前从动轮连接的一端随前从动轮向上运动，前悬臂的另一端相对于底盘转动，前悬臂整体向上摆动，前悬臂向上摆动挤压弹性缓冲件，弹性缓冲件收缩吸收震动，并且，弹性缓冲件收缩挤压后悬臂，后悬臂在弹性缓冲件的挤压下与底盘连接的一端相对于底盘发生转动，连接驱动轮的一端产生向下的运动趋势带动驱动轮向下运动对驱动轮产生下压效果，以使驱动轮保持着地，保证机器人顺利前行。同时，牵拉件能够对后悬臂产生向下的牵拉力，可以进一步使驱动轮降低，尤其是当冲击较大时，可以保证驱动轮始终紧贴地面，使驱动轮与地面产生较大的摩檫力，从而能够进一步保持驱动轮的着地力，不会出现由于驱动轮与地面摩檫力小而打滑的现象，使驱动轮始终接触地面并有足够的前进动力，在持续前进动力下，驱动轮驱动前从动轮平稳越过障碍物。

进一步地，当机器人通过电梯屏蔽门沟壑等凹坑形地面时，前从动轮在牵拉件的拉力及弹性缓冲件的拉力和限位作用下会保持原有运动趋势，而不会立即陷入沟壑或凹坑内，从而可以平稳进入沟壑或凹坑内，进入凹坑内后进一步重复上述的越过较高障碍物的过程即可顺利移出沟壑或凹坑。

综上所述，上述的底盘悬挂机构在保证底盘承重能力的前提下，能够有效提高底盘的过障碍能力，能够提高底盘的地面适应能力和运行平稳性，机器人通过电梯屏蔽门沟壑及台阶等高低不平的路面时，不会出现整机摇晃、主动轮打滑、不能通过、甚至失稳或倾倒的现象，能够有效降低不平整路面对机器人造成的运动冲击，有助于提高机器人的工作效率、延长机器人的使用寿命。

上述的配送机器人通过应用上述的底盘悬挂机构，具有地面适应能力强、运行平稳性高、工作效率高且使用寿命长的有益效果。

附图说明

图1是一个实施例中配送机器人的底盘的结构示意图；

图2是图1所示的底盘的俯视图；

图3是图1所示的底盘的部分结构示意图；

图4是另一个实施例中配送机器人的底盘的结构示意图；

图5是图4所示的底盘的俯视图；

图6是图4所示的底盘的部分结构示意图。

附图标记说明：

10-前悬臂，20-后悬臂，30-弹性缓冲件，40-前从动轮，50-底盘，60-驱动轮，70-减震支架，80-牵拉件，90-悬臂支架，100-后从动轮，110-定向轮；

701-连接轴，801-牵拉支架，802-塞打螺钉，901-转动轴。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

请同时参阅图1至图3，一实施例的底盘悬挂机构包括前悬臂10、后悬臂20、弹性缓冲件30和牵拉件80。前悬臂10上安装连接有前从动轮40，前悬臂10安装于底盘50上，且前悬臂10的一端与底盘50转动连接，前悬臂10的另一端能够随前从动轮40摆动，后悬臂20的一端与驱动轮60连接，后悬臂20的另一端与底盘50转动连接，弹性缓冲件30分别与前悬臂10和后悬臂20转动连接，牵拉件80的一端与后悬臂20连接，牵拉件80的另一端与底盘50连接。

具体地，牵拉件80用于对后悬臂20产生向下的牵拉力，以使驱动轮60降低，能够保证驱动轮60始终紧贴地面。

具体地，弹性缓冲件30用于吸收前从动轮40的运动缓冲及震动，在一个实施例中，弹性缓冲件30可以但不局限为减震弹簧或阻尼减震器。

进一步地，前从动轮40采用万向轮，更为具体地，万向轮可以但不局限为麦克纳姆轮。

上述的底盘悬挂机构通过前悬臂10、后悬臂20和弹性缓冲件30实现了驱动轮60和前从动轮40两轮联动，在机器人前行遇到稍高的障碍物时，前从动轮40抬高，前悬臂10与前从动轮40连接的一端随前从动轮40向上运动，前悬臂10的另一端相对于底盘50转动，前悬臂10整体向上摆动，前悬臂10向上摆动挤压弹性缓冲件30，弹性缓冲件30收缩吸收震动，并且，弹性缓冲件30收缩挤压后悬臂20，后悬臂20在弹性缓冲件30的挤压下与底盘50连接的一端相对于底盘50发生转动，连接驱动轮60的一端产生向下的运动趋势带动驱动轮60向下运动对驱动轮60产生下压效果，以使驱动轮60保持着地，保证机器人顺利前行。同时，牵拉件80能够对后悬臂20产生向下的牵拉力，可以进一步使驱动轮60降低，尤其是当冲击较大时，可以保证驱动轮60始终紧贴地面，使驱动轮60与地面产生较大的摩檫力，从而能够进一步保持驱动轮60的着地力，不会出现由于驱动轮60与地面摩檫力小而打滑的现象，使驱动轮60始终接触地面并有足够的前进动力，在持续前进动力下，驱动轮60驱动前从动轮40平稳越过障碍物。

进一步地，当机器人通过电梯屏蔽门沟壑等凹坑形地面时，前从动轮40在牵拉件80的拉力及弹性缓冲件30的拉力和限位作用下会保持原有运动趋势，而不会立即陷入沟壑或凹坑内，从而可以平稳进入沟壑或凹坑内，进入凹坑内后进一步重复上述的越过较高障碍物的过程即可顺利移出沟壑或凹坑。

上述的底盘悬挂机构在保证底盘50的承重能力的前提下，能够有效提高底盘50的过障碍能力及地面适应性，机器人通过电梯屏蔽门沟壑及台阶等高低不平的路面时，不会出现整机摇晃、主动轮打滑、不能通过、甚至失稳或倾倒的现象，能够有效降低不平整路面对机器人造成的运动冲击，有助于提高机器人的工作效率、延长机器人的使用寿命。

在一个实施例中，前悬臂10和后悬臂20上均设置有减震支架70，减震支架70上设置有连接轴701，弹性缓冲件30的两端分别与对应的连接轴701套接连接。具体地，弹性缓冲件30的端部套接于连接轴701外侧并能绕连接轴701转动，实现弹性缓冲件30分别与前悬臂10和后悬臂20转动连接，弹性缓冲件30分别与前悬臂10和后悬臂20转动连接能够避免发生运动卡死，有助于提高吸震缓冲效果。

在一个实施例中，底盘50的上表面和后悬臂20之间设置有牵拉支架801，牵拉件80的两端分别与对应的牵拉支架801连接。具体地，底盘50的上表面上设置有牵拉支架801，为方便组装，后悬臂20位于底盘50上部的部分上设置有牵拉支架801，牵拉支架801上设置有塞打螺钉802，牵拉件80的两端分别与对应的塞打螺钉802套接，设置在后悬臂20上的牵拉支架801高于设置在底盘50的上表面上的牵拉支架801，牵拉件80的两端分别与对应的牵拉支架801连接后始终处于拉伸状态，且牵拉件80与设置在后悬臂20上的牵拉支架801连接的一端高于其与设置在底盘50的上表面上的牵拉支架801连接的一端，能够稳定的向下牵拉后悬臂20。

优选地，在一个实施例中，牵拉件80为拉簧。进一步地，在其它实施例中，牵拉件80还可以为伸缩杆或柔性伸缩带，其中，伸缩杆优选但不局限为液压伸缩管，柔性伸缩带可以但不局限为采用橡胶或硅胶制成。

在一个实施例中，底盘悬挂机构还包括悬臂支架90，悬臂支架90上设置有转动轴901，前悬臂10和后悬臂20均与转动轴901套接连接。具体地，前悬臂10和后悬臂20均套接于转动轴901外侧且前悬臂10和后悬臂20都能够绕转动轴901转动，分别实现前悬臂10和后悬臂20与底盘50转动连接。

本实施例中，前悬臂10和后悬臂20均绕连接轴90转动，当机器人过坎(如前行遇到台阶或凸起等稍高的障碍物)时，前从动轮40抬高带动前悬臂10与前从动轮40连接的一端随前从动轮40向上运动，前悬臂10的另一端绕转动轴90逆时针转动，前悬臂10整体向上摆动，前悬臂10向上摆动挤压弹性缓冲件30，弹性缓冲件30收缩吸收震动，同时，弹性缓冲件30收缩挤压后悬臂20，后悬臂20在弹性缓冲件30的挤压下与底盘50连接的一端绕连接轴90逆时针转动，连接驱动轮60的一端产生向下的运动趋势带动驱动轮60向下运动对驱动轮60产生下压效果，增强驱动轮60的抓地力。

请同时参阅图4至图6，在另一个实施例中，底盘悬挂机构中，底盘50的下表面和后悬臂20之间设置有牵拉支架801，牵拉件80的两端分别与对应的牵拉支架801连接。具体地，底盘50的下表面上设置有牵拉支架801，为方便组装，后悬臂20位于底盘50下部的部分上设置有牵拉支架801。上述的实施例中，牵拉件80设置在底盘50的上方，本实施例中，牵拉件80设置在底盘50的下方对后悬臂20进行牵拉，能够实现与上述实施例相同的技术效果。本实施例的底盘悬挂机构与上述实施例的底盘悬挂机构的区别仅在于牵拉件80及牵拉支架801的设置位置不同，其它结构及组成均相同，在此不再赘述。

上述的底盘悬挂机构设计弹性缓冲件30与牵拉件80相结合的悬挂系统，在保证底盘50的承重能力的前提下，提高了底盘50的过障碍能力及地面适应性，能够缓和由于不平路面传给底盘50的冲击载荷、衰减由此引起的振动、减小货物和底盘50本身的动载荷，且能够有效避免机器人在通过高低不平的路面(如电梯屏蔽门沟壑及台阶等)时出现整机摇晃、主动轮打滑、不能通过、甚至失稳或倾倒的问题，从而能够有效降低不平整路面对机器人造成的运动冲击，有助于延长机体的整体寿命，且能够保证所运送物品的安全性。上述的底盘悬挂机构具有结构简单、成本低廉、便于组装、运行平稳、地面适应性强的有益效果。

又一方面，本实用新型还提供一种配送机器人，包括：底盘50和上述任一项的底盘悬挂机构，底盘悬挂机构设置在底盘50上。

在一个实施例中，配送机器人还包括：后从动轮100，后从动轮100沿驱动轮60的驱动方向设在驱动轮60后侧。具体地，在一个实施例中，后从动轮100采用万向轮，更为具体地，万向轮可以但不局限为麦克纳姆轮。

在一个实施例中，配送机器人还包括定向轮110，定向轮110随驱动轮60的驱动方向滚动，定向轮110沿驱动轮60的驱动方向设置在驱动轮60前侧，且定向轮110位于两个前从动轮40之间。具体地，定向轮110可上抬收缩地安装于底盘50上且具有定向状态和收缩状态；当处于定向状态时，定向轮110与地面接触，底盘50在定向轮110的作用下定向行驶；当处于收缩状态时，定向轮110与地面之间具有间隙，此时，定向轮110离开地面，不再起到定向作用，底盘50在从动轮40的作用下可以换向行驶。

进一步地，在一个实施例中，定向轮110通过铰链与底盘50连接，当定向轮110处于定向状态时，铰链展开，定向轮110与地面接触使底盘50定向行驶；当底盘50需要换向行驶时，铰链合拢，定向轮110被折叠收回，靠近底盘50的下表面设置，定向轮110离开地面不再对底盘50进行定向限制。

更进一步，在其它实施中，定向轮110还可以通过伸缩机构与底盘50连接，当定向轮110处于定向状态时，伸缩机构伸展使定向轮110向下运动并与地面接触；当底盘50需要换向行驶时，伸缩机构收缩带动定向轮110向上运动使定向轮110离开地面，定向轮110切换至收缩状态。具体地，伸缩机构可以但不局限为伸缩杆，更为具体地，伸缩杆可以但不局限为液压伸缩杆。

上述的配送机器人通过应用上述的底盘悬挂机构，具有地面适应能力强、运行平稳性高、工作效率高且使用寿命长的有益效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。